数字量的输入输出控制方式.
YC1008数字量输入输出模块使用说明书V1.0
YC1008数字量输入输出模块使用说明书V1.0目录一．模块介绍二．技术参数三．模块的型号四．模块尺寸、模块引脚定义、隔离特性五．模块使用说明六．通讯协议七．模块的MODBUS-RTU协议功能码与数据对应表版本记录：V1.0 2011-11-20 版本创建一．模块介绍YC1008数字量输入输出模块广泛应用于工业控制系统，具有广泛的使用意义。
YC1008模块的主要特点如下：1. YC1008系列模块通过隔离变压器和隔离光耦实现了供电电路、数字量输入、数字量输出、通讯电路的相互隔离，模块具有很强的稳定性和抗干扰能力。
2.单电源供电，隔离在模块内部通过隔离变压器和隔离光耦实现，隔离电压2500V。
3. YC1008系列模块实现8路数字量的输入和8路数字量的输出功能。
4. 通讯接口为RS485或232，通讯波特率等参数可配置，通讯协议为MODBUS-RTU。
二．技术参数供电电源1. 供电电压：DC12V或DC24V，电源反接保护。
2. 电流消耗：<35mA+继电器功耗。
数字量输入1. 共有8个数字量输入通道，可以接收多种输入信号：无源开关信号(逻辑0表示断开，逻辑1表示闭合)；输入信号可以接集电极开漏(OC)输出信号、接近开关信号；输入信号也可以是有源信号(逻辑0表示3~35V，逻辑1表示0~0.5V表示闭合)。
2. 内部采用隔离变压器和隔离光耦实现了输入信号和电源的隔离，隔离电压2500V。
数字量输出1.8路数字量输出信号。
2.数字量输出通过继电器(常开触点)或集电极开漏输出(OC)两种方式实现。
3.该模块配有两种继电器输出：1) 继电器触点负载容量10A/277V AC；2) 继电器触点负载容量30A/240V AC。
4.继电器输出部分采用大电流铺铜设计，有利于大电流正常通过继电器。
5. 继电器触点负载容量30A/240V AC的相应端子选用管脚间距更大的端子，有利于提高高电压应用的安全性。
综合技术参数1. 通讯接口：RS485或RS232，通讯接口采用防雷和抗干扰设计，通讯接口光电隔离，隔离3000VDC。
中国标准动车组网络控制系统分析
中国标准动车组网络控制系统分析发表时间：2019-05-27T16:58:56.150Z 来源：《工程管理前沿》2019年第03期作者：温峥[导读] 随着我国铁路交通的迅速发展，基于列车通信网络TCN(Train Communication Network)的网络控制系统代替了原有传统的微机集中式控制方式，在高速列车上得到了广泛应用。
列车通信网络是现代列车的关键技术之一，是影响列车安全、可靠运行及其旅客舒适性非常重要的因素。
中车唐山机车车辆有限公司河北唐山 064000摘要：随着我国铁路交通的迅速发展，基于列车通信网络TCN(Train Communication Network)的网络控制系统代替了原有传统的微机集中式控制方式，在高速列车上得到了广泛应用。
列车通信网络是现代列车的关键技术之一，是影响列车安全、可靠运行及其旅客舒适性非常重要的因素。
列车通信网络是一种面向控制、连接车载设备的数据通信系统，是分布式列车控制系统的核心，其集列车控制系统、故障检测与诊断系统以及旅客信息服务系统于一体，以车载微机为主要技术手段，并通过网络实现列车各个系统之间的信息交换，实现列车控制系统的智能化、网络化与信息化。
中国标准动车组列车网络控制系统的列车总线采用WTB总线和ETB以太网骨干网，车辆总线采用MVB总线和ECN以太网编组网。
本文对中国标准动车组的网络控制系统进行了介绍，阐述了该动车组网络控制系统的拓扑结构，对列车总线WTB和车辆总线MVB进行了分析，介绍了网络控制系统的相关设备及各自功能。
关键字：MVB WTB TCN网络中国标准动车组前言：高速动车组列车为保证旅客乘车的安全与舒适，需对机车和车辆的各种设备进行可靠地控制、监测和诊断。
随着现场总线技术的发展，这种过程控制已从集中型的直接控制系统发展成为基于网络的分布式控制系统。
为实现车载数据通信的国际标准化，国际电工技术委员会IEC于1999年通过了一项列车通信网络专用标准TCN（IEC-61375-1）。
TD400控制仪表说明书
本仪表使用的输出端口为：Q0.0-Q1.1端口的定义如下：
Q0.0：变频器启动；Q0.1：变频器故障复位；Q0.2：低压控制；
Q0.3：振打；Q0.4：仪表备妥；Q0.5：仪表运行；Q0.6：动力故障；Q0.7：报警停机
三.系统状态说明：
本：仪表的启停由面板按键控制。远：仪表的启停由上位机或端子控制。启：仪表处于启动延时。延：仪表处于停机延时
综上所述可归纳为下列步骤（K系数）：无K系数---任何时候都没有瞬显量。有K系数---再分别检查静态和动态有没有瞬显量。（1）静态：放大器（数字AD输入模块）无输出---荷重传感器或放大器（数字AD输入模块）故障。（2）静态有瞬显量动态没有瞬显量：测速传感器故障。恒速秤时按照调速秤的静态方式检查即可。
七.清累计：
