Question

软件是怎样控制硬件的？

Answer 1

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。