模拟量的输入输出原理

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《模拟量的输入输出》课件

电压输出型设备可以将电信号转换为电压模拟信号，常用于电压源的输出。
电流输出型设备可以将电信号转换为电流模拟信号，常用于需要恒流源的场合。
电阻输出型设备可以将电信号转换为电阻模拟信号，常用于需要调节阻值的场合。
模拟量输出的电路设计
放大电路可以将微弱的电信号放大到足够的幅度，以满
足输出要求。
模拟量输出的电路设计需要考虑信号的放大、滤波、隔
离和保护等方面。
01
02
03
滤波电路可以去除信号中的噪声和干扰，提高信号的纯
净度。
隔离电路可以避免不同电路之间的相互干扰，保护电路
的安全运行。
04
05
保护电路可以防止电路过载、过流和过压等异常情况对
电路的损害。
04
模拟量输入输出转换
模拟量输入输出转换的原理
将物理量转换为模拟量信号的装置。
模拟量与数字量的区别
01 数字量
离散的量，如开关状态、二进制数等。
02 转换方式
模拟量通过连续变化表示物理量，数字量通过离散状态表示信息。
03 传输方式
模拟量信号通过电缆传输，易受干扰；数字量信号通过数字通信传输，抗干扰能力强。
模拟量的应用领域
工业控制
如温度、压力、流量等参数的监测和控制。
模拟量输入的电路设计
模拟量输入的电路设计需要考虑信号源、信号调理电路和测量设备的特性。
信号调理电路的设计需要考虑噪声抑制、抗干扰能力和线性范围等因素，以确保测量结果的准确性和可靠性。
电路设计需要确保信号源与测量设备之间的阻抗匹配，以减小信号损失和失真。
03
模拟量输出
模拟量输出的原理

模拟量输入与输出

被测控的对象
传感器
采样保持
开关控制部件
A/D
单片微机应用系统
模拟执行部件
D/A
图8－1 单片机应用系统
一、A/D转换原理与接口
1 A/D转换器常用芯片简介 A/D转换器就是将模拟信号转换为数字信号得器件,种类繁
多,性能各异。与单片机得接口形式也不尽相同,但大致分为并行接口和串行接口两种。
时钟频率高,A/D转换速度快。允许范围为10～1280KHz 。通常由80C51 ALE端直接或分频后与0809 CLK端相连接。 ⑷ D0～D7:数字量输出端。 ⑸ OE:A/D转换结果输出允许控制端。 OE=1,允许将A/D转换结果从D0～D7端输出。通常由80C51得端与0809片选端(例如P2、0) 通过或非门与0809 OE端相连接。 ⑹ ALE:地址锁存允许信号输入端。
0809 ALE信号有效时将当前转换得通道地址锁存。 ⑺ START:启动A/D转换信号输入端。
当START端输入一个正脉冲时,立即启动0809进行A/D转换。START端与ALE端连在一起,由80C51WR与0809片选端(例如P2、0)通过或非门相连。 ⑻ EOC:A/D转换结束信号输出端,高电平有效。 ⑼ UREF(+)、UREF(-):正负基准电压输入端。 ⑽ Vcc:正电源电压(+5V)。GND:接地端。
图8-6 ADC0832与单片机接口
[例2] 设图8-6接口电路用于一个模拟量输入得检测系统。Ui为待转换得模拟输入电压,要求对Ui连续采样10次,每次采样值经串行A/D转换电路(ADC0832)转换成数字量,并按顺序依次存于片内RAM得 30H~39H单元中。采样完10次后停止。
C语言数据采集串行A/D转换参考程序: #include<reg51、h> //包含单片机特殊功能寄存器得头文件 #define uchar unsigned char //定义uchar为无符号字符数据类型 static uchar data x[10]; //定义10个单元得数组,存放结果 sbit CS=P3^4; //将CS位定义为P3、4引脚 sbit CLK=P1^0; //将CLK位定义为P1、0引脚 sbit DIO=P1^1; //将DIO位定义为P1、1引脚 unsigned char A_D() //A_D转换函数。功能:将模拟信号转换成数字信号

模拟量的实现原理有哪些

模拟量的实现原理有哪些模拟量的实现原理有以下几种：1. 电阻分压法：电阻分压法是一种常见的模拟量实现方法，它通过调整不同电阻的连接方式，使电流或电压在不同电阻间产生不同的分压，从而实现模拟量的传输。

