数字量输入输出通道学习教案.pptx

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1、会计学1数字数字(shz)量输入输出通道量输入输出通道第一页，共41页。第五章第五章 数字数字(shz)(shz)量输入输出量输入输出通道通道n n1.1.光光电电耦耦合合隔隔离离器器的的结结构构原原理理及及其隔离电路其隔离电路n n2.2.数数字字量量输输入入通通道道中中几几种种典典型型(dinxng)(dinxng)电路；电路；n n3.3.数数 字字 量量 输输 出出 通通 道道 几几 种种 典典 型型(dinxng)(dinxng)驱动电路；驱动电路；第1页/共41页第二页，共41页。第五章第五章 数字数字(shz)(shz)量输入输出通量输入输出通道道引言引言 5.1 5.1 光电耦

2、合隔离技术光电耦合隔离技术 5.2 5.2 数字量输入通道数字量输入通道(tngdo)(tngdo)5.3 5.3 数字量输出通道数字量输出通道(tngdo)(tngdo)5.4 DI/DO 5.4 DI/DO模板模板 本章小结本章小结 思考题思考题 第2页/共41页第三页，共41页。引言引言 在微机控制系统中，除了要处理模拟量信号以外，还在微机控制系统中，除了要处理模拟量信号以外，还要处理另一类数字信号，包括开关信号、脉冲信号。它们要处理另一类数字信号，包括开关信号、脉冲信号。它们是以二进制的逻辑是以二进制的逻辑“1”“1”和和“0”“0”或电平的高和低出现的。或电平的高和低出现的。如开关触

3、点的闭合和断开，指示灯的亮和灭，继电器或接如开关触点的闭合和断开，指示灯的亮和灭，继电器或接触器的吸合和释放，马达的启动和停止，晶闸管的通和断，触器的吸合和释放，马达的启动和停止，晶闸管的通和断，阀门的打开和关闭，仪器仪表的阀门的打开和关闭，仪器仪表的 BCD BCD 码，以及码，以及(yj)(yj)脉冲脉冲信号的计数和定时等等信号的计数和定时等等 。第3页/共41页第四页，共41页。5.1 5.1 光电耦合隔离光电耦合隔离(gl)(gl)技术技术 主要主要(zhyo)知识点知识点v 1 光电耦合隔离光电耦合隔离(gl)器器 v 2 光电耦合隔离光电耦合隔离(gl)电路电路 第4页/共41页第

4、五页，共41页。5.1 5.1 光电耦合隔光电耦合隔离离(gl)(gl)技术技术1 1 光电耦合隔离器光电耦合隔离器 光电耦合隔离器按其输出级不同可分为三极光电耦合隔离器按其输出级不同可分为三极管型、单向晶闸管型、双向晶闸管型等几种，如管型、单向晶闸管型、双向晶闸管型等几种，如下图所示。它们的原理下图所示。它们的原理(yunl)(yunl)是相同的，即都是相同的，即都是通过电是通过电光光电这种信号转换，利用光信号的电这种信号转换，利用光信号的传送不受电磁场的干扰而完成隔离功能的。传送不受电磁场的干扰而完成隔离功能的。第5页/共41页第六页，共41页。5.1 5.1 光电耦合隔光电耦合隔离离(g

5、l)(gl)技术技术1 1 光电耦合隔离器光电耦合隔离器 现以最简单的三极管型光电耦合隔离器现以最简单的三极管型光电耦合隔离器为例来说明它的结构为例来说明它的结构(jigu)(jigu)原理，如下所原理，如下所示。示。第6页/共41页第七页，共41页。5.1 5.1 光电耦合隔光电耦合隔离离(gl)(gl)技术技术1 1 光电耦合隔离器光电耦合隔离器 光电耦合隔离器的输入输出类似普通三光电耦合隔离器的输入输出类似普通三极管的输入输出特性，即存在着截止区、饱和极管的输入输出特性，即存在着截止区、饱和区与线性区三部分。利用光耦隔离器的开关特区与线性区三部分。利用光耦隔离器的开关特性（即光敏三极管工

