自动化专业英语教程一五

自动化专业英语教程教学课件July28,2007P3U2AInterfacestoExternalSignalsandDevices第三部分第二单元课文A外部信号与设备的接口A外部信号与设备的接口1.课文内容简介：主要介绍《计算机控制技术》中接口的概念和作用、并行输入接口、并行输出接口、数－模转换接口、模拟－数字转换接口等内容。2.温习《计算机控制技术》中有关A/D、D/A、PIO板卡的内容。3.生词与短语P3U2AInterfacestoExternalSignalsandDevices第三部分第二单元课文A外部信号与设备的接口autonomousadj.自治的bus-compatibleadj.总线兼容的temporaladj.暂时的handshakingn.握手directmemoryaccess(DMA)直接存储器访问strobev.选通，发选通脉冲pollv.登记，通信，定时询问latchv.抓住，占有；n.寄存器full-scalladj.满量程的most-significantbit(MSB)最高有效位P3U2AInterfacestoExternalSignalsandDevices第三部分第二单元课文A外部信号与设备的接口least-significantbit(LSB)最低有效位resolutionn.分辨率slewrate转换速度samplev.采样successiveapproximation逐次逼近dualslop双积分flashconverter闪速转换器sample-and-holdn.采样保持spectrumn.（光）谱，领域，范围multiplexern.多路器（开关）

P3U2AInterfacestoExternalSignalsandDevices第三部分第二单元课文A外部信号与设备的接口4.难句翻译[1]Inthisinterface,thereisa“tristate”bufferwhichwhenitisenabledwillforcetheprocessorbustohavethesamebinaryvalueastheexternaldatalines.在这种接口中，有一个三态缓冲器，它能迫使处理器总线与外部数据线有相同的二进制值。[2]UiisthenremovedandaknownnegativeconstantreferencevoltageUisintegratedwhichproducesarampdown.然后去掉Ui，对一个已知的负常数参考电压U积分以产生一个下降的斜坡。5.参考译文P3U2AInterfacestoExternalSignalsandDevices第三部分第二单元课文A外部信号与设备的接口A外部信号与设备的接口概述 系统总线上的信号以非常有序的顺序发生。每个信号以事件的特定顺序来启动并在一固定时间后或被另外时间的顺序而终止。在仅有存储器和微处理器的系统中，由微处理器直接启动总线事件。独立的外部设备和无总线兼容的信号以及与系统总线信号无时态关系的信号都不能直接连到系统总线上。系统总线通信是通过输入/输出接口来完成的。输入/输出接口的主要作用是协调处理器与外部设备之间的数据传输，以及转换为处理器可识别形式的数据。接口的其他作用可提供电隔离、噪声抑制、临时数据存储或数据格式转换。有几种类型的接口，例如并行输入/输出、数字－模拟转换、模拟－数字转换、实时时钟、直接存储器访问，都是常用的。这里，我们仅限于讨论并行I/O和A/D及D/A。P3U2AInterfacestoExternalSignalsandDevices第三部分第二单元课文A外部信号与设备的接口并行输入接口术语“输入”和“输出”通常指CPU和CPU的输出。如图3-2A-1所示的一个简单接口的标准图。输入接口仅受处理器控制。无论何时处理器寻址输入口，外部数据总线上的数据被允许放到处理器数据总线上，并且当CPU把数据放到总线上时，这一数据是可用的。在这种接口中，有一个三态缓冲器，它能迫使处理器总线与外部数据线有相同的二进制值。当在不允许状态时，缓冲器输出进入高阻“第三态”，它能从总线上有效地移开数据线，允许其他数据利用系统总线。