当电流通过电阻分压电路时，根据欧姆定律，电流在电阻上产生的电压与电阻的比例成正比。

通过改变电阻的取值和连接方式，可以实现不同范围和精度的模拟量传输。

2. 电流环路法：电流环路法是一种基于电流传输的模拟量实现方法，它利用电流的大小和方向来表示模拟量。

通常使用一个电流环路作为传输介质，通过改变输入电流的大小和方向，来实现模拟量的控制和传输。

电流环路法的优点是传输距离远，抗干扰能力强，适用于工业自动化领域。

3. 电压-电流转换法：电压-电流转换法是一种常用的模拟量实现方法，它通过电阻、电容、二极管等元件的组合，将输入的电压信号转换为相应的电流信号。

通过改变电阻、电容或二极管的参数，可以实现不同范围和精度的模拟量传输。

4. 数字-模拟转换器（DAC）：数字-模拟转换器是将数字信号转换为模拟信号的装置，它是模拟量实现的重要组成部分。

DAC通过将数字信号转换为模拟电压或电流输出，实现模拟量的传输。

基本原理是将二进制数字信号转换为相应的模拟电压或电流输出，输出的电压或电流与输入的数字信号成正比。

5. 模拟-数字转换器（ADC）：模拟-数字转换器是将模拟信号转换为数字信号的装置，它用于将传感器等模拟量输入转换为数字信号进行处理。

ADC通常包括采样、量化和编码等环节，通过将模拟信号的幅值转换为数字形式的数据，实现模拟量的数字化。

以上是一些常见的模拟量实现原理，每种原理都有适用于不同应用场景的优缺点。

模拟量的实现原理多种多样，工程师可以根据具体的需求和条件选择合适的实现方法，实现模拟量的传输和控制。

模拟量输入输出系统原理(共8张PPT)

电压形成
二
次
侧
电压形成
来
ALF ALF
多
S/H
路
转换
A/D
开
S/H
关
重庆电力高第等3页，专共8科页。学校
变电站综合自动化
EDCS-7000型（6U）模拟量输入板
电压、电流变换器
重庆电力高第等4页，专共8科页。学校
变电站综合自动化
模拟量输入/输出系统原理
采样保持（S/H）电路
模拟量输入/输出系统原理
重庆电力高第等8页，专共8科页。学校
模拟量输入/输出系统原理模数转换的基本原理框图
模数转换的基本原理框图 EDCS-7000型（6U）模拟量输入板
出不变。
模拟量输入/输出系统原理
是在一个极短的时间内测量模拟输入量在该时刻的瞬时值，并在模拟一数字转换器进行转换的期间内保持其输出不变。
是在一个极短的时间内测量模拟输入量在该时刻的瞬时值，并在模拟一数字转换器进行转换的期间内保持其输出不变。
重庆电力高第等5页，专共8科页。学理
采样保持（S/H）电路
重庆电力高第等6页，专共8科页。学校
变电站综合自动化
模拟量输入/输出系统原理
模数转换的基本原理框图
重庆电力高第等7页，专共8科页。学校
变电站综合自动化
模拟量输入/输出系统原理三位转换器的二分搜索法示意图
模拟量输入/输出系统原理
第1页，共8页。
变电站综合自动化
模拟量输入/输出系统原理
模拟量输入/输出系统组成部分
电
压形成回路
模拟
滤
波
回路
采样保持 (S/H)
多
路转

