Closed-loopcontrolofDCdrivesANDMicrocomputerInterfaceAbasicschemeoftheClosed-loopspeedcontrolsystememployingcurrentlimitcontrol,alsoknowasparallelcurrent,isshowninfig4-2A-1.UcUcSpeedsensorαIa＋－＋U1WmMotorFiringcircuitFilterThresholdcircuitWm*TMFilterSpeedcontroller－（PI）ACsupplyFig4-2A-1driverwithcurrentlimitcontrolWn*setsthespeedreference.Asignalproportionaltothemotorspeedisobtainedfromthespeedsensor.Thespeedsensoroutputisfilteredtoremovetheacrippleandcomparedwiththespeedreference.thespeederrorisprocessedthroughaspeedcontroller.TheoutputofthespeedcontrollerUcadjuststherectifierfiringangleαtomaketheactualspeedclosetoreferencespeed.thespeedcontrollerisusuallyaPI(proportionalandintegral)controllerandservesthreepurposes-----stabilizesthedriveandadjuststhedampingratioatthedesiredvalue,makesthesteady-errorclosetozerobyintegralaction,andfiltersoutnoiseagainduetotheintegralaction.Thedriveemployscurrentlimitcontrol,thepurposeofwhichistopreventthecurrentfromexceedingsafevalues.AslongasIA<Ix,whereIxisthemaximumpermissiblevalueofIA,thecurrentcontrolloopdoesnotaffectthedriveoperation.IfIAexceedsIx,evenbyasmallamount,alargeoutputsignalisproducedbythethresholdcircuit,thecurrentcontroloverridesthespeedcontrol,andthespeederroriscorrectedessentiallyataconstantcurrentequaltothemaximumpermissiblevalue.Whenthespeedreachesclosetothedesiredvalue,IAfallsbelowIx,thecurrentcontrolgoesoutofactionandspeedcontroltakesover.Thusinthisscheme,atanygiventimetheoperationofthedrivesismainlycontrolledeitherbythespeedcontrollooporthecurrentcontrolloop,andhenceitisalsocalledparallelcurrentcontrol.Anotherschemeofclosed-loopspeedcontrolisshowninFig.4-2A-2.MotorrrMotorrrotorWm*Uc－＋eIIa*ewm－＋WmecACsupplyCurrentController(PI)FiringcircuitFilterMSpeedsensorCurrentlimiterSpeedController(PI)Fig4-2A-2driverwithinnercurrentcontrolloopItemploysaninnercurrentcontrolloopwithinanouterspeedloop.TheoutputofthespeedcontrollerecisappliedtoacurrentlimiterwhichsetsthecurrentreferenceIa*fortheinnercurrentcontrolloop.TheoutputofthecurrentcontrollerUcadjuststheconverterfiringanglesuchthattheactualspeedisbroughttoavaluesetbythespeedcommandWm*.Anypositivespeedererror,causedbyeitheranincreaseinthespeedcommandoranincreaseintheloadtorque,producesahighercurrentreferenceIa*.ThemotoracceleratesduetoanincreaseinIa,tocorrectthespeederrorandfinallysettlesatanewIa*whichmakesthemotortorqueequaltotheloadtorqueandthespeederrorclosetozero.Foranylargepositivespeederror,thecurrentlimitersaturatesandthecurrentreferenceIa*islimitedtoavalueIam*,andthedrivecurrentisnotallowedtoexceedthemaximumpermissiblevalue.Thespeederroriscorrectedanthemaximumpermissiblearmaturecurrentuntilthespeederrorbecomessmallandthecurrentlimitercomesoutofsaturation.NowthespeederroriscorrectedwithIalessthanthepermissiblevalue.AnegativespeederrorwillsetthecurrentreferenceIa*atanegativevalue.Sincethemotorcurrentcannotreverse,anegativeIa*isofnouse.Itwillhowever“charge”thePIcontroller.Whenthespeederrorbecomespositivethe“charge”thePIcontrollerwilltakealongertimetorespond,causingunnecessarydelayinthecontrolaction.ThecurrentLimiteristhereforearrangedtosetazero-currentreferencefornegativespeederror.Sincethespeedcontrolloopandthecurrentcontrolloopareincascade,theinnercurrentcontrolisalsoknownascascadecontrol.Itisalsocalledcurrentguidedcontrol.Itismorecommonlyusedthanthecurrent-limitcontrolbecauseofthefollowingadvantages:1.Itprovidesfasterresponsetoanysupplyvoltagedisturbance.Thiscanbeexplainedbyconsideringtheresponseoftwodrivestoadecreaseinthesupplyvoltage.Adecreaseinthesupplyvoltagereducesthemotorcurrentandtorque.Inthecurrent-limitcontrol,thespeedfallsbecausethemotortorqueislessthantheloadtorquethathasnotchanged.Theresultingspeederrorisbroughttotheoriginalvaluebysettingtherectifierfiringangleatalowervalue.Inthecaseofinnercurrentcontrol,thedecreaseinmotorcurrent,duetothedecreaseinthesupplyvoltage,producesacurrenterrorwhichchangestherectifierfiringangletobringthearmaturecurrentbacktotheoriginalvalue.Thetransientresponseisnowgovernedbythetheelectricaltimeconstantofthemotor.Sincetheelectricaltimeconstantofadriveismuchsmallercomparedtothemechanicaltimeconstant,theinnercurrentcontrolprovidesafasterresponsetothesupplyvoltagedisturbances.2.Forcertainfiringschemes,therectifierandthecontrolcircuittogetherhaveaconstantgainundercontinuousconduction.Thedriveisdesignedforthisgaintosetthedampingratioat0.707,whichgivesanovershootof5percent.Underdiscontinuousconduction,thegainreduces.Thehigherthereductionisintheconductionangel,thegreaterthereductionisinthegain.Thedriveresponsebecomessluggishindiscontinuousconductionandprogressivelydeterioratesastheconductionanglereduces.Ifanattemptismadetodesignthedrivefordiscontinuousconductionoperation,thedriveislikelytobeoscillatoryorevenunstableforcontinuousconduction.Theinnercurrentcontrolloopprovidesacloselooparoundtherectifierandthecontrolcircuit,andtherefore,thevariationoftheirgainhasmuchlessaffectonthedriveperformance.Hence,thetransientresponseofthedrivewiththeinnercurrentloopissuperiortothatwiththecurrent-limitcontrol.3.Inthecurrent-limitcontrol,thecurrentmustfirstexceedthepermissiblevaluebeforethecurrent-limitactioncanbeinitiated.Sincethefiringanglecanbechangedonlyatdiscreteintervals,substantialcurrentovershootcanbeoccurbeforethecurrentlimitingbecomeseffective.Smallmotorsaremoretoleranttohightransientcurrent.Therefore,toobtainafasttransientresponse,muchhighertransientcurrentsareallowedbyselectingalargesizerectifier.Thecurrentregulationisthenneededonlyforabnormalvaluesofcurrent.Insuchcasesbecauseofthesimplicity,current-limitcontrolisemployed.Boththeschemeshavedifferentresponsesfortheincreaseanddecreaseinthespeedcommand.Adecreaseinspeedcommandatthemostcanmakethemotortorquezero;itcannotbereversedasbrakingisnotpossible.Thedrivedeceleratesmainlyduetotheloadtorque.Whenloadtorqueislow,theresponsetoadecreaseinthespeedcommandwillbeslow.Thesedrivesarethereforesuitableforapplicationswithlargeloadtorque,suchaspaperandprintingmachines,pumps,andblowers.Amicrocomputerinterfaceconcertsinformationbetweentwoforms.Outsidethemicrocomputertheinformationhandledbyanelectronicsystemexistsasaphysicalsignal,butwithintheprogram,itisrepresentednumerically.Thefunctionlfanyinterfacecanbebrokendownintoanumberofoperationswhichmodifythedatainsomeway,sothattheprocessofconversionbetweentheeternalandinternalformsiscarriedoutinanumberofsteps.ThiscanbeillustratedbymeansofanexamplesuchasthatofFigure18.1,whichshowsaninterfacebetweenamicrocomputerandatransducerproducingacontinuouslyvariableanalogsignal.Transducersoftenproduceverysmalloutputrequiringamplification,ortheymaygeneratesignalsinaformthatneedstobeconvertedagainbeforebeinghandledbytherestofthesystem.Forexample,manytransducershavevariableresistancewhichmustbeconvertedtoavoltagebyaspecialcircuit.Thisprocessofconvertingthetransduceroutputintoavoltagesignalwhichcanbeconnectedtotherestofthesystemiscalledsignalconditioning.IntheexampleofFigure1,thesignalconditioningsectiontranslatestherangeofvoltageorcurrentsignalsfromthetransducertoonewhichcanbeconvertedtodigitalformbyananalog-to-digitalconverter.Figure18.1InputIterfaceAnanalog-to-digitalconverter(ADC)isusedtoconvertacontinuouslyvariablesignaltoacorrespondingdigitalformwhichcantakeanyoneofafixednumberofafixednumberofpossiblebinaryvalues.Iftheoutputofthetransducerdoesnotvarycontinuously,noADCisnecessary.Inthiscasethesignalconditioningsectionmustconverttheincomingsignaltoaformwhichcanbeconnecteddirectlytothenextpartoftheinterface,theinput/outputsectionofthemicrocomputeritself.TheI/Osectionconvertsdigital“on/off”voltagesignaltoaformwhichcanbepresentedtotheprocessorviathesystembuses.Herethestateofeachinputline,whetheritis“on”or“off”,isindicatedbyacorresponding“1”or“0”.Intheanaloginputswhichhavebeenconvertedtodigitalform,thepatternsofonesandzerosintheinternalrepresentationwillformbinarynumberscorrespondingtothequantitybeingconcerted.The“raw”numberfromtheinterfacearelimitedbythedesignoftheinterfacecircuitryandtheyoftenrequirelinearizationandscalingtoproducevaluessuitableforuseinthemainprogram.Forexample,theinterfacemightbeusedtoconverttemperaturesintherange-20to+50degrees,butthenumbersproducedbyan8-bitconverterwilllieintherange0to255.Obviouslyitiseasierfromtheprogrammer’spointofviewtodealdirectlywithtemperatureratherthantoworkouttheequivalentofanygiventemperatureintermsofthenumbersproducedbytheADC.Everytimetheinterfaceisusedtoreadatransducer,thesameoperationsmustbecarriedouttoconverttheinputnumberintoaconvenient*form.Additionally,theoperationofsomeinterfacesrequirescontrolsignalstobepassedbetweenthemicrocomputerandcomponentsoftheinterface.Forthesereasonsitnormaltouseasubroutinetolookafterthedetailedoperationsoftheinterfaceandcarryoutanyscalingand/orlinearizationwhichmightbeneeded。Outputinterfacestakeasimilarform(Fig18.2),theobviousdifferencebeingthatheretheflowofinformationisintheoppositedirection;itispassedfromtheprogramtotheoutsideworld.Inthiscasetheprogrammaycallanoutputsubroutinewhichsupervisestheoperationoftheinterfaceandprogramsthescalingnumberswhichmaybeneededforadigital-to-analogconverter(DAC).Thissubroutinepassesinformationinturntoanoutputdevicewhichproducesacorrespondingelectricalsignal,whichcouldbeconvertedintoanalogformusingaDAC.Finallythesignalisconditioned(usuallyamplified)toaformsuitableforoperatinganactuator.Fig18.2OutputInterfaceThesignalsusedwithinmicrocomputercircuitsarealmostalwaystoosmalltobeconnecteddirectlytothe“outsideworld”andsomekindsofinterfacemustbeusedtotranslatethemtoamoreappropriateform.Thedesignofsectionofinterfacecircuitsisoneofthemostimportanttasksfacingtheengineerwishingtoapplymicrocomputers.Wehaveseenthatinmicrocomputersinformationisrepresentedasdiscretepatternsofbits.Thisdigitalformismostusefulwhenthemicrocomputeristobeconnectedtoequipmentwhichcanonlybeswitchedonoroff,whereeachbitmightrepresentthestateofaswitchoractuator.Caremustbetakenwhenconnectinglogiccircuitstoensurethattheirlogicallevelsandcurrentsratingsarecompatible.Theoutputvoltagesproducedbyalogiccircuitarenormallyspecifiedintermsofworstcasevalueswhensourcingorsinkingthemaximumratedcurrents.ThusVOHistheguaranteedminimum“high”voltagewhensourcingthemaximumrated“high”outputcurrentIoH,whileVOListheguaranteedminimum“l(fā)ow”outputvoltagewhensinkingthemaximumrated“l(fā)ow”outputcurrentIOL.Therearecorrespondingspecificationsforlogicinputswhichspecifytheminimuminputvoltagewhichwillberecognizedasalogic“high”stateVIH,andthemaximuminputvoltagewhichwillberegardedasalogic“l(fā)ow”stateVIL.Forinputinterface,perhapsthemainproblemfacingthedesigneristhatofelectricalnoise.Smallnoisesignalsmaycausethesystemtomalfunction,whilelargeramountsofnoisecanpermanentlydamageit.Thedesignermustbeawareofthesedangersfromtheoutset.Therearemanymethodstoprotectinterfacecircuitsandmicrocomputerfromvariouskindsofnoise.Followingaresomeexamples:1.Inputandoutputelectricalisolationbetweenthemicrocomputersystemandexternaldevicesusinganopt-isolatororatransformer.2.Removinghighfrequencynoisepulsesbyalow-passfilterandSchmitt-trigger.3.Protectingagainstexcessiveinputvoltagesusingapairofdiodestopowersupplyreversiblybiasedinnormaldirection.Foroutputinterface,parametersVoh,Vol,IohandIolofalogicdeviceareusuallymuchtolowtoallowloadstobeconnecteddirectly,andinpracticeanexternalcircuitmustbeconnectedtoamplifythecurrentandvoltagetodriveaload.AlthoughseveraltypesofsemiconductordevicearenowavailableforcontrollingDCandACpowersuptomanykilowatts,therearetwobasicwaysinwhichaswitchscanbeconnectedtoaloadtocontrolit;seriesconnectionandshuntconnectionasshowninFigure18.3.Fig18.3SeriesandShuntConnectionWithseriesconnection,theswitchallowscurrenttoflowthroughtheloadwhenclosed,whilewithshuntconnectionclosingtheswitchallowscurrenttobypasstheload.Bothconnectionsareusefulinlow-powercircuit,butonlytheseriesconnectioncanbeusedinhigh-powercircuitsbecauseofthepowerwastedintheseriesresistorR.直流電機(jī)的閉環(huán)控制和微機(jī)接口閉環(huán)速度控制系統(tǒng)的一種基本模式是采用限流控制，即我們所熟悉的并聯(lián)電路控制，如圖4－2A－1所示。Wm*為給定速度參考值，從速度傳感器獲得的信號(hào)與電機(jī)速度成正比，速度傳感器輸出濾除了交流波動(dòng)，然后與給定速度相比較，得到速度偏差通過速度控制器處理，速度控制器的輸出Uc調(diào)速整流器觸發(fā)角α，使實(shí)際的速度接近給定速度，速度控制器通常是一個(gè)PI控制器，它主要有三個(gè)作用：使傳動(dòng)系統(tǒng)穩(wěn)定和調(diào)整阻尼比在一個(gè)希望的范圍內(nèi)，通過積分作用使穩(wěn)態(tài)速度偏差接近0和濾除噪聲。傳動(dòng)裝置采用了限流控制，它的目的使防止電路超過安全值，只要IA<Ix,即Ix是IA的允許最大值，電流控制環(huán)節(jié)就 失去作用。如果IA大于Ix，甚至是一個(gè)很小的值，電路就會(huì)產(chǎn)生一個(gè)大的輸出信號(hào)，電流控制超過速度控制，在恒定電流等于允許最大值時(shí)，糾正速度偏差。當(dāng)速度達(dá)到要求值時(shí)，IA減小于Ix，電流控制不會(huì)產(chǎn)生作用。同時(shí)速度控制器開始工作，因此在這種模式下，在任何已知時(shí)間內(nèi)，傳動(dòng)裝置主要是被速度控制環(huán)節(jié)或電流控制環(huán)節(jié)控制，因此，它也被叫做并聯(lián)控制。另一種閉環(huán)速度控制模式如圖4－2A－2所示，它采用內(nèi)部電流控制環(huán)節(jié)和外部速度控制環(huán)節(jié)，速度控制器的輸出ec應(yīng)采用一個(gè)電流限流器，它使給定電流值Ia*作為內(nèi)部電流環(huán)節(jié)。電流控制器的輸出Uc調(diào)整逆變器觸發(fā)角，使實(shí)際的速度接近于速度給定Wm*做確定的一個(gè)值，由速度給定或轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)矩的增加所引起的任何正的速度偏差，都會(huì)產(chǎn)生更大的參考電流值Ia*。由于Ia增加，電機(jī)加速來校正速度偏差，最終產(chǎn)生一個(gè)新的Ia*,使電機(jī)轉(zhuǎn)矩等于負(fù)載轉(zhuǎn)矩，同時(shí)，速度偏差接近于0，對(duì)于任何大的正的速度偏差，電流限制飽和和電流參考值Ia*被限制在Iam*,系統(tǒng)的電流不允許超過允許值的最大值，在最大允許電樞電流下，糾正速度偏差直到它變小和限流裝置退出飽和狀態(tài)，此時(shí)，被糾正的速度偏差I(lǐng)a小于允許值。負(fù)的速度偏差將使電流參考值Ia*是一個(gè)正值，因?yàn)殡姍C(jī)的電流不會(huì)顛倒，這個(gè)正的Ia*沒有作用，它取決于PI控制器，當(dāng)速度偏差變成正的，PI調(diào)節(jié)器將有很長的時(shí)間來響應(yīng)。