图3-2A-1简单的并行输入接口图3-2A-2带有寄存器的并行输入接口P3U2AInterfacestoExternalSignalsandDevices第三部分第二单元课文A外部信号与设备的接口在某些情况下，同步交换信号的使用是必要的，如图3-2A-2。当数据可用时，外设使可用数据线求反，且数据存在接口内。同时，在状态寄存器中设定“准备好”标志以指示给CPU数据可使用。为了了解这一点，CPU必须连续查询接口（读状态寄存器），最终锁存数据。输入任务也可由DMA（直接存储器寻址）I/O来实现。并行输出接口输入与输出接口的一个区别是输出接口必须有个数据寄存器，因为在CPU数据总线上，处理器数据仅在很短的时间内是一个常数。图3-2A-3所示为一简单接口形式，无论何时CPU发布接口数据寄存器的正确地址并完成一个“写”操作，便可接收数据。锁存后，数据可用于外部世界。P3U2AInterfacestoExternalSignalsandDevices第三部分第二单元课文A外部信号与设备的接口数－模转换接口 图3-2A-4所示的数字－模拟转换器是用于产生一个模拟电压和电流，在给定的“满标度”范围内，与二进制数字成比例。图3-2A-4数模转换器P3U2AInterfacestoExternalSignalsandDevices第三部分第二单元课文A外部信号与设备的接口模拟电压的数字表示 直接二进制表示，任何一个数字值的输出电压可从下式得到：Vout=VFS(b72-1+…+b02-8)对于偏移二进制，例如在-1和+1V电压之间可获得一个双极型输出。双补码 表示极性输出的另一种方法是用双补码数。如果最高有效位表示一个符号，那么最高正数为01111111，最高负数为10000000。其他可能的表示是二进制码十进制和加号大小。也有几种可生产的可选跨接模拟电压范围。最常用的电压为5/10，5/12或10/24V。根据数字表示和可用的满标度电压，D/A转换器的说明书应至少给出它的1.分辨率；2.转换速率；3.稳定时间；4.线性化；5.增益和偏移的温度系数。P3U2AInterfacestoExternalSignalsandDevices第三部分第二单元课文A外部信号与设备的接口模拟－数字转换接口

图3-2A-5为一个模拟信号采集系统。它的作用是在特定的瞬时时间，即采样时间对N个模拟输入信道其中之一的电压产生一个数字表示。象在D/A转换器中，希望的数字表示是一个设计参数，其可能根据不同的A/D接口而有所不同（二进制、偏移二进制、双补码）。图3-2A-5模拟信号采集系统P3U2AInterfacestoExternalSignalsandDevices第三部分第二单元课文A外部信号与设备的接口A/D转换器可分为模拟边和数字边。在数字边，设计者必须考虑：1．集成电路技术； 2．逻辑电平和三态能力；3．分辨率；4．转换速度；5．CPU信息交换；6．外部控制。在接口的模拟处，设计者必须关注：输入电压范围（产生最大、最小数字值的的模拟电压的差值）；各种不同的误差源；在A/D模拟部分产生的等效输入噪声。就如同D/A转换器，有一个可能出现的增益和偏移误差及线性误差。这些误差的温度系数也很重要，它们对于总误差的作用应在温度范围内计算出来。P3U2AInterfacestoExternalSignalsandDevices第三部分第二单元课文A外部信号与设备的接口逐次逼近型A/D应用在A/D转换器结构上有很广泛的技术。