无论在停机状态还是运行状态都可以通过[▲]、 [▼] 键将显示切换到“清累计班次”画面，输入所清累计的班次(1:一班累计；2：二班累计；3：三班累计；11:班总累计；24：总累计)与密码（密码是6）（按[ENTER]键，可改写位有闪烁，通过[▲]、[▼]输入班次与密码，按[ENTER]确认），按[F3]键，累计被清除。
九.常见故障及处理：
1.瞬显量显示为零时：调速秤瞬显量有两种意义：静态时只与荷重信号和K系数有关，动态时等于荷重信号、K系数及速度信号的乘积，所以，首先要保证K系数不能等于零，其次再分别看静态、动态有没有显示，静态时瞬显量正常而动态显示为零，需要检查速度传感器及其与仪表的信号线。若静态没有瞬显量，则要检查放大器（或者数字AD输入模块）、传感器是否输出正常及放大器（或者数字AD输入模块）与仪表的信号线是否断路。。
八.报警故障处理：
仪表如果报警停机，必须先把引起报警的外在原因排除掉，进行故障复位处理即按[F8]故障复位键，仪表才能重新启动。
数字量的输入输出控制方式
一、输入/输出接口
2.I/O接口电路 • （1）输入设备的I/O 接口要起到三态门的作用 • 在总线结构的微机系统中,任一时刻只能有一个设备利用 总线进行数据传送,输入设备的数据线应通过三态门与系 统相连.
一、输入/输出接口
• (2)输出设备的I/O 接口要起到锁存的作用 在总线结构的微机系统中,CPU送出的数据以广播 的形式在数据线上传出.CPU要利用总线不停的传 送数据,总线上的数据变化快,如何使慢速设备有足 够的时间处理数据?
二、CPU对输入/输出数据控制 的方式
• 4、DMA传送方式 • 实现方法:某个I/O设备需要传送时,经过DMA控制器 (DMAC)发出总线请求信号,CPU响应后暂停正在执行的 当前指令,交出总线控制权,DMAC接管总线,发出要访问 的存储器的地址及读(写)控制信号,同时也对该I/O设备 的数据端口发出读(写)控制信号,使存储器和I/O设备直 接通过数据总线完成传送.DMAC还可以进行地址修改和 字节计数,在一次请求得到响应后完成一批数据的传送,然 后撤销总线请求信号,CPU收回总线控制权,继续完成被打 断的指令。 • DMA传送方式的特点: • (1)外设和内存之间,直接进行数据传送,不通过CPU,传送 效率高.适用于在内存与高速外设、或两个高速外设之间 进行大批量数据传送。 • (2)电路结构复杂,硬件开销较大。
数字量的输入输出控 制方式
一、输入/输出接口
• 1.I/O接口的作用 • （1）实现信号的交换 • 一是实现信息性质的交换，因计算机使用的是数 字信号，而又些外围设备需要提供的是模拟信号， 两者必须通过接口进行交换；二是实现传输方式 的交换，因计算机内部的信息都是以并行方式进 行传送的，而进行计算机通信时，信号常以串行 方式传送，因此，I/O接口电路必须具有把串行数 据变换成并行传送的功能。
《计算机控制技术》—教学教案
1.让学生对工业控制计算机的基本概念以及分类能有基础的认识，从根本上熟悉工业控制计算机；
2.掌握工业控制计算机的组成结构；
3.掌握工业控制计算机的主要特点；
4.了解PC总线标准规范；
5.增宽学生对专用控制器知识的了解
本章教学内容摘要：
1.工业控制计算机的主要特点及结构；
3 数字量和模拟量输入输出通道的基本组成；
4 基于实际系统的输入输出接口与通道的设计。
本章教学重点、难点及相应的教学方法、手段：
重点是数据信息的输入输出控制方式、输入输出接口设计、输入输出通道设计。；难点是模拟量输入输出通道设计。
采用电子课件进行课堂教学，实验课教学。
教学反馈（作业、测试、答疑、交流等情况）：
4.计算机控制系统的应用领域；
5.本课程的要求与安排；
6.计算机控制系统的基本构成和相应的基本功能；
7.计算机控制系统发展概况；
8.计算机控制系统的应用特点；
9.计算机控制系统的典型形式；
10．计算机控制系统的发展趋势；
本章教学重点、难点及相应的教学方法、手段：
本章节的教学重点与难点：在了解计算机控制系统知识的基础上，激发学生对计算机控制系统的学习兴趣，让学生知道如何去学习计算机控制系统，对学好本课程有足够的信心，知道应该在接下来的课程学习中如何去学习；
课程教学小结：
学生可以基本掌握本章内容，本章内容的教学将对学生掌握该课程的学习内容后熟悉未来就业方向和就业企业会有较大影响。
课程考核及教学目标达成情况:
作为课程考核的内容，以及课程认识和入门的关键部分，教学目标基本达成，学生对课程有了较深入的认识，兴趣浓厚。
教学反思（存在的主要问题）：
第四章数字量输入输出通道
（2）输出驱动电路——继电器驱动电路
图为经光耦隔离器的继电器输出驱动电路，当CPU数据线Di 输出数字“1”即高电平时，经7406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，使光敏三极管导通， 继电器线圈KA得电，动合触点闭合，从而驱动大型负荷设 备。 由于继电器线圈是电感性负载，当电路突然关断时，会出 现较高的电感性浪涌电压，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，为电感线圈提供一个电 流泄放回路。