在控制作用中造成的不必要的延遲。電流控制器因此被用來為負(fù)速度轉(zhuǎn)速偏差設(shè)置零電流參考值。因?yàn)樗俣瓤刂骗h(huán)節(jié)和電流控制環(huán)節(jié)是串聯(lián)的，內(nèi)部電流控制也是串聯(lián)控制，所以它被稱作電流引導(dǎo)控制，它比電流限制控制更普遍的應(yīng)用，主要有如下的有點(diǎn)：1．它提供對(duì)任何電源電壓騷動(dòng)的更快的反應(yīng)。這可以通過考慮對(duì)于電樞電壓的減少的兩個(gè)傳動(dòng)裝置的反應(yīng)來解釋。在電樞電壓的減少降低了電動(dòng)機(jī)的電流和力矩。在電流限制控制中，速度下降，因?yàn)殡妱?dòng)機(jī)力矩小于沒改變的負(fù)荷力矩。結(jié)果通過設(shè)定觸發(fā)角在一個(gè)很小的值，速度偏差恢復(fù)到原值。就內(nèi)部電流調(diào)節(jié)而論，由于在電電樞電壓的減少，電動(dòng)機(jī)電流的減少，產(chǎn)生了電流偏差，它可以通過改變觸發(fā)角是電樞電流回到原值。瞬態(tài)響應(yīng)現(xiàn)在取決于電動(dòng)機(jī)的電時(shí)間常數(shù)。既然電動(dòng)機(jī)的時(shí)間常數(shù)與機(jī)械時(shí)間常數(shù)相比小得多，內(nèi)部電流調(diào)節(jié)提供對(duì)電源電壓擾動(dòng)的更快的反應(yīng)。2．對(duì)于一定觸發(fā)電路圖，整流器和控制電路一起在連續(xù)的情況下有恒定的增益。電機(jī)是為這個(gè)增益設(shè)計(jì)的來確定阻尼比在0.707，超過百分之5。在不連續(xù)的情況下，增益降低。導(dǎo)通角減少越多，增益減小的越多，當(dāng)導(dǎo)通角降低時(shí)，電機(jī)反應(yīng)在不連續(xù)的情況下變得緩慢并且逐漸惡化。如果試圖設(shè)計(jì)電機(jī)在不連續(xù)的情況下，則在連續(xù)的傳導(dǎo)下電機(jī)很可能振蕩或者甚至不穩(wěn)定。內(nèi)部電流控制環(huán)提供閉環(huán)控制在整理器和控制電路，因此，他們?cè)鲆娴淖兓瘜?duì)電機(jī)的性能有很小的作用，因此，內(nèi)部的電流環(huán)節(jié)的電機(jī)的瞬態(tài)響應(yīng)比電流限制控制的大的多。3.在電流限制控制中，在開始電流限制作用之前電流先超過允許值，因?yàn)橛|發(fā)角僅僅在離散的間隔中改變，實(shí)際的電流的超調(diào)量發(fā)生在電流限制作用之前。小電機(jī)對(duì)高的瞬態(tài)電流更能容忍，因此，通過選擇大的整流器來獲得快的瞬態(tài)響應(yīng)和大的瞬態(tài)電流。電流的異常值需要電流調(diào)整。在這種情況下，由于簡單，采用了限流控制。兩種方法在速度增減方面有不同的響應(yīng)，速度的減小至多使電機(jī)的轉(zhuǎn)矩為零，當(dāng)制動(dòng)時(shí)它才能翻轉(zhuǎn)。電機(jī)減速主要由于負(fù)載轉(zhuǎn)矩。當(dāng)負(fù)載轉(zhuǎn)矩很小時(shí)，對(duì)速度減小的反應(yīng)將減小。這些電機(jī)因此適合應(yīng)用在有大的負(fù)載轉(zhuǎn)矩的裝置中，比如例如印刷機(jī)，泵和吹風(fēng)機(jī)。微機(jī)接口實(shí)現(xiàn)兩種信息形式的交換。在計(jì)算機(jī)之外，有電子系統(tǒng)所處理的信息以一種物理信號(hào)形式存在，但在程序中，它是用數(shù)字表示的。任一接口的功能都可分為以某種形式進(jìn)行數(shù)據(jù)變幻的一些操作，所以外部和內(nèi)部形式的轉(zhuǎn)換是由許多步驟完成的。用圖18.1所示的情況為例加以說明，圖中展示了為計(jì)算機(jī)和產(chǎn)生連續(xù)變化信號(hào)的傳感器之間的接口。傳感器產(chǎn)生的信號(hào)常很小，需要放大，或者產(chǎn)生的信號(hào)和形式被系統(tǒng)的的其它部分處理之前需要再次轉(zhuǎn)換。舉例來說，許多傳感器具有電阻變化，這必須有一專門電路轉(zhuǎn)換成電壓。這種將傳感器輸出轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)，并于系統(tǒng)的其它部分相連的過程，成為信號(hào)處理。如圖18.1所示例子中，信號(hào)調(diào)理部分將原子傳感器的典雅或電流信號(hào)范圍轉(zhuǎn)換成可用模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換器變成數(shù)字形式的信號(hào)范圍。一模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)化器（ADC）用來將連續(xù)變化信號(hào)變幻成相應(yīng)的數(shù)字量，這數(shù)字量可是可能的二進(jìn)制數(shù)值中的一固定值。如果傳感器輸出不是連續(xù)變化的，就不需要模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換。在這種情況下，信號(hào)調(diào)理單元必須將輸入信號(hào)變幻成另一信號(hào)，也可直接與接口的下一部分，即微型計(jì)算機(jī)本身的輸入數(shù)出單元相連接。輸入/輸出單元間數(shù)字“開/關(guān)”電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換成能通過系統(tǒng)總線傳送到計(jì)算機(jī)的信號(hào)形式。