最普通的是逐次逼近型转换器。它具有适度速度和适度分辨率的优点。它的作用：第一次将输入电压与设为满量程A/D参考电压一半的测试电压相比较。利用标准的D/A转换器来得到测试电压。如果第一次比较后，输入电压大于满量程的一半，那么设定最高有效输出位。如果输入电压小于满量程的一半，那么从测试电压中删掉满量程电压的一半，否则电压保持同一值。下一次，四分之一的满量程参考电压加到测试电压上，将输入电压与测试电压再一次比较，如果输入电压超过测试电压，那么下一个最高有效位被设定，测试电压，第二位设为0，四分之一满量程参考电压被删除。这一过程逐次以更小的加权二进制电压重复，直到测试完最低有效位。P3U2AInterfacestoExternalSignalsandDevices第三部分第二单元课文A外部信号与设备的接口双积分A/D 双积分A/D转换器适于性能频谱的高精度端。这种转换器，在一确定的时间T内，一个未知正输入电压Ui作用在电子集成块上，从0伏开始，产生一个斜比为UiT的正向增长输出电压。然后去掉Ui，让一个已知的页常数参考电压U积分以产生一个下降的斜坡。从参考电压作用时间的UiT/U秒后，第二个斜坡通过零点，时间由高速计数器测量；由于T和U是常数，因此计数器保持的值正比于输入电压。例如，如果输入电压等于参考电压U，两个积分时间相等，计数器将设为达到最大值。这种类型的转换器通常为线性的，转换器可达到20位，但转换时间相对长一些。快速转换器 在性能频谱的高速端，并行（快速）转换器可提供大于100MHz的转换率。这由将模拟电压分为2N-1份，通过对每一份来提供内部电压参考来完成。由一串其输出产生二进制输出量的高速比较器将模拟信号立刻与所有参考电压相比较。由于这种A/D所要求的部件的数目和质量的原因，设备更常为8位或小于8位的。快速转换器常常是很贵的。P3U2AInterfacestoExternalSignalsandDevices第三部分第二单元课文A外部信号与设备的接口采样保持电路 模拟转换系统中A/D转换器前面常有一个采样保持电路。在逐次逼近转换器中特别需要一个恒定输入，因为在转换过程中，输入量要与参考量比较几次。多路器 图3-2A-5所示的多路器概念上更象旋转开关，它能在处理器控制下旋转“寻址”任何一个输入通道。对有N个通道的多路器，每个通道都有效。机械开关和固态设备都能构成多路器。多路转换可用不同方法，例如“单端的”和“差分”连接来实现。当是参考地的信号，单端连接很有用。当你对两电压例如应变仪两桥臂电压的差值感兴趣时，差分多路器会很有用的。P3U2BTheApplicationsofComputers第三部分第二单元课文B计算机的应用B计算机的应用1.课文内容简介：这是一篇介绍计算机应用的综述性文章。文章从科学计算、数据处理、自动控制等九个方面阐述了使用计算机的优越性，通过本篇文章的学习，可使学生从更广泛的层面上理解在现代社会中使用计算机的重要性。2.查阅计算机控制系统研发、应用方面的文章。3.生词与短语P3U2BTheApplicationsofComputers第三部分第二单元课文B计算机的应用artilleryshell炮弹censusn.人口统计overwhelmingadj.压倒一切的retrievev.检索inventoryn.仓库管理servocontrolsystem伺服控制系统groupcontrolsystem群控系统virtualreality虚拟现实computersimulation

计算机仿真prototypen.原型（机）P3U2BTheApplicationsofComputers第三部分第二单元课文B计算机的应用cost-effectiveadj.性能价格比（高）的iterativeadj.重复的，反复的interactiveadj.交互式的 stepmotorn.步进电动机endeffector终端执行机构embarkv.从事，着手auxiliarymaterial辅助材料specificationn.（复）规格machinetool机床fabricationn.构成，组成，制作allowanceforfinish加工余量P3U2BTheApplicationsofComputers第三部分第二单元课文B计算机的应用comprehensiveadj.综合（性）的realestate不动产asynchronousadj.异步的topologyn.拓朴结构transpondern.发射机应答器terminaln.终端（机）stereotypedadj.僵化的AI人工智能comprehensiveadj.综合（性）的realestate不动产asynchronousadj.异步的topologyn.拓朴结构transpondern.发射机应答器terminaln.终端（机）stereotypedadj.僵化的P3U2BTheApplicationsofComputers第三部分第二单元课文B计算机的应用4.难句翻译[1]Computersimulationasapowerfulanalytictoolwidelyusedinscientificresearchandengineeringdesigndemonstratesunrivalledadvantages.作为一种广泛应用于科学研究和工程设计的有力分析工具，计算机仿真显示出无与伦比的优点。[2]Data,diagrams,tables,etc.showingitsshape,dimension,structure,fabricationandthematerialitismadefromareinputasthesoftwarerequires.表示产品形状、尺寸、结构、组成和制造材料的数据、图形和表格等将按软件的需求输入。[3]Thesolutiontothatproblemwasthenbasedonasynchronouslow-speedlinesorganizedineitherastartopologywithalinededicatedtoeachterminal,oratreetopologywithmultidroplines.P3U睡2B型Th泳eA禁ppl锯ica者tio界ns谷of控Com疏put奶ers第三爷部分央第二滨单元陈课文B计算吉机的艇应用此问题数的解决竞基于异虎步低速希的传输渔线，其件结构可汪以是每挎台终端授单配一播线的星蹲状拓扑趣结构，做也可以球是多分深支线的紫树状拓伞扑结构小。sol伏uti江on、ans促wer、key、gui忧de等词铃在表呢示所翼属关天系时弹用介涨词to而不用of。5.参考译叛文B计算机干的应用在发扮达国免家，俘计算忙机的偏使用绘几乎彩遍及皱备行辉各业献。这套里列土举计谣算机筒应用截的一样些例音子：1.科学计霞算。最额早的计每算机就喊是为作律科学计不算而创煮造出来范的，计明算涉及善复杂的打高难的镇数学或广消耗时贿间的、切令人厌逗烦的、也重复性泡的数值结计算。渗例如，争计算炮焦弹的轨议迹要求耳在几秒芬钟内解句一组微准分方程扩，设计砖一座大水坝涉及沿解包含彼数百个氧变量的爬联立代跃数方程幼组可能值要耗费充数学家霸几年的棚时间，肌但计算醋机程序止可以在扔几小时摔内完成锐此计算服。P3U味2B嚷Th搜eA照ppl凝ica贱tio优ns管of蔬Com狭put将ers第三部为分第二嗽单元课幼文B计算束机的百应用2.数据报处理逝。计算机巴已被广择泛地用概于数据姥处理，沈例如，花会计，乐统计，统人口调秃查。涉三及的计端算非常恳简单——加，减厚，乘和漏除，但资数据量妇极大，遮超出人渡类的能焦力和耐啄心的限捞度。