（2）输出驱动电路——固态继电器驱动电路
交流电源
交流SSR输出波形如下图所示。
波形
过零型导 通时间
控制信号
SSR两端的 电压在导通
时为0。
非过零型 导通时间 立即导通
非过零型SSR，加上控制信号便导通
过关零断型时导间 相通同时，间在
过零时
（2）输出驱动电路——固态继电器驱动电路
在实际使用中，要特别注意固态继电器的过电流与 过电压保护以及浪涌电流的承受等工程问题，在选 用固态继电器的额定工作电流与额定工作电压时， 一般要远大于实际负载的电流与电压，而且输出驱 动电路中仍要考虑增加阻容吸收组件。具体电路与 参数请参考生产厂家有关手册。
Vc
Di 7406
RL
交
流
电
+ _
～ SSR ～
源
图 4-13固 态 继 电 器 输 出 驱 动 电 路
（2）输出驱动电路——固态继电器驱动电路
交流型SSR按控制触发方式不同又可分为过零型和移相型两 种，其中应用最广泛的是过零型。
过零型交流SSR是指当输入端加入控制信号后，需等待负载 电源电压过零时，SSR才为导通状态；而断开控制信号后， 也要等待交流电压过零时，SSR才为断开状态。 移相型交流SSR的断开条件同过零型交流SSR，但其导通条件 简单，只要加入控制信号，不管负载电流相位如何，立即导 通。
数字量输入输出-DMA控制系统
位长 16位 16位 16位 16位 16位 16位 8位 8位 8位 6位 4位
数量 4 4 4 4 1 1 1 1 1 4 1
请求寄存器
4位
1
8237寄存器的寻址
A3 A2 A1 A0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 0 1 1 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 通道号 0 1 2 3 读操作(IOR) 读当前地址寄存器 读当前字节数寄存器 读当前地址寄存器 读当前字节数寄存器 读当前地址寄存器 读当前字节数寄存器 读当前地址寄存器 读当前字节数寄存器 读状态寄存器 －－ －－ －－ －－ 读暂存寄存器 －－ －－ 写操作（IOW） 写基(当前)地址寄存器 写基(当前)字节计数寄存器 写基(当前)地址寄存器 写基(当前)字节计数寄存器 写基(当前)地址寄存器 写基(当前)字节计数寄存器 写基(当前)地址寄存器 写基(当前)字节计数寄存器 写命令寄存器 写请求寄存器 写屏蔽寄存器某一位 写模式寄存器 清除高低位触发器命令 主清除命令 清除屏蔽寄存器 写屏蔽寄存器所有位
8237的存储器到存储器的传送方式（2）
每传送一个字节要用8个S状态，前4个状态为DMA读，后4个 状态为DMA写。 通道0以当前地址寄存器内容为源地址到源存储器读出数据 送入8237内部的暂存寄存器，然后以通道1将自己的当前地 址寄存器内容放到地址总线上，发出/MEMW有效信号，把数 据从暂存寄存器中写入目的区。 每传送一个字节，源地址和目的地址都要修改(增1或减1)， 字节数减1。直至通道1的字节计数结束，产生EOP有效信号， 才停止DMA传送。也允许外部输入EOP有效信号来中止传输。
数字量输入输通道
继电器的驱动电路
驱动电路的设计要根据所用继电器线圈的吸合 电压和电流而定，一定要大于继电器的吸合电流才
能使继电器可靠地工作。
图 4-9为经光耦隔离器的继电器输出驱动电 路，当CPU数据线Di 输出数字“1”即高电平时， 经7406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，使光敏三极管导通，继电器线 圈KA得电，动合触点闭合，从而驱动大型负荷设 备。 由于继电器线圈是电感性负载，当电路突然关 断时，会出现较高的电感性浪涌电压，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， 为电感线圈提供一个电流泄放回路。
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。它们是以二进制的逻 辑“1”和“0”或电平的高和低出现的。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，阀门的打开和关 闭，仪器仪表的 BCD 码，以及脉冲信号的 计数和定时等等 。
4.1.2
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方法为例说明 光电耦合隔离电路。典型的光电耦合隔离电路有数字量同相 传递与数字量反相传递两种，如图 4-3 所示。 数字量同相传递如图4-3（a）所示，光耦的输入正端接 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 c 端通过电阻接另一个正电源，发射极 e 端直接接地，光耦输出端即从集电极c 端引出。当数 据线为低电平“0”时，发光管导通且发光，使得光敏管导通， 输出 c 端接地而获得低电平“0”；当数据线为高电平“1” 时，发光管截止不发光，则光敏管也截止使输出 c 端从 电源处获得高电平“1”。如此，完成了数字信号的同相传递。