6、作在截止区、饱和区），性（即光敏三极管工作在截止区、饱和区），可传送数字信号而隔离电磁干扰，简称对数字可传送数字信号而隔离电磁干扰，简称对数字信号进行隔离。例如在数字量输入输出通道信号进行隔离。例如在数字量输入输出通道(tngdo)(tngdo)中，以及在模拟量输入输出通道中，以及在模拟量输入输出通道(tngdo)(tngdo)中的中的A/DA/D转换器与转换器与CPUCPU或或CPUCPU与与D/AD/A转转换器之间的数字信号的耦合传送，都可用光耦换器之间的数字信号的耦合传送，都可用光耦的这种开关特性对数字信号进行隔离。的这种开关特性对数字信号进行隔离。第7页/共41页第八页，共41页。5.

7、1 5.1 光电耦合隔光电耦合隔离离(gl)(gl)技术技术1 1 光电耦合隔离器光电耦合隔离器 例如在现场传感器与例如在现场传感器与A/DA/D转换器或转换器或D/AD/A转换器与现场执行器之间的模拟信号的线性转换器与现场执行器之间的模拟信号的线性传送，可用光耦的这种线性区对模拟信号进传送，可用光耦的这种线性区对模拟信号进行隔离。行隔离。光耦的这两种隔离方法各有优缺点。模光耦的这两种隔离方法各有优缺点。模拟信号隔离方法的优点是使用少量的光耦，拟信号隔离方法的优点是使用少量的光耦，成本低；缺点是调试困难，如果光耦挑选得成本低；缺点是调试困难，如果光耦挑选得不合适，会影响不合适，会影响(yngx

8、ing)A/D(yngxing)A/D或或D/AD/A转换转换的精度和线性度。数字信号隔离方法的优点的精度和线性度。数字信号隔离方法的优点是调试简单，不影响是调试简单，不影响(yngxing)(yngxing)系统的精系统的精度和线性度；度和线性度；第8页/共41页第九页，共41页。5.1 5.1 光电耦合隔光电耦合隔离离(gl)(gl)技术技术1 1 光电耦合隔离器光电耦合隔离器 缺点是使用较多的光耦器件，成本较高。缺点是使用较多的光耦器件，成本较高。但因光耦越来越价廉，数字信号隔离方法的但因光耦越来越价廉，数字信号隔离方法的优势凸现出来，因而在工程优势凸现出来，因而在工程(gngchng)

9、(gngchng)中中使用的最多。使用的最多。要注意的是，用于驱动发光管的电源与要注意的是，用于驱动发光管的电源与驱动光敏管的电源不应是共地的同一个电源，驱动光敏管的电源不应是共地的同一个电源，必须分开单独供电，才能有效避免输出端与必须分开单独供电，才能有效避免输出端与输入端相互间的反馈和干扰；另外，发光二输入端相互间的反馈和干扰；另外，发光二极管的动态电阻很小，也可以抑制系统内外极管的动态电阻很小，也可以抑制系统内外的噪声干扰。的噪声干扰。第9页/共41页第十页，共41页。5.1 5.1 光电耦合隔光电耦合隔离离(gl)(gl)技术技术1 1 光电耦合隔离器光电耦合隔离器 因此，利用光耦隔离

10、器可用来传递信号而因此，利用光耦隔离器可用来传递信号而有效地隔离电磁场的电干扰。有效地隔离电磁场的电干扰。为了适应计算机控制系统的需求为了适应计算机控制系统的需求(xqi)(xqi)，目前已生产出各种集成的多路光耦隔离器，目前已生产出各种集成的多路光耦隔离器，如如TLPTLP系列就是常用的一种。系列就是常用的一种。第10页/共41页第十一页，共41页。5.1 5.1 光电耦合隔光电耦合隔离离(gl)(gl)技术技术2 2 光电耦合隔离电路光电耦合隔离电路 下面以控制系统中常用的数字信号的隔离下面以控制系统中常用的数字信号的隔离方法为例说明光电耦合隔离电路。典型的光电方法为例说明光电耦合隔离电路