数灭据库产替品如Lot架us-秘1，2，3给使用涝者提供奔正式的估数据结娱构，用肝来对数置据作分光类，归睡类，贮志存，选许取，检观索。安稠装了数挤据库软鼠件，计峰算机就枣能处理武数据，卡令使用众者满意惰。3.自动控夫制。以前，拌只有那批些有专佣门技能馋和知识爪的人才损可以做究的事，疯例如，恶控制生押产过程傻，操纵仁机器，藏检验产绩品质量病，管理油生产计割划，管艘理库存粒，等等法，现在耀都可由雹计算机沟来接管膝，全都贼实现自瞎动化，雁效率和激精度都煤高。NC(数字颜控制)系统差，PI宜D控制浇系统杯，伺书服控灭制系纲统，开群控柿控制系系统悠，最奴优控狱制和施自适患应控窗制系油统中怎，计偿算机伶作为掌中央秋控制蹦单元悬把自阁动控如制过伐程涉谋及的展一切遥计算赛都接困管过锁去，喷而且夜为系睁统中特的所足有的叹其他牙工作功单元董规定衬时刻恶表。CI报MS忠(计算机蛾集成制张造系统)不仅包吹含生产此控制系爹统，还倾有生产虹计划和苦管理系味统，旨倦在把工览厂自动妙化(F蜂A)与办那公室丛自动曲化(OA泡)结合起齿来，构驾成全家笼公司的鹊计算机渐网络。P3湿U2圆B渐T毅he勤A追pp衰li借ca房诚ti穗on银s紫of稀C划om谊pu段te段rs第三竭部分稀第二躬单元焦课文B计算芽机的皆应用HI俩MS迈(人类一识体化制稠造系统)是高水膏平计算惯机控制始的一种盗形式。贩通过使礼用高性槽能的计钉算机和晃特定的挡软件，冈虚拟现叔实技术屋被用来电为人类鄙操作员遇创造虚猫拟的空泥间。4.计算俊机仿妻真。计算未机仿痛真是涨广泛当地用乏于科康研和俱工程焦设计狂的强续有力脱的分塞析工按具，肠表现烂出无编与伦厅比的枕优点努。有陡了计涉算机支仿真毅，科誓学家晋和工盈程师问们在垄观察垒未知坦现象赏，分茶析复全杂过杂程，骆设计洁机器洲或建检筑物伐时就掩不需皇建造口真实抢的硬集件模舞型了长。当苗被研椅究对盘象很挺昂贵维，或拜者不绘可能唉把它捷建造强成模勺型时猎，那头么，笨计算横机仿韵真就的特别胞重要角了。事实上风，计算阔机仿真飘是建立想在反映厕被研究接或被考快察对象逝的实质剑的数学芽模型的耕基础之与上的。齿数学模揪型包含傅一系列跨用数学请的思维斥和方法六描述该紧对象的业内在过富程的方粮程式。布每一计赚算机仿绳真程序针都包括祖从这些云方程式嘉推导出兴来的算伏法。已开炉发出晌许多伯计算跑机仿蜻真系船统，磨已证春明它册们在炎成本--效果上篇是合算木的。因嚼为采用跑了计算后机仿真魂程序，察工程师火们每次斗输入不鹿同的方寻案和参愿数到他再们的计中算机模暂型中即反可完成各重复性关的设计令过程而肢不必建半造许多失的、不旨同的真谦实模型减。P3出U2黎B幅T庭he更A藏pp下li顶ca侧ti浙on墨s翁of联C石om百pu真te株rs第三部彩分第二阔单元课竭文B计算机鸦的应用5.机器辛人学料。在机攀器人怕中的命控制咬器大必多数豪是计弟算机--耽-从微型傲计算机疯到小型房诚计算机局。NC硬(数值控速制)和SC鸭(伺服控衫制)用得很到广泛。霸它们可揉重复编预程以产纲生机器系人根据艘该程序梨将要采寸取的运似动和行阔动所需象的指令剪序列。猛举例来液说，控画制器把腹一系列钟脉冲发概送到机躬器人臂串的一个辫关节内路的步进考电机，政正如那若程序所枣要求的程那样使恼它旋转樱一角度处。当所贵有的关粮节都以假这种方附式驱动曾时，机虽器人臂画将伸到厚预期的身位置，作具有预材期的姿均态，装抽在臂端月的终端殿执行机扁构就按糕照控制新器的指看示做它眼的工作鞠。运动仆的精度促决定于筛控制器西本身。6.C区AD和CAM。CAD行(计算嗓机辅耐助设沉计)是一种纤软件，步能帮助般工程师纸们设计泄新产品饲、建筑罗物、印环刷电路唇板、土膝木工程拘如桥梁各、机场名，把他挎们从令大人厌烦将的、劳悟累的和牛消耗时课间的工晌作中解剥放出来宏，如画荐图(草图脾和工惑程图)。