PLC调试中如何处理模拟量输入输出问题

PLC调试中如何处理模拟量输入输出问题在PLC调试中，处理模拟量输入输出问题是一个重要的技巧。

模拟量输入输出在工业控制领域中起着至关重要的作用，它们可以帮助我们获取和控制温度、压力、流量等模拟信号。

然而，由于各种因素的干扰，模拟量输入输出问题常常会导致系统不稳定或运行异常。

本文将探讨如何处理PLC调试中的模拟量输入输出问题。

第一，了解PLC模拟量输入输出模块的工作原理。

PLC通常配备有模拟量输入模块和模拟量输出模块，它们通过模拟量信号进行数据的输入和输出。

模拟量输入模块用于将模拟信号转换为数字信号，并输入给PLC处理；模拟量输出模块则将PLC输出的数字信号转换为模拟信号，控制外部设备。

了解模块的工作原理，可以帮助我们更好地理解问题所在。

接下来，应注意信号质量的检测和保证。

模拟量信号的质量直接影响着PLC的稳定性和准确性。

因此，在调试过程中应该确保信号的稳定性和准确性。

我们可以使用示波器或者多用途测试仪等工具来检测信号的波形和幅度，确保其在合理范围内。

此外，还要注意信号的干扰问题，如电磁干扰、信号线路的接地问题等，可以通过合理布线和屏蔽措施来减少干扰。

另外，校准和调整模拟量输入输出模块也是必不可少的步骤。

在调试前，我们应对模块进行校准和调整。

对于模拟量输入模块，可以通过校准来确保模块对模拟信号转换的准确性；对于模拟量输出模块，可以通过调整来确保PLC输出的数字信号能够精确控制外部设备。

对于不同的模块，校准和调整的方法和步骤可能会有所不同，我们可以参考相关的技术手册或联系供应商来获取具体步骤。

此外，合理配置采样频率和分辨率也是处理模拟量输入输出问题的关键。

采样频率指的是PLC对模拟信号进行采样的频率，分辨率指的是PLC将模拟信号转换为数字信号的精度。

在调试中，应根据具体的应用需求来合理配置采样频率和分辨率。

如果采样频率过低或者分辨率过低，可能会导致数据丢失或者精度不高；如果采样频率过高或者分辨率过高，可能会增加系统的负荷和成本。

模拟量的输入输出讲解

工作时序
ADDA ～ ADDC
①
地锁址存② ALE/START
③ 启动
EOC
④
OE
转换时间
⑤
D0 ～ D7
3232
ADC0809的工作过程
根据时序图，ADC0809的工作过程如下：
① 把通道地址送到ADDA～ADDC上，选择模拟输入；
② 在通道地址信号有效期间，ALE上的上升沿将该地址锁存到内部地址锁存器；
/WR2=0、/XFER=0 优点：数据接收与D/A转换可异步进行；
可实现多个DAC同步转换输出——
分时写入、同步转换
8 12
VREF IOUT2
11
IOUT1
9 Rfb
3 AGND(模拟地) 20 VCC(+5V或+15V） 10 DGND（数字地）
1616
1717
输入 D0 数据 D7
5V/255=19.6mV 量化误差: 用数字（离散）量表示连续量时，由
于数字量字长有限而无法精确地表示连续量所造成的误差。(字长越长，精度越高)
2727
主要技术指标（续）
绝对量化误差 = 量化间隔/2 = (满量程电压/(2n1))/2 相对量化误差 = 1/2 * 1/量化电平数目 * 100%
D0 ～ D7
写输入寄存器
CS
WR1 ILE（高电平）
写DAC
WR2
寄存器 XFER
（模拟输出电流变化）
1414
工作方式
单缓冲方式
使输入锁存器或 DAC寄存器二者之一处于直通。
CPU只需一次写入即开始转换。控制比较简单。
输入 D0 数据 D7

模拟量输入、输出通道

在能源管理系统中，模拟量输入/输出通道用于监测和控制各种能源设备的运行状态，如电力、燃气等，实现能源的优化利用和节能减排。
医疗设备
在医疗设备中，模拟量输入/输出通道用于监测患者的生理参数和实现设备的控制，如监护仪、呼吸机等。
模拟量输入/输出通道的重要性
80%
提高设备的控制精度
模拟量输入/输出通道能够实时、准确地反映输入信号的变化，从而提高设备的控制精度和稳定性。
模拟量输入通道的参数与性能指标
01
02
03
04
分辨率
分辨率是指模拟量输入通道能够识别的最小电压或电流值，通常以位数或比特数表示。高分辨率的模拟量输入通道能够提供更精确的测量结果。
线性度
线性度是指模拟量输入通道的输入与输出之间的线性关系。理想的线性度应该是100%，但实际中的线性度可能会受到多种因素的影响而有所偏差。
根据接口类型，正确连接信号线，避免信号干扰或数据传输不稳定。
接地处理
为了减少电磁干扰和保护设备，应确保良好的接地措施。
接口保护
在接口电路中加入适当的保护元件，如瞬态抑制二极管、滤波电容等，以防止过压、过流等异常情况对接口造成损坏。
05
模拟量输入/输出通道的调试与校准
调试步骤与注意事项
检查硬件连接
采样速率
精度
采样速率是指模拟量输入通道每秒钟能够采样的次数，通常以赫兹（Hz）或千赫兹（kHz）表示。高采样速率的模拟量输入通道能够提供更准确的实时响应。
精度是指模拟量输入通道的实际输出值与理论输出值之间的最大偏差。精度越高，表示模拟量输入通道的误差越小，测量结果越准确。
03
模拟量输出通道
精度

变电站模拟量输入输出原理 (10)

