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软件是怎样控制硬件的?
来源:www.ascsdubai.com    时间:2022-05-29 19:11    点击:108   编辑:admin

我觉得你是想问,软件是怎么控制一个设备,如机器人、数控机床,让它们执行设定的动作的。不论怎么变化,软件控制硬件,都离不开计算机的中央处理器CPU,或者单片机MPU。因为只有处理器才能把控制软件的指令,传递到接口电路,最终控制目标设备的动作。

以下介绍几种我用过的控制方式。

通过I/O口进行控制CPU有GPIO接口,MPU有P0~P4及更多的IO接口。这些接口,可以通过软件设置,做为输出、输入口。

从CPU,MPU出来的控制信号,一般不能直接控制目标对象,比如最简单的LED灯,电机等,必须经过一些锁存芯片、光电隔离芯片、继电器、接触器、信号驱动等电路,才能控制目标的动作。一些成熟的电机驱动器,也可直接接收从处理器出来的输出信号,只要用一些芯片进行信号转换即可。

通过内存扩展地址,用可编程芯片如PLC,CPLD,FPGA等对目标进行控制。有的控制对象需要几十、几百个控制点,这样P口就不够用了。

解决的方法,就是用扩展外部存储器地址的方法,如使用E200H,E300H......这样的扩展地址线,通过PLC、CPLD、FPGA等可编程器件,可以扩展出需要数量的控制输出。

很多硬件从业者,很擅长用PLC、CPLD、FPGA等芯片,以至于单片机最直接的P口被束之高阁,只完成看门狗Watchdog最简单的监视作用。

通过CAN,EtherCAT,ISA,PCIE等总线接口传递控制指令随着外部控制器件的日益智能化、处理器化,各种总线应运而生。

如上位机为高速的PC机,下位机为控制各种动作的单片机,那么PC104的ISA总线接口、PCIE接口、CAN总线接口等,就是最好的选择。或者下位机直接就是一个支持EtherCAT总线的电机驱动器。

通过这些总线接口,可以快速地传递上位机的控制信号到控制单元中。

总结:软件对硬件的控制,有很多种实现方式,IO直接控制;扩展地址外加PLC,CPLD,FPGA可编程芯片控制;CAN,EtherCAT,ISA,PCIE等总线接口控制方式。根据需要,灵活运用。

我们国家自动控制的实力还是很历害的,控制系统也是非常可靠智能的,相信你的所有想法都会通过控制系统变为现实。

(以上图片来自网络,仅为示意)

很高兴能够看到和回答这个问题!

软件和硬件在电路中的本质和作用软件也是过程中的一个实体。软件的本质是电信号、中低压和不同的数据。这些电流信号控制着逻辑电路的关断,通过关闭逻辑电路来控制硬件的工作。归根结底,软件起到的是开关信号的作用,当开关工作时,要保证设备带电而不开机,硬件是不能被软件控制的。就像一个灯泡如果不接电源,按下开关就不会亮。任何软件都必须通过物理方式转换成电流信号,你写在纸上的软件永远无法控制硬件。以我们每天使用的电脑为例,软硬件工作原理图如下图所示:

以前,我们使用的是软盘,硬盘通过磁头将程序码转换成电信信号,光盘需要光头将程序码转换成电信码,等等。

在指令存储器中发送信息时,计算机存储器中的软件会显示出电流和电流的变化情况。在软件中,电压和高度的存在可以理解为1和0,0和1的各种组合相当于实现控制硬件目标的新指令。一个简单的电路甚至需要多个电流。硬件控制功能,软件是复杂的,可以理解为复杂的电信号。

软件是怎样控制硬件的?当处理器准备好后,处理器中的指令寄存器会从存储器中检索指令,执行指令后,会对指令进行解码,查看命令、计划工作、设备等需要什么。然后,控制器就可以根据计划的订单,开始所有参与生产的设备的工作。在调试过程中,数据寄存器会将处理后的数据从存储器中输出,并传送到算术逻辑单元。算术逻辑单元包括累加寄存器和程序状态寄存器。积累寄存器相当于草稿墨水。运行过程中的一些数据和结果会暂时存放在这个位置,程序状态寄存器专门负责记录运行过程中是否有传输、溢出等信息。从内存中检索结果并保存到硬盘后的点击数。

上图是软件,也就是客户端访问硬件时候的过程图。可以帮助我们很好地理解软件控制硬件的原理。

如何理解通俗理解软件控制硬件的过程?软件是指为实现特定目的而具有特定逻辑功能的可执行代码,通常以符号字母或特殊图形框等包装形式出现。但这些设备无法识别。控制硬件是指由各种驱动控制器(如变频器、服务器、屏幕驱动器、单片机、工业可编程自动控制器等)控制的执行器,它可以根据提供的命令直接控制软件......

在存储器和硬盘之间进行数据传输,并将采集到的二进制代码写入存储器中。存储器读取存储的数据,即通过不同的磁化方向,将0和1转换成不同高度、不同电压的电信号,然后处理器通过数据总线搜索存储器,找到存储器中的数据。要执行的指令,再将相应的指令发送给处理器,同时执行指令,输出的结果也是与高度相连的电压信号。

最后,通过驱动器开辟的接口,将指令结果传送给硬件控制芯片,对机器进行控制。硬件控制芯片事先切入控制指令集,然后通过指令集分析进入控制器的纵横电压信号的顺序。只要命令结果与控制命令一致,就会采取相应的措施。

答案写到这里,我想您应该明白了软件是怎样控制硬件的原理。软件就是一串串代码,将相应的代码转变为特定的计算机硬件可以识别的信息后,硬件就可以正常工作了。

以上便是我的一些见解和回答,可能不能如您所愿,但我真心希望能够对您有所帮助!不清楚的地方您还可以关注我的头条号“每日精彩科技”我将竭尽所知帮助您!

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