当工脱程师们讽从事设东计时，喉他们常显常参阅胶各种手豆册，其照中列出源了有关滴结构、钳零件、登材料和聚辅助材玩料的细敞节，供耽设计者秘为他们他的设计搁而选择发。CAD产品豆把所锦有这码些手革册的论内容后归入品到软森件产虏品的黑库中竭，为酿工程茂师们读提供心信息佛，如郑产品盘名称因、尺武寸、暑功能位、性沃能、愤规格迅、形拴状、近颜色盗、制立造厂销家、猫机器惠、零脂伴、仆组件稿、工鸦具、道材料投等等卫和价叶格，大都是锹工程皱设计汤所必宴需的痰。P3征U2棋B撇T同he党A物pp商li掉ca批ti鼻on婶s志of扶C酬om朝pu抵te庆rs第三脊部分闸第二悲单元饮课文B计算蜘机的博应用CAM涂(计算缓机辅钳助制忠造)是帮助服工程师盼们分析写一种产丛品或一泊项工程欧并对制译造或建贡造它提没出建议万的软件独。要按返照软件刑的要求梨输入表皮示它的堡形状、难大小、抢结构、蹄装配、胸制造它笔所用的能原材料损等的数横据、图慈、表等恰。然后氏，该软田件就会莲给出有猫关它的绢制造的适建议，艺例如，蚂机器加塘工过程糖，要使汤用的机灵床和设政备，技蜓术参数叛如完成葡限期，传精度以公及特殊周的处理体等。7.管理膝。管理卡是一忠切银珠行、搅公司蒸、商出店、亮大学剃、研谋究机汇关在瓦竞争丸中成老功还搅是失萄败的群决定涝性因气素之篇一。勿管理禁是综衔合性棕技术渗，涉万及该升单位填的每召一方哨面——任务(产品、镜发明、炮创造、来专利)、人员(管理市人员早、职鹊员、杠技术咳人员尤、服框务人想员)，财池政、拣不动量产、经设备洲，等皆等。路计算顺机化领的管仁理是戚指在枕任何筋专业议中提纹供管抵理手礼段的尾软件贤，例肉如，娇对各素种人睬员，微会计叉，销莲售，厘仓库湿，税反收，攀工资裤等的食管理目。每僚一种厚软件略都体醒现了斗该软豆件所箱涉及昆的专候业的辉最新惑理论队和方厚法，击而且纱相当穗容易炒就能妻学会饰。越流来越田多的馅管理变软件洁出现盗了，劈燕取代盼了人伐的管躲理。P3U呆2B沈Th糕eA怎ppl互ica想tio分ns书of邮Com慢put猾ers第三勾部分触第二笼单元狠课文B计算机据的应用8.计算机特化的通道讯。在这瓦一领俩域的黑进步剑始于60年代减初，久那时绕的问满题是克把偏瓜僻地害区的狮计算肉机终话端联建入中北央计福算机焦。这猛一问润题的培解决慈办法佛是以读异步劳的、涛低速站的线杰为基敬础，劲或者暗按星背形拓震朴结曲构组严织用位专线广联络雄每一免台终顽端机欢，或财者以宅树形貌拓朴手结构形用多高端线韵，联唤结多岩台终田端机阁。到庸了60年代微末，森由于柏出现检分布磁式资某源共钻享网染络，杀这一糕领域心向前断迈进掏一大讯步。肿目的佛是把磁地理董上分盛布各光处的延计算捐机和谷用户悉互联属起来瞧，使屑联结惧到网躲络中膜的全昨部用识户都枝可共泡享在救这些饮地点维开发而出来客的硬践件和改软件签资源每。这虹类网码络的央最显爹著的备一个佛例子狂就是ARP罢ANE忍T，它交是在19肯69年开纹始实忙施的艇一个代网络美。一个钉以无郑线电锡为基壳础的而终端伯访同铺网络些称为AL蓄OH密A，是焰在197灵0年在夏糖威夷大伏学建造固的。INT堵ERN贱ET上的症卫星巧转发舞器装示备了谊一具建复盖爹全球用的天手线，点能利析用地漫面站跃传输矛数据扫，因箭而达塌到在榜地面腥站间虹的全犯联接晴。用免光纤聚缆把移偏远能地区帮的用嚷户终析端联欠接到桐中央拖计算耐机设畏施，扣可传蛇输数县据、竞图形责、电营视和坑音频铲信号盗，比复现存胃的任爹何网纪络都购更好农。P3胞U2列B既T量he戒A柳pp材li摧ca需ti孙on匠s脖of殃C谦om腰pu偿te诞rs第三熟部分伏第二投单元剧课文B计算机驾的应用9.先进劳的应脖用。人工智惭能是计蓄算机科侧学的一勉个分支转。它的束目的是秧开发用乞于创造佣“智能雅，，计艇算机