模拟量输出通道结构框图
由于D/A需要一定时间，在转换期间，输入待转换的数字量应保持不变，而数据在总线上稳定的时间很短，因此必须用锁存器来保持数据量的稳定。
比较器
/ 数字量输出
电压第一次预测第三次预测第四次预测
第二次预测
1000 0100 0110 0101 终值时序及控制逻辑 ( )原理框图 0 ( )逐次逼近过程
逐次逼近型A/D转换器的工作原理
模拟量输出通道
（一）模拟量输出电路组成
总线工业生产过程放大驱动 / 转换器锁存器输出接口

2
总线变换器电压形成回路低通滤波采样保持电压形成回路低通滤波采样保持多路转换开关
/
存储器
Hale Waihona Puke 模拟量输入通道结构图3
（一）电压形成回路来自TA、TV的电流或电压量不适应模数变换器的范围，故需要进行变换。
电压互感器隔离与电平转换
4
电压形成电路作用： ⑴起电量变换 ⑵将一次设备的TA、TV的二次回路与微机A/D转换系统完全隔离，提高抗干扰能力。
（二）、低通滤波
电力系统在故障的暂态期间，电压和电流含有较高的频率，需在采用之前将最高频率分量限制在一定的频带内，以降低采样频率fs,这样一方面降低了对硬件的速度要求，另一方面对所需要的最高频率信号的采样不至于发生失真。
（三）、采样保持电路

一个随时间连续变化的物理量f(t)，经过采样后，得到一系列的脉冲序列f*(t)，它是离散的信号，被称为采样信号，。根据香农（Shannon）定理：如果随时间变化的模拟信号（包括噪声干扰在内）的最高频率为fmax，只要按照采样频率 f≥2fmax进行采样，那么所给出的样品系列就足以代表（或恢复）f(t)了，实际应用中常采用f≥(5-10)fmax。

7.4 模拟量的输入输出

模/数(A/D)转换器 (A/D)转换器
一、A/D转换器一、A/D转换器
将连续变化的模拟信号转换为数字信号，以便于计算机进行处理。
1、主要技术指标
1）精度：在A/D转换时，模拟量和数字量之间并不是一一对应的，一般是某个范围的模拟量对应一个数字量，因此，转换精度是指A/D转换器的实际输出数字量与理论输出值接近程度。是由各种因素引起的误差共同决定，误差包括：量化误差、非线性误差、其他误差。 2）转换时间：完成一次AD转换所需要的时间，即从发出启动转换命令信号到转换结束信号有效时间的时间间隔。 3）输入的动态范围；即量程，是指能转换的模拟输入电压的变化范围。分为单极性和双极性两种。
2、A/D转换器的工作原理
实现A/D转换的方法很多，基本转换原理可归纳为比较比较和比较计算两个过程，根据转换方法，A/D转换器分为两大类：计算 1）直接比较型：将被转换的模拟输入信号直接与一个特定的基准源进行比较后得到数字量，如计数式和逐次逼近式。 2）间接比较型：输入的模拟信号不直接与基准源比较，而是将其转换为中间物理量，如时间、频率等，再转换为数字量，如双积分式A/D转换。
～
～
1）首先CPU发出3位通道地址信号ADDC、ADDB、ADDA； 2）在通道地址信号有效期间，使ALE引脚上产生一个由低到高的电平变化，即脉冲上跳沿，它将输入的3位通道地址锁存到内部地址锁存器； 3）给START引脚加上一个由高到低变化的电平，启动A/D转换； 4）变换开始后，EOC引脚呈现低电平，一旦变换结束，EOC 又重新变为高电平； 5） CPU在检测到EOC变高后，输出一个正脉冲到OE端，将转换结果取走。
2）单缓冲方式：就是使DAC0832内部的两个寄存器中，一个处于直通方式，另一个处于锁存方式，输入数据只经过一级缓冲器就送入D/A转换器，被转换为模拟量。一般情况下是将 WR2 和 XFER 接地，使得DAC寄存器处于直通方式，只需执行一次写操作，就可完成D/A转换。 3）双缓冲方式：是使输入寄存器和DAC寄存器均处于锁存状态，数据要经过两级锁存后再送入D/A转换器，即要经过两次写操作才能完成一次D/A转换。将数据写入输入寄存器；将输入寄存器的内容写入DAC寄存器。