第7章 输入输出接口技术
DMA控制器来管理，CPU可去干其他工作（但不能访
问系统总线）。
CPU
HOLD HLDA
DRQ DMA控制器 AEN IOW DACK
MEMR
AEN IOW
MEMR IOR
存储器
输出设备
图7-7 DMA传送原理示意图
通常，DMA控制器应该具备以下功能：
能向CPU发出要求控制总线的DMA请求信号DRQ；
7.1.3 I/O端口的编址方式
接口中的寄存器又叫做I/O端口，每一个端口有一个编 号，叫做端口号，又叫端口地址。数据寄存器就是数据端 口，用于对来自CPU和外设的数据起缓冲作用。状态寄存器 就是状态端口，用来存放外部设备或者接口部件本身的状 态。CPU通过对状态端口的访问和测试，可以知道外部设备 或接口本身的当前状态。控制寄存器就是控制端口，用来 存放CPU发出的控制信息，以控制接口和外部设备的动作。 也可以说，CPU与外部设备之间传送信息都是通过数据总线 写入端口或从端口中读出的，所以，CPU对外部设备的寻址， 实质上是对I/O端口的寻址。
（如标志位、其它寄存器等）和断点。在中断结束
返回时，再恢复现场和断点，继续执行原来的程序。
7.2.4 DMA控制方式 DMA（Direct Memory Access）传送方式又称为直 接存储器存取方式，实际上就是在存储器与外设间开辟 一条高速数据通道，使外设与内存之间直接交换数据。 这一数据通道是通过DMA控制器来实现的。在DMA传
第7章 基本输入/输出 接口技术
本章主要教学内容
输入输出接口技术的概念和功能
CPU与I/O接口之间传递的信息类型及I/O 端口的编址方式 CPU与外部设备之间数据传送方式的原理、 特点及应用
微型计算机控制系统课件第3章 输入输出接口及输入输出通道
除缓冲器和锁存器外，还有一类既有缓冲功能又有锁存功 能的器件，Intel公司8255A可编程并行I/O扩展接口芯片就是 这样的器件。8255A与工业控制计算机（ISA）总线的连接如 图3-5所示。8255A有三个可编程的8位输入输出端口A、B和 C，内部有一个控制寄存器。通过向控制寄存器写入控制字定 义A、B、C端口的数据传输方向（输入或输出）。图中 ATF16V8作译码器用。
数字量输入接ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ原理图
数字量输出接口原理图
输入输出接口设计
输入接口是输入通道与工业控制机总线之间的桥梁，输出接口是输出通道与工业控制机总线之间 的桥梁。下图是由缓冲器和译码器组成的数字量输入接口示例，以及锁存器和译码器组成的数字量输 出接口示例。
数字量输入接口示例
数字量输出接口示例
输入输出接口设计
S1=/A9+/A8+A7+A6+A5+A4+A3+A2 Y0=AEN+S2
输入输出接口与输入输出通道 数据信息的输入输出控制方式 数字量/模拟量输入输出通道的基本组成
基于板卡的输入输出接口与通道的设计
基于计算机通讯接口的输入输出接口与通道的 设计
数字量的输入输出控制方式
输入/ 输出接口
I/O 接口电路
从I/O 接口电路完成的工作看，CPU 和 外设间交换的信息有三类：数据信息、 状态信息和控制信息。
锁存器的作用是接收和保护来自数据总 线的数据
输入/ 输出接口
? 输入输出信息的组成
? 数据信息 ? 状态信息 ? 控制信息
输入/ 输出接口
? 输入输出信息的传送方式
出
器
设
备
outport
WD 译
数据总线
码
DB
器
inport
RD
地址
总线 AB
三
态
busy
缓
冲
器
去地址总线 DB0
? 查询式输出接口电路
数字量的输入输出控制方式
PO 准备输出数据
AWAIT 读状态端口
busy？
输出数据
D7
D0
busy
busy=1，外设忙 busy=0,外设已空
查询式输出程序流图
数字量的输入输出控制方式
（3）中断控制方式
? 能提高CPU工作效率和及时处理外设 的请求，可与多个外设同时工作。
? 中断：指CPU暂时中止其正在执行的 程序，转至执行请求中断的某个外部 设备或事件的服务、程序，待处理完 毕后再返回原来中止的程序顺序进行 （程序在执行过程中由于外界的原因 而中间打断的情况）称中断。
数字量的输入输出控制方式
数字量的输入输出 控制方式
数字量的输入输出控制方式
? 输入/ 输出接口 ? CPU对数字量输入/输出的控制方式1
数字量的输入输出控制方式
一、输入/输出接口
外部设备与 CPU交换信息必须通过输入 /输出接 口电路。输入 /输出的信息有 数据、状态和 控制 三类不同的信息，为了区别不同类型的 信息需设置不同的端口。 因此一个典型的数字量输入 /输出接口电 路必须包括 数据端口、状态端口和控制端口 , 如图 2-27 所示。
数字量输入输出-基本输入输出
IOW
例:一个输出设备的简单接口电路
D7 数据线 P ~ 锁存器 C D0 288H 总 A15 地址线 地址 线 ~ 译码 A0 0 与 0 0 非 IOW