11、。典型的光电耦合隔离电路有数字量同相传递与数字量反相耦合隔离电路有数字量同相传递与数字量反相传递两种，如下图所示。传递两种，如下图所示。数字量同相传递如图（数字量同相传递如图（a a）所示，光耦的）所示，光耦的输入正端接正电源，输入负端接到与数据总线输入正端接正电源，输入负端接到与数据总线相连的数据缓冲器上，光耦的集电极相连的数据缓冲器上，光耦的集电极c c端通过端通过电阻电阻(dinz)(dinz)接另一个正电源，发射极接另一个正电源，发射极e e端直端直接接地，光耦输出端即从集接接地，光耦输出端即从集第11页/共41页第十二页，共41页。5.1 5.1 光电耦合隔光电耦合隔离离(gl)(g

12、l)技术技术2 2 光电耦合隔离电路光电耦合隔离电路 电极电极c c端引出。当数据线为低电平端引出。当数据线为低电平“0”“0”时，时，发光管导通且发光，使得光敏管导通，输出发光管导通且发光，使得光敏管导通，输出c c端接地端接地(jid)(jid)而获得低电平而获得低电平“0”“0”；当数；当数据线为高电平据线为高电平“1”“1”时，发光管截止不发光，时，发光管截止不发光，则光敏管也截止使输出则光敏管也截止使输出c c端从电源处获得高端从电源处获得高电平电平“1”“1”。如此，完成了数字信号的同相。如此，完成了数字信号的同相传递。传递。第12页/共41页第十三页，共41页。5.1 5.1 光

13、电耦合隔光电耦合隔离离(gl)(gl)技术技术2 2 光电耦合隔离光电耦合隔离(gl)(gl)电路电路 递传相同量字数递传相反量字数+5V+5V+5V+5Vccee+-D7D074LS273数据缓冲器选通脉冲(michng)b(a(D7D074LS273数据缓冲器选通脉冲第13页/共41页第十四页，共41页。5.1 5.1 光电耦合隔光电耦合隔离离(gl)(gl)技术技术2 2 光电耦合隔离光电耦合隔离(gl)(gl)电路电路 数字量反相传递如图（数字量反相传递如图（b b）所示，与）所示，与（a a）不同的是光耦的集电极）不同的是光耦的集电极 c c端直接接另端直接接另一个正电源，而发射极一

14、个正电源，而发射极 e e 端通过电阻接地，端通过电阻接地，则光耦输出端从发射极则光耦输出端从发射极e e端引出。从而完成端引出。从而完成了数字信号的反相传递。了数字信号的反相传递。第14页/共41页第十五页，共41页。5.2 5.2 数字数字(shz)(shz)量输入通道量输入通道1 1 引言引言 数字量输入通道（数字量输入通道（DI DI 通道）的任务通道）的任务-是把生产是把生产过程中的数字信号转换成计算机易于接受的形式。过程中的数字信号转换成计算机易于接受的形式。信号调理电路信号调理电路-虽然都是数字信号，不需进行虽然都是数字信号，不需进行A/D A/D 转换，但对通道中可能引入的各种

15、干扰必须采取相转换，但对通道中可能引入的各种干扰必须采取相应的技术应的技术(jsh)(jsh)措施，即在外部信号与单片机之措施，即在外部信号与单片机之间要设置输入信号调理电路。间要设置输入信号调理电路。第15页/共41页第十六页，共41页。5.2 5.2 数字量输入数字量输入(shr)(shr)通道通道2 2 开关输入电路开关输入电路 凡在电路中起到通、断作用的各种按钮、触凡在电路中起到通、断作用的各种按钮、触点、开关，其端子引出均统称为开关信号。在开点、开关，其端子引出均统称为开关信号。在开关输入电路中，主要是考虑信号调理技术，如电关输入电路中，主要是考虑信号调理技术，如电平转换，平转换，R

16、CRC滤波，过电压保护，反电压保护，光滤波，过电压保护，反电压保护，光电隔离等。电隔离等。（1 1）电平转换是用电阻分压法把现场）电平转换是用电阻分压法把现场(xinchng)(xinchng)的电流信号转换为电压信号。的电流信号转换为电压信号。（2 2）RCRC滤波是用滤波是用RCRC滤波器滤出高频干扰。滤波器滤出高频干扰。第16页/共41页第十七页，共41页。5.2 5.2 数字量输入数字量输入(shr)(shr)通道通道2 2 开关开关(kigun)(kigun)输入电路输入电路 （3 3）过电压保护是用稳压管和限流电阻作过）过电压保护是用稳压管和限流电阻作过电压保护；用稳压管或压敏电阻

17、把瞬态尖峰电压电压保护；用稳压管或压敏电阻把瞬态尖峰电压箝位在安全电平上。箝位在安全电平上。（4 4）反电压保护是串联一个二极管防止反极）反电压保护是串联一个二极管防止反极性电压输入。性电压输入。（5 5）光电隔离用光耦隔离器实现计算机与外）光电隔离用光耦隔离器实现计算机与外部的完全电隔离。部的完全电隔离。第17页/共41页第十八页，共41页。5.2 5.2 数字量输入数字量输入(shr)(shr)通道通道2 2 开关输入电路开关输入电路 典型的开关量输入信号调理电路如下图所示。典型的开关量输入信号调理电路如下图所示。点划线右边是由开关点划线右边是由开关S S与电源组成的外部电路，与电源组成的

18、外部电路，（a a）是直流输入电路，（）是直流输入电路，（b b）是交流）是交流(jioli)(jioli)输输入电路。交流入电路。交流(jioli)(jioli)输入电路比直流输入电路输入电路比直流输入电路多一个降压电容和整流桥块，可把高压交流多一个降压电容和整流桥块，可把高压交流(jioli)(jioli)(如如380VAC)380VAC)变换为低压直流变换为低压直流(如如5VDC)5VDC)。开关开关S S的状态经的状态经RCRC滤波、稳压管滤波、稳压管D1D1箝位保护、电阻箝位保护、电阻R2R2限流、二极管限流、二极管D2D2防止反极性电压输入以防止反极性电压输入以第18页/共41页第

19、十九页，共41页。5.2 5.2 数字数字(shz)(shz)量输入通道量输入通道2 2 开关输入电路开关输入电路及光耦隔离等措施处理后送至输入缓冲器，主机及光耦隔离等措施处理后送至输入缓冲器，主机(zhj)(zhj)通过执行输入指令便可读取开关通过执行输入指令便可读取开关S S的状态。的状态。比如比如,当开关当开关S S闭合时，输入回路有电流流过，光闭合时，输入回路有电流流过，光耦中的发光管发光，光敏管导通，数据线上为低耦中的发光管发光，光敏管导通，数据线上为低电平，即输入信号为电平，即输入信号为“0”“0”对应外电路开关对应外电路开关S S的闭的闭合；反之，开关合；反之，开关S S断开，光

20、耦中的发光管无电流断开，光耦中的发光管无电流流过，光敏管截止，数据线上为高电平，即输入流过，光敏管截止，数据线上为高电平，即输入信号为信号为“1”“1”对应外电路开关对应外电路开关S S的断开。的断开。第19页/共41页第二十页，共41页。5.2 5.2 数字量输入数字量输入(shr)(shr)通道通道2 2 开关输入开关输入(shr)(shr)电路电路-+S2D到输入到输入缓冲器缓冲器CCV+2R1R1C1D3R光耦光耦S2D到输入到输入(shr)(shr)缓冲器缓冲器CCV+2R1R1C1D3R光耦光耦C2R3(a)直流输入电路(b)交流输入电路第20页/共41页第二十一页，共41页。5.