plc模拟量模块工作原理

plc模拟量模块工作原理
PLC模拟量模块工作原理
PLC模拟量模块是一种用于获取、改变或测量模拟量信号的模块。

它们具有输入量和输出量两个部分，可以实现与内部信号的相互联系。

模拟量模块的输入量可以通过不同类型的接口（比如标准接口，模拟调节器，磁阻式开关，接收机等）接收电流或电压，以及其他形式的外部信号，比如温度传感器、传感器等。

一般来说，输入量的格式有：电流、电压、编码器、模拟量、数字和其他格式，根据不同的格式，可以将输入量转换成PLC能够识别的格式。

模拟量模块的输出量主要是交叉点继电器（XR），它可以将模拟
量改变成PLC能够识别的格式，从而控制外部设备的运行。

PLC模拟量模块的采样和滤波也是一个重要部分。

它可以帮助模块过滤掉杂散的信号，并把输入信号降低到接受阈值以下。

模块的采样和滤波功能也可以帮助模块过滤掉外界干扰，从而确保获取的信号的精度和稳定性。

此外，PLC模拟量模块还可以采用不同的参数设置，比如增益、阻尼等。

可以根据不同信号的特性调整参数，以获取最佳的结果。

总的来说，PLC模拟量模块可以与不同类型的外部信号连接，通过采样和滤波技术，可以将输入信号转换为PLC能够识别的格式，进而控制外部设备的运行状态，是一种非常有用的模块。

- 1 -。

PLC的输入输出模块介绍

PLC的输入输出模块介绍PLC（可编程逻辑控制器）是一种常用于工业自动化领域的控制设备，其输入输出模块是PLC中至关重要的组成部分。

本文将介绍PLC 的输入输出模块的基本原理、分类以及应用。

一、输入输出模块的基本原理PLC的输入输出模块主要用于将外部传感器、执行机构等与PLC主控单元之间的相互作用进行转换和传递。

它们的基本原理是通过检测输入信号的状态变化，然后将其转换成数字信号，再通过输出接口控制执行机构的工作状态。

输入模块的作用是将外部传感器或信号源的模拟信号转换成数字信号，供PLC主控单元进行逻辑运算和处理。

常见的输入模块包括开关量输入模块、模拟量输入模块等。

开关量输入模块通常通过检测传感器或开关的状态变化，将其转化为数字信号，以表示某种状态的开与关。

而模拟量输入模块则负责将模拟信号（如温度、压力等）转换为数字量，以便PLC主控单元对其进行精确测量和处理。

输出模块的作用是将PLC主控单元经过逻辑运算和处理后的数字信号转换为相应的控制信号，然后通过输出接口控制执行机构的工作状态。

输出模块同样分为开关量输出模块和模拟量输出模块。

开关量输出模块可控制开关、继电器等执行机构的开与关状态，以实现特定的控制操作。

而模拟量输出模块则用于控制执行机构的模拟量输出，如电机的转速、阀门的开度等。

二、输入输出模块的分类根据不同的功能和特点，输入输出模块可以分为以下几类：1. 开关量输入输出模块：主要用于检测和控制开关量信号，如传感器、按钮、限位开关等。

它们通常具有高速、高稳定性和抗干扰能力强的特点，适用于对控制信号要求较高的场合。

2. 模拟量输入输出模块：主要用于检测和控制模拟量信号，如温度、压力、流量等。

它们可以将模拟量信号转换为数字量，并具备较高的精度和灵活性，适用于对精确测量和控制要求较高的场合。

3. 专用输入输出模块：根据不同的应用领域和需求，PLC也提供了一些专用的输入输出模块，如高速计数器、脉冲输出模块等。

单片机的模拟量输入输出

温度控制
根据设定的温度值和当前温度值，单片机通过模拟量输出调节加热元件的功率，实现温度的控制。
温度报警
当温度超过设定的安全范围时，单片机通过模拟量输出驱动报警器，发出报警信号。
案例三：智能家居系统
01
灯光亮度调节
通过模拟量输入，单片机可以接收来自用户控制面板的亮度设定值，通
过模拟量输出调节灯光驱动器的输入电压或电流，实现灯光亮度的调节。
流量控制
通过模拟量输入输出，单片机可以检测流量传感器的流量信号，并根据设定的流量值调节泵或阀门的开度，实现流量的控制。
液位控制
通过模拟量输入输出，单片机可以检测液位传感器的液位信号，并根据设定的液位值调节进出水阀门的开度，实现液位的控制。
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掌握模拟量输入输出原理了解模拟量输入输出的基本原理，包括AD转换、DA转换等，是实现模拟量输入输出编程的基础。
合理使用中断单片机的中断功能可以实现实时处理和多任务并发执行，合理使用中断可以提高程序的效率和响应速度。
编程实例解析
模拟量输入实例
以ADC（模数转换器）为例，可以通过编写程序将模拟信号转换为数字信号，实现模拟量的输入。具体实现方法包括选择合适的ADC通道、配置相关寄存器、编写AD转换函数等。
模拟量输入输出在单片机中的应用
传感器数据采集
单片机通过模拟量输入接口采集各种传感器的输出信号，如温度传感器、压力传感器等。
控制系统
单片机通过模拟量输出接口控制外部设备的运行，如电机、灯光等。
信号调理
单片机在模拟量输入输出过程中，可能需要进行信号的放大、滤波、线性化等调理操作，以确保信号的准确性和稳定性。