输出设备接口电路，即硬件上保证: 只在CPU执行从288H端口输出数据时， 锁存器处于触发状态，其输出随输入变 化，而CPU执行其它指令时，锁存器均 处于锁存状态, 其输出不随输入变化， 思考：其他的指令为什么不可以？ 例：OUT 50H,AL; MOV [0288H],AL
20H 端口1 0 21H 端口2 1 8259
例:一个输入设备的简单接口电路
IO总线
D7 ~ D0
A15 ~ A0 AB
DB
三 态 缓冲器
开关 状态
地址 284H P290图5.11 译码 74LS244G1/G2 0 与 0 0 IOR 非 图中译码电路的作用： 该电路在CPU执行指令 只当A15~A0上出现284H时， MOV DX, 284H （即0000 0010 1000 0100B） IN AL, DX 输出0，其他输出1。 将输入设备的数据读入 CPU内AL中
例:一个输入设备的简单接口电路
D7 ~ D0 数据线
D0 D7 三 态 缓冲器 开关 输入
K1 : K8
I O 总 线
A15 地址线 ~ A0
IOR 执行: MOV DX, 284H IN AL, DX
地址 284H 译码 IN指令时序 0 与 0 T1 T2 T3 Tw T4 0 CLK 非
A15~A0
MOV DX, 288H IN AL, DX
输入设备接口电路，即硬件上保证: 只在CPU执行从288H端口输入数据时，三态门处于工作状态，使输 入设备的数据送上总线侧，而CPU执行其它指令时，三态门均处于 高阻状态，使输入设备的数据线与总线侧断开。 思考：其他的指令为什么不可以？ 例：IN AL, 50H; MOV AL, [0288H]
数字电路数字量输入输出课件
形状
7段码 .gfedcba
符号
形状
7段码 .gfedcba
’0’
00111111
’8’
01111111
’1’
00000110
’9’
01100111
’2’
01011011
’A’
01110111
’3’
01001111
’B’
01111100
’4’
01100110
’C’
00111001
’5’
01101101
5.2.3 总线信号与接口的连接
数据信号的连接 地址信号的连接：译码信号 控制信号的连接
例1、简单的输入接口举例
常用芯片：74LS244 应用例子：开关接口
&
≥1
≥1
+5V
例2、 简单的输出接口举例
输出端口应具备锁存器功能. 常用芯片：74LS273 74LS374(具有三态输出的锁存器) 应用例子：发光二极管接口
a b c d e f g DP
7406
反相器
74LS273
Rx8
≥1
74LS138
D0～D7
IOW#
IOR#
Y0
Y1
F0H = 0000 0000 1111 0000 F1H = 0000 0000 1111 0001
&
≥1
A7～A4
A15～A8
A3
A2
A1
A0
D0
D1
D2
查询方式传送
适用于外设并不总是准备好，而且对传送速率、传送效率要求不高的场合。 CPU在与外设交换数据前必须询问外设状态—— “你准备好没有？” 对外设的要求：应提供设备状态信息 对接口的要求：需要提供状态端口 优点：软件比较简单 缺点：CPU效率低，数据传送的实时性差，速度较慢
《微机接口技术》模拟题(一)
《微机接口技术》模拟题（一）一、（本题20分，每小题2分）选择填空：1．CPU执行OUT DX，AL指令时，的值输出到地址总线上。
A）AL寄存器B）AX寄存器C）DL寄存器D）DX寄存器2．一个I/O地址称为一个。
A）接口B）端口C）外设D）芯片3．地址译码器的输入端应接到上。
A）控制总线B）数据总线C）地址总线D）外部总线4．CPU响应可屏蔽中断请求时，其中断类型码由提供。
A）CPU内部B）中断指令C）类型码固定D）可屏蔽中断管理器5．8259工作在完全嵌套方式时，引脚的中断源优先级最高。
A）IR0 B）IR1 C）IR7 D）IR86．8255工作在方式0时，它没有功能。
A）输入缓冲B）输出锁存C）电流放大D）总线隔离7．微机系统复位时，CPU不能响应中断。
A）指令中断B）可屏蔽中断C）非屏蔽中断D）断点中断8．在定时器/计数器8253的输出端可产生波形。
A）三角波B）正弦波C）方波D）斜波9．对逐次逼近式A/D转换器，起动一次转换读入多次数字量，则读入的数字量。
A）肯定相同B）可能相同C）肯定不同D）可能不同10．微机中串口1的I/O地址范围是。
A）3F0H—3F7H B）3F8H—3FFH C）2F0H—2F7H D）2F8H—2FFH二、（本题40分，每小题5分）已知电路如下图所示S7试题二原理电路图及有关程序段如下：MAIN PROC FARPUSH DSXOR AX，AXPUSH AXMOV AL，8BHMOV DX，213HOUT DX，ALKEYIN：MOV DX，212HIN AL，DXCMP AL，0FFHJE KEYINCMP AL，0FCHJE EXITMOV DX，210HOUT DX，ALJMP KEYINEXIT：RETMAIN ENDP回答问题：1）当有按键按下时，8255的PC口相应位输入的是高电平还是低电平？2）根据电路的接法，8255的地址是否有重叠？为什么？3）电路中8255的PA口和PC口工作在什么方式？4）本电路及程序完成什么功能？5）根据程序的写法，如何操作才能退出本程序？6）标号为B0至B7的元件是什么元件？其作用是什么？7）设使发光二极管发光需要5毫安电流，发光二极管消耗的电压降为1伏。