21、2 5.2 数字量输入数字量输入(shr)(shr)通道通道3 3 脉冲计数电路脉冲计数电路 有些用于检测流量、转速的传感器发出的有些用于检测流量、转速的传感器发出的是脉冲频率信号，对于大量程可以设计一种是脉冲频率信号，对于大量程可以设计一种(y(y zhn)zhn)定时计数输入接口电路，即在一定的采样时定时计数输入接口电路，即在一定的采样时间内统计输入的脉冲个数，然后根据传感器的比例间内统计输入的脉冲个数，然后根据传感器的比例系数可换算出所检测的物理量。系数可换算出所检测的物理量。第21页/共41页第二十二页，共41页。5.2 5.2 数字数字(shz)(shz)量输入通道量输入通道3 3

22、脉冲脉冲(michng)(michng)计数电路计数电路+12VCCV8253/8254CLK0OUT0GATE1CLK1OUT1CLK2OUT2GATE0GATE2系统时钟TSTWCRCEOL+5V计数通道1PC总线RCR光耦Dz第22页/共41页第二十三页，共41页。5.2 5.2 数字量输入数字量输入(shr)(shr)通道通道3 3 脉冲计数电路脉冲计数电路 上图为一种定时计数输入接口电路，传感器上图为一种定时计数输入接口电路，传感器发出发出(fch)(fch)的脉冲频率信号，经过简单的信号的脉冲频率信号，经过简单的信号调理，引到调理，引到82548254芯片的计数通道芯片的计数通道1

23、 1的的CLK1CLK1口。口。82548254是具有是具有3 3个个1616位计数器通道的可编程计数器位计数器通道的可编程计数器/定时器。图中，计数通道定时器。图中，计数通道0 0工作于模式工作于模式3 3，CLK0CLK0用用于接收系统时钟脉冲，于接收系统时钟脉冲，OUT0OUT0输出一个周期为系统输出一个周期为系统时钟脉冲时钟脉冲N N倍（倍（N N为通道为通道0 0的计数初值）的连续方的计数初值）的连续方波脉冲，其高、低电平时段是计数通道波脉冲，其高、低电平时段是计数通道1 1的采样的采样时间和采样间隔时间，分时间和采样间隔时间，分第23页/共41页第二十四页，共41页。5.2 5.2

24、 数字量输入数字量输入(shr)(shr)通道通道3 3 脉冲计数电路脉冲计数电路别记为别记为TSTS、TWTW；计数通道；计数通道1 1和和2 2均选为工作模式均选为工作模式2 2，且，且OUT1OUT1串接到串接到CLK2CLK2，使两者构成一个计数，使两者构成一个计数长度为长度为232232的脉冲计数器，以对的脉冲计数器，以对TSTS内的输入脉内的输入脉冲计数。冲计数。如果获得如果获得TSTS时间时间(shjin)(shjin)内的输入脉冲内的输入脉冲个数为个数为n n，则单位时间，则单位时间(shjin)(shjin)内的脉冲个数内的脉冲个数即脉冲频率为即脉冲频率为n/TSn/TS，从

25、而可换算出介质的流量，从而可换算出介质的流量或电机的转速值。比如，发出脉冲频率信号的或电机的转速值。比如，发出脉冲频率信号的是涡轮流量计或磁电式速度传感器，它们的脉是涡轮流量计或磁电式速度传感器，它们的脉冲当量冲当量(即一个脉冲相当的流量或转数即一个脉冲相当的流量或转数)为为K K，则介质的流量或电机的转数就为则介质的流量或电机的转数就为n/TS Kn/TS K。第24页/共41页第二十五页，共41页。5.3 5.3 数字量输出数字量输出(shch)(shch)通道通道1 1 引言引言 数字量输出通道简称数字量输出通道简称 DO DO 通道，它的任务通道，它的任务是把计算机输出的微弱数字信号转