模拟量输入输出通道dq

DQ通道与AO通道的比较
信号类型
AO通道通常用于输出模拟信号，如控制阀门、电机等，而 DQ通道则主要用于数字信号的输入输出。
数据处理
AO通道输出的模拟信号需要经过数模转换器（DAC）从数字信号转换为模拟信号后输出，而DQ通道则直接处理数字信号。
应用场景
AO通道广泛应用于过程控制、执行器驱动等领域，而DQ 通道则多用于数据通讯、逻辑控制等领域。
表示输出模拟信号的精度，通常以位数（bit）表示。
表示输出模拟信号与输入数字信号之间的线性关系，越接近1表示线性度越高。
输出范围
输出阻抗
表示输出模拟信号的最大值和最小值，根据不同设备需求而定。
表示输出模拟信号的电阻值，影响驱动能力和负载匹配。
05
DQ通道与其他通道的比较
DQ通道与AI通道的比较
高精度化趋势
随着工业自动化水平的提高，对模拟量输入输出通道的精度要求也越来越高。高精度通道能够提供更准确的测量结果，更好地满足生产需求。
智能化趋势
随着物联网和人工智能技术的发展，模拟量输入输出通道正逐渐向智能化方向发展。智能化的通道能够自主完成数据采集、处理、分析和决策，为工业自动化提供更强大的支持。
噪声抑制
通过滤波器或数字信号处理技术减小噪声干扰。
模拟量输入通道的参数
分辨率
表示A/D转换器能够分辨的最小电压或电流变化量。
采样速率
表示A/D转换器每秒能够完成的采样次数。
线性度
表示A/D转换器输出与输入之间的线性关系。
精度
表示A/D转换器的误差范围，通常以百分比表示。
04
模拟量输出通道
模拟量输出通道的种类
模拟量输出通道的原理

单片机实训模拟量输入输出设计与实现

单片机具有强大的控制功能，广泛应用于智能仪表、工业自动化、智能家居等领域。
单片机可以通过编程实现各种数字和模拟信号的处理和控制，具有灵活性和可编程性。
单片机的应用领域
智能仪表
01
单片机可以用于实现各种仪表的智能化，如温度计、压力计、
流量计等。
工业自动化
02
单片机可以用于控制各种工业设备的运行，如电机、阀门、灯
光等。
智能家居
03
单片机可以用于实现家居智能化，如智能照明、智能安防、智
能家电等。
单片机的发展历程
单片机的起源
单片机的发展可以追溯到20世纪70年代，当时出现了一些简单的集成电路芯片，集成了少量的逻辑门电路，可以用于简单的控制和计算。
8位单片机的普及
8位单片机是目前应用最广泛的单片机类型，它们具有丰富的外设接口和强大的计算能力，可以满足各种应用需求。
02 03
单片机
对数字信号进行处理和控制。
显示模块
将液位值实时显示出来，并设定液位上下限，当液位超过或低于设定值时，触发报警。
05
04
执行机构
根据单片机输出的控制信号，驱动电动阀或水泵等执行机构，调节液位高度。
06 总结与展望
单片机在模拟量输入输出方面的优势与局限性
低成本
单片机价格相对较低，适合于需要大量使用模拟量输入输出功能的项目。
根据单片机型号和需求，设计合适的输出驱动电路，包括功率放大、信号调制等部分。
数字模拟转换
利用DAC（数模转换器）将数字信号转换为模拟信号，满足输出信号的精度和稳定性要求。
输出控制与调节
将转换后的模拟信号进行控制和调节，实现与外部设备的通信和控制。