S7-1200数字量输入输出接线图详解和特别说明
S7-1200数字量输入输出接线图详解和特别说明
数字量信号模块SM 1221 数字量输入
①对于漏型输入将“-”连接到“M”（如图示）；对于源型输入将“+”连接到“M”
SM 1222 数字量输出
SM1222 DQ 8 继电器切换模块使用公共端子控制两个电路：一个常闭触点和一个常开触点。
例如输出"0"，当输出点断开时，公共端子(0L) 与常闭触点(.0X) 相连并与常开触点(.0) 断开。
当输出点接通时，公共端子(0L) 与常闭触点(.0X) 断开并与常开触点(.0) 相连。
SM 1223 数字量输入/输出
①对于漏型输入将负载连接到“-”端（如图示）；对于源型输入将负载连接到“+”端SM 1223 也有交流电压输入、继电器输出的模块，如下所示：
SM 1223 DI 8 x 120/230 V AC，DQ 8 x 继电器(6ES7 223-1QH32-0XB0)
通过信号板(SB, Signal Board) 可以给CPU 增加I/O。
提供所有SIMATIC S7-1200 控制器的低成本有效扩展，同时保持原有空间, SB 连接在CPU 的前端。
SB 1221 200KHZ数字量输入接线
①仅支持源型输入
SB 1222 200KHZ数字量输出接线
①对于源型输出将负载连接到“-”端（如图示）；对于漏型输出将负载连接到“+”端SB 1223 200KHZ数字量输入/输出接线
①仅支持源型输入
②对于源型输出将负载连接到“-”端（如图示）；对于漏型输出将负载连接到“+”端SB 1223 数字量输入/输出接线
①仅支持漏型输入
源型/漏型输入接线说明
支持源型输入的信号板：。
PLC地址
（一）数字量输入和输出映象区1．输入映象寄存器（数字量输入映象区）（I）（1）按“位”方式：从I0.0~I15.7，共有128点（2）按“字节”方式：从IB0~IB15，共有16个字节（3）按“字”方式：从IW0~IW14，共有8个字（4）按“双字”方式：从ID0~ID12，共有4个双字2．输出映像寄存器（Q）（1）按“位”方式：从Q0.0~I15.7，共有128点（2）按“字节”方式：从QB0~QB15，共有16个字节（3）按“字”方式：从QW0~QW14，共有8个字（4）按“双字”方式：从QD0~QD12，共有4个双字（二）模拟量输入映象区和输出映象区1．模拟量输入映象区（AI区）从AIW0~AIW30，共有16个字，总共允许有16路模拟量输入。
2．模拟量输出映象区（AQ区）从AQW0~AQW30，共有16个字，总共允许有16路模拟量输出。
（三）变量存储器（V）（相当于内辅继电器）（1）按“位”方式：从V0.0~I5119.7，共有40960点。
（2）按“字节”方式：从VB0~VB5119，共有5120个字节（3）按“字”方式：从VW0~VW5118，共有2560个字（4）按“双字”方式：从VD0~VD5116，共有1280个双字（四）位存储器（M）区（1）按“位”方式：从M0.0~M31.7，共有256点。
（2）按“字节”方式：从MB0~MB31，共有32个字节（3）按“字”方式：从MW0~MW30，共有16个字（4）按“双字”方式：从MD0~MD28，共有8个双字（五）顺序控制继电器区（S）（1）按“位”方式：从S0.0~S31.7，共有256点。
（2）按“字节”方式：从SB0~SB31，共有32个字节（3）按“字”方式：从SW0~SW30，共有16个字（4）按“双字”方式：从SD0~SD28，共有8个双字（六）局部存储器区（L）（相当于内辅继电器）（1）按“位”方式：从L0.0~L63.7，共有512点。
《计算机控制技术》习题参考答案(完整版)
《计算机控制技术》（机械工业出版社范立南、李雪飞）习题参考答案第1章1．填空题(1) 闭环控制系统，开环控制系统(2) 实时数据采集，实时决策控制，实时控制输出(3) 计算机，生产过程(4) 模拟量输入通道，数字量输入通道，模拟量输出通道，数字量输出通道(5) 系统软件，应用软件2．选择题(1) A (2) B (3) C (4) A (5) B3．简答题(1) 将闭环自动控制系统中的模拟控制器和和比较环节用计算机来代替，再加上A/D转换器、D/A转换器等器件，就构成了计算机控制系统，其基本框图如图所示。
计算机控制系统由计算机（通常称为工业控制机）和生产过程两大部分组成。
工业控制机是指按生产过程控制的特点和要求而设计的计算机，它包括硬件和软件两部分。
生产过程包括被控对象、测量变送、执行机构、电气开关等装置。
(2)操作指导控制系统：其优点是控制过程简单，且安全可靠。