26、换成能对生是把计算机输出的微弱数字信号转换成能对生产过程进行控制的数字驱动信号。根据现场负产过程进行控制的数字驱动信号。根据现场负荷的不同，如指示灯、继电器、接触器、电机、荷的不同，如指示灯、继电器、接触器、电机、阀门等，可以选用不同的功率放大器件构成不阀门等，可以选用不同的功率放大器件构成不同的开关量驱动输出通道。常用的有三极管输同的开关量驱动输出通道。常用的有三极管输出驱动电路出驱动电路(dinl)(dinl)、继电器输出驱动电路、继电器输出驱动电路(dinl)(dinl)、晶闸管输出驱动电路、晶闸管输出驱动电路(dinl)(dinl)、固、固态继电器输出驱动电路态继电器输出驱动电路(di

27、nl)(dinl)等。等。第25页/共41页第二十六页，共41页。2.2.三极管驱动电路三极管驱动电路 对于低压情况下的小电流开关量，用功率对于低压情况下的小电流开关量，用功率(gngl)(gngl)三极管就可作开关驱动组件，其输出电流就是输入电流三极管就可作开关驱动组件，其输出电流就是输入电流与三极管增益的乘积。主要由以下两种电路与三极管增益的乘积。主要由以下两种电路:1)1)普通三极管驱动电路普通三极管驱动电路 2)2)达林顿驱动电路达林顿驱动电路5.3 5.3 数字量输出数字量输出(shch)(shch)通道通道第26页/共41页第二十七页，共41页。2.2.三极管驱动电路三极管驱动电路

28、 1)1)普通三极管驱动电路普通三极管驱动电路 当驱动电流只有当驱动电流只有(zhyu)(zhyu)十几十几 mA mA或几十或几十 mA mA时，时，只要采用一个普通的功率三极管就能构成驱动电路，只要采用一个普通的功率三极管就能构成驱动电路，5.3 5.3 数字量输出数字量输出(shch)(shch)通通道道6047K3.3管极三DELV5+033Di第27页/共41页第二十八页，共41页。2.2.三极管驱动电路三极管驱动电路 1)1)达林顿驱动电路达林顿驱动电路 当驱动电流需要达到几百毫安时，如驱动中功率当驱动电流需要达到几百毫安时，如驱动中功率继电器、电磁开关等装置，输出继电器、电磁开关

29、等装置，输出(shch)(shch)电路必须采电路必须采取多级放大或提高三极管增益的办法。达林顿阵列驱取多级放大或提高三极管增益的办法。达林顿阵列驱动器是由多对两个三极管组成的达林顿复合管构成，动器是由多对两个三极管组成的达林顿复合管构成，它具有高输入阻抗、高增益、输出它具有高输入阻抗、高增益、输出(shch)(shch)功率大及功率大及保护措施完善的特点，同时多对复合管也非常适用于保护措施完善的特点，同时多对复合管也非常适用于计算机控制系统中的多路负荷。常用器件有计算机控制系统中的多路负荷。常用器件有MC1416MC1416等。等。5.3 5.3 数字数字(shz)(shz)量输出通道量输出

30、通道第28页/共41页第二十九页，共41页。3.3.继电器驱动电路继电器驱动电路 电磁继电器主要由线圈、铁心、衔铁和电磁继电器主要由线圈、铁心、衔铁和触点等部件组成触点等部件组成(z chn)(z chn)，简称为继电器，它，简称为继电器，它分为电压继电器、电流继电器、中间继电器等几分为电压继电器、电流继电器、中间继电器等几种类型。继电器方式的开关量输出是一种最常用种类型。继电器方式的开关量输出是一种最常用的输出方式，通过弱电控制外界交流或直流的高的输出方式，通过弱电控制外界交流或直流的高电压、大电流设备。电压、大电流设备。继电器驱动电路的设计要根据所用继电继电器驱动电路的设计要根据所用继电器