模拟量模块工作原理

模拟量模块工作原理
模拟量模块是一种电子器件，用于将模拟信号转换为数字信号。

它通常由模拟输入端口、模数转换器和数字输出端口组成。

模拟量模块首先接收模拟信号通过模拟输入端口。

模拟信号可以是电压、电流或其他连续变化的物理量。

该模块会将输入信号进行放大、滤波等处理，以确保输入信号的稳定性和准确性。

然后，模拟量模块会使用模数转换器将模拟信号转换为数字信号。

模数转换器使用采样和量化技术，以一定的时间间隔对模拟信号进行采样，并将采样值转换成相应的数字表示。

转换后的数字信号可以更方便地进行数字信号处理或传输。

最后，模拟量模块将转换后的数字信号通过数字输出端口输出。

这样，其他数字设备可以接收和处理这个数字信号，而不需要重新进行模拟信号的转换。

总体来说，模拟量模块的工作原理主要包括模拟输入信号的采集和处理、模拟信号到数字信号的转换、以及数字信号的输出。

通过这些过程，模拟量模块能够实现模拟信号的数字化和传输，以满足不同应用领域对信号处理和控制的需求。

第9章 PLC的模拟量输入与输出

第5路输入经A/D转换后的数字量（二进制数）
第6路输入经A/D转换后的数字量（二进制数）
• 上电之前必须设置好单元号
• 单元号与CIO区、 DM区通道有对应关系
绪论EXIT
单元号与CIO区、DM区通道的对应关系
开关设置单元号 CIO起始通道号n CIO区通道范围 DM起始通道号m
DM区通道范围
00
0#
01
1#
02
பைடு நூலகம்2#
03
3#
2000 2010 2020 2030
CIO2000～2009 CIO2010～2019 CIO2020～2029 CIO2030～2039
分辨率1/4000 (分辨率1/8000)
绪论EXIT
模拟量输入值
0～10V
模拟量输入电流与A/D转换后的数字量之间的关系
数字量输出值
分辨率1/4000 (分辨率1/8000)
绪论EXIT
模拟量输入值
1-5V/4-20mA
（二）模拟量输入模块应用举例
• 某检测仪表的输出信号为4～20mA模拟量电流信号
• 输入类型开关在模块
输入2 输入1
前面板接线端子下面
• 开关置于“ON”则该
输入4 输入3
路为电流信号输入
• 开关置于“OFF”则
输入6
输入5
该路为电压信号输入
输入8 • 本例应将输入1对应
输入7
的开关置于“ON”
绪论EXIT
单元号开关的设置
单元号设置开关
• 单元号在00～95范围内设置，但不能与其他特殊模块的单元号重复
• 接到CJ1W-AD081-V1模拟量输入模块的第1路

两种最常用的PLC输入输出方式：开关量和模拟量

两种最常用的PCL输入输出方式：开关量和模拟量开关量和模拟量是大家学习PLC初期使用最多的两种输入输出方式。

什么是开关量？什么是模拟量？这个问题必须弄清楚。

图1是一个典型能输出开关量信号的器件。

压力高时C和B两个触点闭合接通，输出压力高信号，压力低时C和A两个触点闭合接通输出压力低信号。

有了这样的信号就实现把就地的压力信号，远传到远处的电气控制柜去参与自动远程控制了，其中C和B是一个开关量，C和A也是一个开关量。

所以一个开关触点就是一个开关量，它的特性是同一时刻要么接通要么断开。

接通就是1，代表有有信号，断开就是0，代表没有信号。

这就是所谓的开关量信号。

压力表虽然能把压力信号传到远处，但它传输的只是有无压力这样的信号，无法知道实时压力值到底是多少。

图2中的器件叫压力变送器。

压力变送器的内部就是一块电路板，电路板连接着一个压力传感器F。

它的工作原理是压力传感器F把检测到的压力传到电路板的C，检测信号进入电路板后，通过电路板的转换与计算，把这个压力信号转换成一个电流信号由A和B这两个点输出。

图中右边就是转换过程的示意图，它可以把一个0-10kpa的压力信号转换成一个4-20mA的电流信号，由A和B这两个点输出。

这时我们就说A和B这两个点输出的就是一个模拟量信号。

模拟量信号的特点是它的值是在一个数值范围内是连续可变的。

下面看一下模拟量信号是如何进行远距传输的。

我们管道上安装一块量程为0-10kpa的压力变送器，电源正极接压力变送器的B点，负极串联一块万用表到压力变送器的A点，并将万用表打到电流档。

当压力变送器C点的压力是5kpa时，万用表的的电流读数是12mA。

正好是4-20mA的电流信号的中间值，而5kpa也正好是0-10kpa压力值的中间值。

当压力变送器C点的压力是10kpa时，万用表的的电流读数正好是20mA。

这样0-10kpa压力值就对应了4-20mA的电流信号值，我们只要在远方通过一个接受设备把这个4-20mA的电流信号值提取出来，再通过一定的计算，就能知道就地的压力值是多少了。