适用于控制规律不是很清楚的系统，或用于试验新的数学模型和调试新的控制程序等。
其缺点是它是开环控制结构，需要人工操作，速度不能太快，控制的回路也不能太多，不能充分发挥计算机的作用。
直接数字控制系统：设计灵活方便，经济可靠。
能有效地实现较复杂的控制，如串级控制、自适应控制等。
监督计算机控制系统：它不仅可以进行给定值的控制，还可以进行顺序控制、最优控制、自适应控制等。
其中SCC+模拟调节器的控制系统，特别适合老企业的技术改造，既用上了原有的模拟调节器，又可以实现最佳给定值控制。
SCC+DDC的控制系统，更接近于生产实际，系统简单，使用灵活，但是其缺点是数学模型的建立比较困难。
集散控制系统：又称分布式控制系统，具有通用性强、系统组态灵活，控制功能完善、数据处理方便，显示操作集中，调试方便，运行安全可靠，提高生产自动化水平和管理水平，提高劳动生产率等优点。
缺点是系统比较复杂。
计算机集成制造系统：既能完成直接面向过程的控制和优化任务，还能完成整个生产过程的综合管理、指挥调度和经营管理的任务。
机电一体化复习题
机电一体化复习题一、是非判断1、机电产品结构方案设计时遵循传动链最短原则的好处是使传动精度高，而传动性能稳定性降低。
（）2、莫尔条纹具有使栅距的节距误差平均化的特点。
（）3、滚珠丝杠传动的特点是传动效率高、运动具有可逆性、传动精度高、磨损小，使用寿命长、不能自锁。
（）4、采用光电耦合器可以将前向通道、后向通道以及其他相关部分切断与电路的联系，从而有效地防止干扰信号进入微机。
（）5、动态显示是一位一位地轮流点亮各位数码管，这种逐位点亮显示器的方式称为行扫描。
（）6、分辨率是D/A转换器对输入量变化敏感程度的描述，与输入数字量的位数有关。
8位数的分辨率为1/256，10位数的分辨率为1/1024。
（）7、在机电产品中若有检测元件，则该产品的控制系统一定是闭环的。
（）8、无源滤波器常采用LC谐振电路或RC网络作为滤波器件。
（）9、机电产品转动惯量大可使机械负载变大，灵敏度下降，但是不影响机械系统的响应速度。
10、执行机构运动循环图可以表明各机构间的配合协调关系。
（）11、机电产品结构设计是从：定量到定性，具体到抽象，粗略到精细的过程结构设计满足的目标：保证功能、提高性能、降低成本。
（）12、双频激光干涉仪是同一激光器发出的光分成幅值不同的两束光产生干涉。
得到的是按幅值变化的交流调频信号，信噪比高，可实现高分辨率测量（）。
13、滚珠丝杠传动中，当丝杠改变转动方向时，间隙会使运动产生空程，从而影响机构的传动精度。
（）14、采用光电耦合器可以将前向通道、后向通道以及其他相关部分切断与电路的联系，从而有效地防止干扰信号进入微机。
（）15、键码识别就是判断闭合键的代码，通常有2种方法，一种是静态检测法——称为编码键盘；另一种是动态检测法——成为非编码键盘。
（）16、选用D/A芯片时位数愈多精度愈高，其转换的时间愈长。
17、在机电产品中若有检测元件，则该产品的控制系统不一定是闭环的。
（）18、在微机检测系统的输入通道中，采样/保持（S/H）电路可有可无。
智能仪器中数字量的输入、输出
开关量输出
中功率开关量输出驱动接口
功率场效应管也称功率MOSFET（Metal-Oxide Silicon Field Effect Transistor），它是一种常用的中等功率的 开关控制驱动器件。与双极性晶体管比，它的工作原 理不同，驱动方式也不同，一般有TTL集成电路和 CMOS集成电路两种驱动方式驱动场效应管。它有几 个优点。 MOSFET有较高的开关速度。 有较宽的安全工作区而不会产生热点，同时他是一种 具有正的电阻温度系数的器件，所以，容易进行并联 使用。可靠性好。 过载能力强。阀值电压高，可达2-6V。 由于是电压控制器件，对驱动电路要求低。
为测量频率时的相对误差 为计数值的相对误差 为与门开启时间的相对误差
当与门开闭时间t与被测量脉冲周期的整数倍接近或相 等时候，测频法测量频率的最大误差可能为 。
分析 分析 得到结果
的误差来源。即分析 。
。
这样，在测量时间t一定的情况下，测量误差随着被测 信号频率的降低而增大。当f较低时，应采用别的测量 方法。
由MCS-51单片机内部定时器T0和口P3。4送出，T0工作方式1， 则PWM输出信号中的高电平和低电平持续时间Th和Tl分别为
Th=(216-x)*12/fosc Tl=(216-y)*12/fosc
式中，x,y分别为Th和Tl相对应的定时常数。
作业：1。使用CPLD，VHDL语言表示PWM。占空比为0.656。 2。书22页，第4题。
开关量输出
数字逻辑电路的额定负载能力表 逻辑电 路类型 输出高电平/V 拉电流/mA 输出低电平/V 灌电流/mA -0.4 1.6 0.4 0.01 16 0.5
标准TTL 2.4 逻辑 4.99 标准 CMOS逻 辑 4.99 高速 COMOS 逻辑
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数字量的输入输出控制方式