這里每一根線的狀態(tài)，無論是“開”或者是“關(guān)”，用相應(yīng)的“１”或“0”表示。對(duì)于已經(jīng)轉(zhuǎn)換成數(shù)字形式的模擬輸入量，內(nèi)部表示中用１和０組成的排列形式形成預(yù)備轉(zhuǎn)換量相對(duì)應(yīng)的二進(jìn)制數(shù)。從接口得到的原數(shù)值會(huì)受到接口電路設(shè)計(jì)的限制，而且常需要線性化和量程調(diào)整才能形成適合于在主程序中使用的數(shù)值。舉例來說，借口可用于轉(zhuǎn)換范圍為-200C至+500C溫度，而８位轉(zhuǎn)換器所產(chǎn)生的數(shù)值會(huì)在范圍０至255之間。顯然，從程序員的觀點(diǎn)，對(duì)溫度進(jìn)行直接的處理要比使用由AD所產(chǎn)生的與一給定溫度相一致的值要容易。接口總是用于讀取傳感器的值，同時(shí)還要將輸入數(shù)值轉(zhuǎn)換成更容易的形式。而且，接口操作需要將控制信號(hào)在微機(jī)和接口元件之間進(jìn)行傳送。根據(jù)這些理由，通常使用子程序來監(jiān)視接口的具體操作，并完成任何所需的量程調(diào)整和／或線性化。輸出接口采用相似的形式（圖18.2）明顯的差別在于信息流的方向相反；是從程序帶外部世界。這種情況下，程序可稱為輸出程序，它監(jiān)視接口的操作并完成數(shù)字－模擬轉(zhuǎn)換器（DAC）所需數(shù)字的標(biāo)定。該子程序依次送出信息給輸出器件，產(chǎn)生相應(yīng)的電信號(hào)，由DAC轉(zhuǎn)換成模擬形式。最后信號(hào)將調(diào)理（通常是放大）以形成適應(yīng)于執(zhí)行器操作的形式。在微型機(jī)電路中使用的信號(hào)幾乎總是太小而不能直接地連接到“外部世界”，因而必須用某種形式將其轉(zhuǎn)換成更適宜的形式。接口電路部分的設(shè)計(jì)是使用微機(jī)的工程師面臨最嚴(yán)重的問題之一。我們已經(jīng)了解到微機(jī)中，信息已離散的位形式表示。當(dāng)微機(jī)要與只有打開或關(guān)閉的設(shè)備相連時(shí)，這種數(shù)字形式是最有用的，這里每一位都可表示一開關(guān)或執(zhí)行器的狀態(tài)。連接邏輯電路時(shí)，必須小心翼翼，以保證他們的邏輯電平和電流邏輯值是兼容的，由邏輯電路產(chǎn)生的輸出電壓通一拉出或灌入最大額定電流時(shí)，按最弱情況下數(shù)值所定義。這樣VOH適當(dāng)拉出最大額定“高”輸出電流IOH時(shí)的允許最小“高”電壓，而VOL則是當(dāng)灌入最大額定“低”輸出電流IOL是允許的最“低”電壓。對(duì)邏輯輸入也有相應(yīng)的參數(shù)，規(guī)定最小輸入電壓為邏輯“高”狀態(tài)VIH，以及最大輸入電壓為邏輯“低”狀態(tài)VIL。對(duì)于輸入接口，也許設(shè)計(jì)所面臨的主要問題是電噪聲，小噪聲信號(hào)會(huì)引起系統(tǒng)工作不良，而大量的噪聲會(huì)造成永久性損壞。設(shè)計(jì)這必須從一開始就清楚這些危險(xiǎn)。有許多方法保護(hù)接口電路和微機(jī)不受各種各樣噪聲影響，下面是一些例子：1.使用光電隔離或變壓器實(shí)現(xiàn)微機(jī)系統(tǒng)和外部器件之間的輸入輸出電信號(hào)隔離。2.用以低通濾波器和施密特觸發(fā)器排除高頻噪聲脈沖。3.用以對(duì)二極管反向偏置于正常方式的形式連接至電源端，來保護(hù)過高的輸入電壓。對(duì)于輸出接口，一邏輯器件的參數(shù)VOH，VOL，IOH和IOL通常太小而不能直接與負(fù)載相連，實(shí)踐中必須在一個(gè)外部電路將電流和電壓驚醒放大以驅(qū)動(dòng)一負(fù)載?，F(xiàn)在盡管有一些類型的半導(dǎo)體器件可用于將DC和AC的功率控制知若干千瓦，有兩種基本方式將開關(guān)練至負(fù)載，并對(duì)其驚醒控制：如圖18.3的串聯(lián)連接和并聯(lián)連接。對(duì)于串聯(lián)連接，開關(guān)閉合時(shí)使電流流過負(fù)載，而當(dāng)并聯(lián)連接時(shí)合上開關(guān)將使電流繞過負(fù)載。兩種方式都可用于低功率電路中，但只有串聯(lián)連接才能用于高功率電路，這是因?yàn)榇?lián)電阻R上要消耗功率?；贑8051F單片機(jī)直流電動(dòng)機(jī)反饋控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與研究基于單片機(jī)的嵌入式Web服務(wù)器的研究MOTOROLA單片機(jī)MC68HC（8）05PV8/A內(nèi)嵌EEPROM的工藝和制程方法及對(duì)良率的影響研究基于模糊控制的電阻釬焊單片機(jī)溫度控制系統(tǒng)的研制基于MCS-51系列單片機(jī)的通用控制模塊的研究基于單片機(jī)實(shí)現(xiàn)的供暖系統(tǒng)最佳啟停自校正（STR）調(diào)節(jié)器單片機(jī)控制的二級(jí)倒立擺系統(tǒng)的研究基于增強(qiáng)型51系列單片機(jī)的TCP/IP協(xié)議棧的實(shí)現(xiàn)基于單片機(jī)的蓄電池自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)基于32位嵌入式單片機(jī)系統(tǒng)的圖像采集與處理技術(shù)的研究基于單片機(jī)的作物營養(yǎng)診斷專家系統(tǒng)的研究基于單片機(jī)的交流伺服電機(jī)運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)研究與開發(fā)基于單片機(jī)的泵管內(nèi)壁硬度測(cè)試儀的研制基于單片機(jī)的自動(dòng