模拟量输入输出模块的工作原理

模拟量输入输出模块的工作原理嘿，朋友们！今天咱来唠唠模拟量输入输出模块的工作原理。

你可以把这个模拟量输入输出模块想象成一个神奇的“翻译官”。

咱生活中的很多物理量，像温度啦、压力啦、流量啦等等，它们就像各种不同语言的信息。

而这个“翻译官”呢，就能把这些“外语”给翻译成计算机能懂的“数字语言”，这就是输入的过程。

比如说，温度传感器检测到了当前的温度，然后把这个温度信息传递给模拟量输入模块。

它就像一个超厉害的接收员，稳稳地接住这些信息，再经过一系列的处理和转换，把温度变成了计算机能识别和处理的数字信号。

这多牛啊！那输出呢，也很好理解呀。

计算机处理完数据后，要让一些设备按照它的指令来行动，这时候模拟量输出模块就登场啦！它就像是一个传达命令的使者，把计算机发出的数字信号又给转换成实际的物理量，比如控制电机的转速啦、调节阀门的开度啦等等。

你想想看，要是没有这个“翻译官”，计算机和那些物理设备怎么沟通呀？那不就乱套啦！就好比两个人，一个只会说中文，一个只会说英文，没有翻译的话，根本没法交流嘛！再打个比方，模拟量输入输出模块就像是一座桥梁，连接着数字世界和现实世界。

它让这两个世界能够相互理解、相互配合。

而且哦，这个模块工作起来可认真啦，一点都不马虎。

它得保证信息的准确传递，不能有一点差错，不然整个系统可能就会出问题哦。

就像我们说话一样，得把意思表达清楚，不能含含糊糊的。

在很多自动化控制系统中，模拟量输入输出模块可都是不可或缺的重要角色呢！它默默地工作着，为我们的生活带来了很多便利。

比如工厂里的自动化生产啦，智能家居里的各种智能控制啦，都有它的功劳呢！所以啊，可别小看了这个小小的模拟量输入输出模块，它虽然不显眼，但却发挥着大大的作用呢！它就像一个幕后英雄，一直在为我们的生活默默奉献着。

你说是不是很厉害呀？反正我觉得是超厉害的！原创不易，请尊重原创，谢谢!。

什么是模拟量,工作原理是什么,有什么特点

什么是模拟量，工作原理是什么，有什么特点
什么是模拟量在时间上或数值上都是连续的物理量称为模拟量。表示模拟量的信号叫做模拟信号。把工作在模拟信号下的电子电路叫模拟电路。如生活常见的：电压、电流、压力、速度、流量、信号量等；
模拟信号是幅度随时间连续变化的信号，通常电压信号为 0~10V，电流信号为 4~20mA，可以用 PLC 的模拟量模块进行数据采集，其经过抽样和量化后可以转换为数字量。
A0 模拟量输出（AO 是 DCS 输出控制过程，以 40HZ 为例，通过远程 DCS 控制，认为给定参数值：40HZ， DCS 同样发出一个对应的模拟量电流值，在 4-20mA 范围内（20mA 对应 50HZ），信号传入到变频器的控制器，变频器按照要求运行在 40HZ。
说到模拟量，就不得不提 AI 和 AO，下面就来讲解下 AI 和 AO。 AI 模拟量输入（即 4-20mA 或 0-10V 的电流或电压信号，输入到 DCS 中，经过变换，还原出原来的值）
比如电流值到 DCS 中显示出来；电流互感器二次值（5A）经过电流变送器转换成 4-20mA 信号（5A 对应 20mA）,输入到 DCS 机柜，经过转换，在 DCS 中显示实际的电流值。
为什么都把模拟量信号转换成 4-20mA 的电流信号，而不是 0-20mA 的电流信号或 0-10V 的电压信号？（1）0-10V 的电压信号容易受到外界的电磁干扰，特别是电缆长度很长时干扰更明显。（2）用 0-20mA 的电流信号的话，就无法判断在电流信号是 0mA 时，到底是电缆断线引起的故障 0mA，还是压力本身就是 0kpa 而输出的正常的 0mA。