上述的四种控制方式在一个微机系 统中可能全被选用在不同的信息传送 过程中，也可能只选用其中的二、三 种。这需根据不同的硬件结构及接口 功能来选择，应具体问题具体分析。
输入/输出接口
I/O接口电路 从I/O接口电路完成的工作看，CPU和 外设间交换的信息有三类：数据信息、 状态信息和控制信息。
锁存器的作用是接收和保护来自数据总 线的数据
输入/输出接口
输入输出信息的组成 数据信息 状态信息 控制信息
输入/输出接口
输入输出信息的传送方式 CPU的数据总线都是并行的，但由于输 入/输出设备的并行和串行之分。或为了 远距离传输的需要，输入/输出数据的出 送出了由并行传送方式外，还有串行传 送方式，这两种方式各有各的特点和不 同的应用场合。
译 码 器
地址 总线 AB
busy去地址Leabharlann 线DB0查询式输出接口电路
数字量的输入输出控制方式
PO 准备输出数据 AWAIT 读状态端口 D7 D0 busy busy？ 输出数据 busy=1，外设忙 busy=0,外设已空
查询式输出程序流图
数字量的输入输出控制方式
（3）中断控制方式
能提高CPU工作效率和及时处理外设 的请求，可与多个外设同时工作。 中断：指CPU暂时中止其正在执行的 程序，转至执行请求中断的某个外部 设备或事件的服务、程序，待处理完 毕后再返回原来中止的程序顺序进行 （程序在执行过程中由于外界的原因 而中间打断的情况）称中断。
数字量的输入输出控制方式
选通不同端口 选择某个外 设
DB CPU AB CB 译 码 器
数据端口 状态端口 控制端口
数据 状态 输入/输出 设备 控制
决定信息读写
典型的数字量输入/输出接口电路
数字量的输入输出控制方式
二、CPU对数字量输入/输出的控制方式
同步传递方式、查询传递方式、中断控制方 式和直接存储器访问方式 （1）同步传递方式（无条件程序控制方式） 这种控制方式只适合于CPU与比较简单而且 其数据状态变化速度缓慢或变化速度是固定 的外设交换信息时采用。如：7段码显示、 开关、隔离开关、断路器、继电器、发光二 极管等。 CPU与外设传送数据时必须保证同步，即执 行输入命令时，外设一定是准备好的，执行 输出操作时，外设一定是空的。
数字量的输入输出 控制方式
数字量的输入输出控制方式
输入/输出接口
CPU对数字量输入/输出的控制方式1
数字量的输入输出控制方式
一、输入/输出接口
外部设备与CPU交换信息必须通过输入/输出接 口电路。输入/输出的信息有数据、状态和 控制三类不同的信息，为了区别不同类型的 信息需设置不同的端口。 因此一个典型的数字量输入/输出接口电 路必须包括数据端口、状态端口和控制端口, 如图2-27所示。
数字量的输入输出控制方式
现行程序
中断服务 程序
继续执行
当CPU需要与外设交换信息时， 若外设要输入CPU的数据已准备好， 存放于寄存器中，或在输出时， 若外设已把数据取走，即输出寄 存器已空，则由外设向CPU发出中 断请求，CPU接到外设的申请后， 若没有更重要的处理，CPU就暂停 当前执行的程序（即实现中断）， 转去执行输入或输出操作（称中 断服务），待输入或输出操作完 成后即返回，CPU再继续执行原来 的程序。
数字量的输入输出控制方式
（2）查询传递方式（条件传递方式）
一些数据变化不规则的外设，如果传送数 据时，CPU不与外设同步，则传送数据便 要出错，为此采用查询传送方式。查询传 送方式能使CPU能与各种速度的外设配合 工作。 查询的优点：在简化硬件接口的情况下， 传送数据更加准确，控制程序容易编制。 缺点：CPU需要不断的查询外设的状态， 占用了CPU 的工作空间。 适用于CPU与单个或较少外设交换信息。
数字量的输入输出控制方式
一、 输入/输出接口 1、I/O接口的作用 2、I/O接口电路 3、输入输出信息的组成
4、输入输出信息的传送方式
输入/输出接口
I/O接口的作用
由于CPU和外设间所传信息的性质、传 输方式、传输速度和电平各不相同，因 此CPU和外设间不能简单地连接，而必 须通过I/O接口这个过渡电路才能协调 起来。 （1）、实线信号的变换 （2）、实现CPU和不同外设的速度匹配 （3) 、实现电平的转换
中断示意图
数字量的输入输出控制方式
（4）DMA传送方式
在变电所综合自动化系统中，DMA传送方式 是常采用的一种传送方式。外设与内存之 间，外设与外设之间进行数据传送时，要 经过CPU中转，这对高速外设（如磁盘）在 进行大批量数据传送时，会造成中断次数 过于频繁，这不仅影响速度而且耗费大量 CPU的时间，故采用直接存储器访问方式。 由DMA来实现内存与外设，或外设与外设之 间的直接快速传送，减轻了CPU的负担。 DMA传送含义是直接存储器存取。
数字量的输入输出控制方式
输 入 设 备
三 态 缓 冲 器 1
CPU之数据总线DB DB0 RD
三 态 缓 冲 器 2
port1
地 址 译 码
地址 总线 AB
port2 RD
查询式输入接口电路
数字量的输入输出控制方式
outport 输 出 设 备 数据 锁 存 器 WD DB 数据总线 inport RD 三 态 缓 冲 器