31、线圈的吸合电压和电流而定，控制电流一定要器线圈的吸合电压和电流而定，控制电流一定要大于继电器的吸合电流才能使继电器可靠地工作。大于继电器的吸合电流才能使继电器可靠地工作。5.3 5.3 数字量输出数字量输出(shch)(shch)通道通道第29页/共41页第三十页，共41页。3.3.继电器驱动电路继电器驱动电路 下图为经光耦隔离器的继电器输出驱动电下图为经光耦隔离器的继电器输出驱动电路，当路，当CPUCPU数据线数据线DiDi 输出数字输出数字“1”“1”即高电平即高电平时，经时，经74067406反相驱动器变为低电平，光耦隔离反相驱动器变为低电平，光耦隔离器的发光二极管导通且发光，使光敏三极

32、管导器的发光二极管导通且发光，使光敏三极管导通，继电器线圈通，继电器线圈KAKA得电，动合触点闭合，从而得电，动合触点闭合，从而驱动大型负荷设备。驱动大型负荷设备。由于继电器线圈是电感性由于继电器线圈是电感性(gnxng)(gnxng)负载，负载，当电路突然关断时，会出现较高的电感性当电路突然关断时，会出现较高的电感性(gnxng)(gnxng)浪涌电压，为了保护驱动器件，应浪涌电压，为了保护驱动器件，应在继电器线圈两端并联一个阻尼二极管，为电在继电器线圈两端并联一个阻尼二极管，为电感线圈提供一个电流泄放回路。感线圈提供一个电流泄放回路。5.3 5.3 数字数字(shz)(shz)量输出通量输

33、出通道道第30页/共41页第三十一页，共41页。3.3.继电器驱动继电器驱动(q dn)(q dn)电路电路5.3 5.3 数字量输出数字量输出(shch)(shch)通通道道cVpV耦耦光光6047KA220V Di第31页/共41页第三十二页，共41页。4.4.其他驱动其他驱动(q dn)(q dn)电路电路 1)1)继电器驱动继电器驱动(q dn)(q dn)电路电路 2)2)晶闸管驱动晶闸管驱动(q dn)(q dn)电路电路 3)3)固态继电器驱动固态继电器驱动(q dn)(q dn)电路电路5.3 5.3 数字量输出数字量输出(shch)(shch)通道通道第32页/共41页第三十

34、三页，共41页。把上述数字量输入通道或数字量输出通把上述数字量输入通道或数字量输出通道设计在一块模板上道设计在一块模板上,就称为就称为DIDI模板或模板或DODO模模板，也可统称为数字量板，也可统称为数字量I/OI/O模板。下图为含有模板。下图为含有DIDI通道和通道和DODO通道的通道的PCPC总线数字量总线数字量I/OI/O模板的结模板的结构框图，由构框图，由PCPC总线接口逻辑、总线接口逻辑、I/OI/O功能功能(gngnng)(gngnng)逻辑、逻辑、I/OI/O电气接口三部分组成。电气接口三部分组成。5.4 DI/DO5.4 DI/DO模板模板(mbn)(mbn)第33页/共41页

35、第三十四页，共41页。5.4 DI/DO5.4 DI/DO模板模板(mbn)(mbn)总线接口逻辑I/O功能逻辑I/O电气接口输入片址 译码基址译码输出片址 译码 数据缓冲器输出片址输入片址 输入缓冲器 输出缓冲器来自外部设备 去外部设备输入调理电路输出驱动电路基址A2A0A7A3D7D0IOW PC总线NEAIOR第34页/共41页第三十五页，共41页。PC PC总线总线(zn xin)(zn xin)接口逻辑部分由接口逻辑部分由8 8位数据总线位数据总线(zn xin)(zn xin)缓冲器、基址译码器、输入和输出片址译码缓冲器、基址译码器、输入和输出片址译码器组成。器组成。I/O I/O