)找平控制系統(tǒng)研究基于C8051F040單片機(jī)的嵌入式系統(tǒng)開發(fā)基于單片機(jī)的液壓動(dòng)力系統(tǒng)狀態(tài)監(jiān)測(cè)儀開發(fā)模糊Smith智能控制方法的研究及其單片機(jī)實(shí)現(xiàn)一種基于單片機(jī)的軸快流CO〈,2〉激光器的手持控制面板的研制基于雙單片機(jī)沖床數(shù)控系統(tǒng)的研究基于CYGNAL單片機(jī)的在線間歇式濁度儀的研制基于單片機(jī)的噴油泵試驗(yàn)臺(tái)控制器的研制基于單片機(jī)的軟起動(dòng)器的研究和設(shè)計(jì)基于單片機(jī)控制的高速快走絲電火花線切割機(jī)床短循環(huán)走絲方式研究基于單片機(jī)的機(jī)電產(chǎn)品控制系統(tǒng)開發(fā)基于PIC單片機(jī)的智能手機(jī)充電器基于單片機(jī)的實(shí)時(shí)內(nèi)核設(shè)計(jì)及其應(yīng)用研究基于單片機(jī)的遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與研究基于單片機(jī)的煙氣二氧化硫濃度檢測(cè)儀的研制基于微型光譜儀的單片機(jī)系統(tǒng)單片機(jī)系統(tǒng)軟件構(gòu)件開發(fā)的技術(shù)研究基于單片機(jī)的液體點(diǎn)滴速度自動(dòng)檢測(cè)儀的研制基于單片機(jī)系統(tǒng)的多功能溫度測(cè)量儀的研制基于PIC單片機(jī)的電能采集終端的設(shè)計(jì)和應(yīng)用基于單片機(jī)的光纖光柵解調(diào)儀的研制氣壓式線性摩擦焊機(jī)單片機(jī)控制系統(tǒng)的研制基于單片機(jī)的數(shù)字磁通門傳感器基于單片機(jī)的旋轉(zhuǎn)變壓器-數(shù)字轉(zhuǎn)換器的研究基于單片機(jī)的光纖Bragg光柵解調(diào)系統(tǒng)的研究單片機(jī)控制的便攜式多功能乳腺治療儀的研制基于C8051F020單片機(jī)的多生理信號(hào)檢測(cè)儀基于單片機(jī)的電機(jī)運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)Pico專用單片機(jī)核的可測(cè)性設(shè)計(jì)研究基于MCS-51單片機(jī)的熱量計(jì)基于雙單片機(jī)的智能遙測(cè)微型氣象站MCS-51單片機(jī)構(gòu)建機(jī)器人的實(shí)踐研究基于單片機(jī)的輪軌力檢測(cè)基于單片機(jī)的GPS定位儀的研究與實(shí)現(xiàn)基于單片機(jī)的電液伺服控制系統(tǒng)用于單片機(jī)系統(tǒng)的MMC卡文件系統(tǒng)研制基于單片機(jī)的時(shí)控和計(jì)數(shù)系統(tǒng)性能優(yōu)化的研究基于單片機(jī)和CPLD的粗光柵位移測(cè)量系統(tǒng)研究單片機(jī)控制的后備式方波UPS提升高職學(xué)生單片機(jī)應(yīng)用能力的探究基于單片機(jī)控制的自動(dòng)低頻減載裝置研究基于單片機(jī)控制的水下焊接電源的研究基于單片機(jī)的多通道數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)基于uPSD3234單片機(jī)的氚表面污染測(cè)量儀的研制基于單片機(jī)的紅外測(cè)油儀的研究96系列單片機(jī)仿真器研究與設(shè)計(jì)基于單片機(jī)的單晶金剛石刀具刃磨設(shè)備的數(shù)控改造基于單片機(jī)的溫度智能控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)基于MSP430單片機(jī)的電梯門機(jī)控制器的研制基于單片機(jī)的氣體測(cè)漏儀的研究基于三菱M16C/6N系列單片機(jī)的CAN/USB協(xié)議轉(zhuǎn)換器基于單片機(jī)和DSP的變壓器油色譜在線監(jiān)測(cè)技術(shù)研究基于單片機(jī)的膛壁溫度報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)基于AVR單片機(jī)的低壓無功補(bǔ)償控制器的設(shè)計(jì)基于單片機(jī)船舶電力推進(jìn)電機(jī)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)基于單片機(jī)網(wǎng)絡(luò)的振動(dòng)信號(hào)的采集系統(tǒng)基于單片機(jī)的大容量數(shù)據(jù)存儲(chǔ)技術(shù)的應(yīng)用研究基于單片機(jī)的疊圖機(jī)研究與教學(xué)方法實(shí)踐基于單片機(jī)嵌入式Web服務(wù)器技術(shù)的研究及實(shí)現(xiàn)基于AT89S52單片機(jī)的通用數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)基于單片機(jī)的多道脈沖幅度分析儀研究機(jī)器人旋轉(zhuǎn)電弧傳感角焊縫跟蹤單片機(jī)控制系統(tǒng)基于單片機(jī)的控制系統(tǒng)在PLC虛擬教學(xué)實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用研究基于單片機(jī)系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)通信研究與應(yīng)用基于PIC16F877單片機(jī)的莫爾斯碼自動(dòng)譯碼系統(tǒng)設(shè)計(jì)與研究基于單片機(jī)的模糊控制器在工業(yè)電阻爐上的應(yīng)用研究HYPERLINK"/detail.htm?36060