36、功能逻辑部分只有简单的输入缓冲器和输出锁存功能逻辑部分只有简单的输入缓冲器和输出锁存器。其中，输入缓冲器起着对外部输入信号的缓冲、加器。其中，输入缓冲器起着对外部输入信号的缓冲、加强和选通作用；输出锁存器锁存强和选通作用；输出锁存器锁存CPU CPU 输出的数据或控制输出的数据或控制信号，供外部设备使用。信号，供外部设备使用。I/OI/O缓冲功能可以用可编程接口缓冲功能可以用可编程接口芯片如芯片如8255A8255A构成，也可以用构成，也可以用74LS24074LS240、244244、373373、273273等等芯片实现。芯片实现。I/O I/O电气接口部分的功能主要是：电平转换、滤波、电

37、气接口部分的功能主要是：电平转换、滤波、保护、隔离、功率驱动等。保护、隔离、功率驱动等。5.4 DI/DO5.4 DI/DO模板模板(mbn)(mbn)第35页/共41页第三十六页，共41页。数数字字量量输输入入输输出出通通道道也也是是计计算算机机测测控控系系统统中中的的重重要要组组成成部分。部分。本本章章首首先先介介绍绍了了当当前前计计算算机机控控制制系系统统中中最最重重要要的的硬硬件件抗抗干干扰扰技技术术光光电电耦耦合合隔隔离离技技术术，并并着着重重分分析析光光电电耦耦合合隔隔离离器器的的结结构构原原理理(yunl)(yunl)及及其其在在数数字字信信号号中中的的隔隔离离电电路路。介介绍绍

38、分分析析了了数数字字量量输输入入通通道道中中的的2 2种种典典型型电电路路：信信号号调调理理电电路路、脉脉冲冲计计数数电电路路。还还介介绍绍分分析析了了数数字字量量输输出出通通道道中中的的2 2种种典典型型驱驱动电路：三极管驱动电路、继电器驱动电路。动电路：三极管驱动电路、继电器驱动电路。通通过过对对各各种种输输入入输输出出通通道道接接口口电电路路的的分分析析，可可以以看看出出，光电耦合隔离器的抗干扰作用是十分重要的。光电耦合隔离器的抗干扰作用是十分重要的。本章本章(bn zhn)小结小结第36页/共41页第三十七页，共41页。1.1.画图分析说明三极管型光电耦合隔离器的工作原理。画图分析说明

39、三极管型光电耦合隔离器的工作原理。2.2.分分析析说说明明光光耦耦隔隔离离器器的的两两种种特特性性及及其其隔隔离离电电磁磁干干扰扰的的作用机理。作用机理。3.3.结结合合下下图图1 1，简简述述信信号号调调理理电电路路的的构构成成(guchng)(guchng)及及其各元器件的作用。其各元器件的作用。2 2脉冲计数电路的工作过程及其用途脉冲计数电路的工作过程及其用途5.5.简述数字量输出通道的功能及其常用的输出驱动电路。简述数字量输出通道的功能及其常用的输出驱动电路。6.6.结合图结合图3 3，简述数字量，简述数字量I/OI/O模板电路的结构组成。模板电路的结构组成。习题习题(xt)与思考与思

40、考第37页/共41页第三十八页，共41页。习题习题(xt)与思考与思考-+S2D到输入到输入缓冲器缓冲器CCV+2R1R1C1D3R光耦光耦S2D到输入到输入缓冲器缓冲器CCV+2R1R1C1D3R光耦光耦C2R3(a)直流输入电路(b)交流输入电路第38页/共41页第三十九页，共41页。习题习题(xt)与思考与思考+12VCCV8253/8254CLK0OUT0GATE1CLK1OUT1CLK2OUT2GATE0GATE2系统时钟TSTWCRCEOL+5V计数通道1PC总线RCR光耦Dz第39页/共41页第四十页，共41页。习题习题(xt)与思考与思考总线接口逻辑I/O功能逻辑I/O电气接口输入片址 译码基址译码输出片址 译码 数据缓冲器输出片址输入片址 输入缓冲器 输出缓冲器来自外部设备 去外部设备输入调理电路输出驱动电路基址A2A0A7A3D7D0IOW PC总线NEAIOR第40页/共41页第四十一页，共41页。