第三章(三)过程输入输出通道模拟量输出通道(1)资料
模拟量输出通道资料
量程校准
根据实际需求,调整模拟量输出通道的量程,使 确保其在相同输 入下能够输出一致的值。
注意事项
安全措施
在进行调试和校准时,应采取必要的 安全措施,如断开电源、避免高电压 和高电流等。
精度要求
根据实际应用需求,确定模拟量输出 通道的精度要求,并确保校准结果满 足要求。
详细描述
电阻输出型模拟量输出通道通过将物理量转换为电阻值,然后通过电阻值的变 化来反映物理量的变化。这种类型的输出通道具有高精度、低噪声、低漂移等 特点,因此在测量仪器、传感器等领域广泛应用。
电感输出型
总结词
电感输出型模拟量输出通道通常用于需要高精度测量和控制的场合,如位移、角度等。
详细描述
电感输出型模拟量输出通道通过将物理量转换为电感值,然后通过电感值的变化来反映物理量的变化。这种类型 的输出通道具有高精度、低噪声、低漂移等特点,因此在位移传感器、角度传感器等领域广泛应用。
确保模拟量输出通道的电源供 应稳定,符合设备要求。
配置设置
根据设备手册,正确配置模拟 量输出通道的参数和设置。
测试信号输入
通过输入测试信号,检查模拟 量输出通道的信号质量和响应 速度。
校准方法
零点校准
调整模拟量输出通道的零点,使其输出值为零。
线性校准
检查模拟量输出通道的线性度,确保其输出值与 输入信号成正比。
80%
差分接线
将模拟量输出通道的正负信号线 分别传输,适用于长距离传输和 抗干扰能力强的场合。
接口类型
模拟量输出接口
提供模拟信号输出,常见的有 0-5V、0-10V、4-20mA等规 格。
数字量输出接口
提供数字信号输出,常见的有 继电器输出、晶体管输出等类 型。
第三章开关量输入输出通道1
单片集成程控放大器LH0084
3 隔离放大器
3.4.4 采样/保持器
1 作用:保持快速变化信号的指定时刻的大小
2 原理:
3.4.5 ADC
1 选择时主要考虑的因素:
• MCU内置,还是外置 • 精度 • 速度
2 常用ADC的种类:
• 双积分型 • 逐次比较型 • ∑−∆型 10-14位 8-12位 14-24位
P1.3
P1.4 P1.5 P1.6 P1.7
3.2.3 中断控制式DI
89C51
P1.0 P1.1
DI信号经过隔
隔离保 护、电 平变换 电路
P1.2
P1.3 P1.4 P1.5 P1.6 P1.7
INT1
离保护、电平变换
电路后送到MCU的
外设
某个I/O端口,外部 设备通过一条信号
线通知MCU外部信
3.1.3 输入/输出的控制方式
一、无条件传送方式
直接进行数据传送(接口电路十分简单)
数据
MCU I/O
数据
外设
二、条件(查询式)传送方式
先查询I/O设备当前状态,若准备就绪,则交换数据,否则循环查询状 态。下图为输入端口的条件传送示意图。 优点:可协调外设和CPU的时间差别,接口电路较简单。
DB
补偿,恒温发热,限流,过流保护,液面,气 流测量,电机启动,彩电彩显消磁,延时控制, 非线性振荡等方面。
四、隔离保护
当信号源和仪表之间距离较大时,两地间地电位差会比较大,形成
很大的共模电压。所以应在信号源和仪表之间采取隔离措施以保护仪表
电路的安全。
如图,当两地之间的地电位相差ΔV时,信号源的12V电压对于仪表来 说就成为12V+ ΔV了。而Δ V可能很大。
《计算机测控技术》课程综合复习资料
《计算机测控技术》课程综合复习资料一、填空题1.若连续信号的最高频率为wmax,按采样定理要求采样频率ws应大于()。
答案:2wmax2.采样定理的描述为:若信号的最高频率为fmax,只要采样频率f大于最高频率的()倍,采样信号就能唯一复现原信号。
实际应用中,一般取f>5~10fmax。
答案:23.若系统欲将一个D/A转换器输出的模拟量参数分配至几个执行机构,需要接入()器件完成控制量的切换工作。
答案: 反多路开关4.DAC的分辨率指()电压与最大输出电压之比答案:最小输出5.在10位A/D转换器中,设满量程为±5V,试写出模拟量为0V时,所对应的数字量为()H。
答案:2006.在10位A/D转换器中,设满量程为±5V,试写出模拟量为-2.5V时,所对应的数字量为()H。
答案:1007.由于计算机只能接收数字量,所以在模拟量输入时需经()转换。
答案:D/A转换器8.ADC0809是一种带有8通道模拟开关的8位()式A/D转换器。
答案:逐次逼近9.8位的A/D转换器分辨率为()。
答案:1/(28-1)10.变送器输出的信号为()或4~20mA的统一信号。
答案:0~10mA11.步进电机的()指的是完成一个磁场周期性变化所需脉冲数。
答案:拍数12.步进电机的相数指的是()。
答案:线圈组数13.按动力区分,执行机构最常用的类型是()。
答案:气动型14.按动力区分,()型的执行机构相对价格昂贵,体积较大。
答案:液动型15.DAC0832的工作方式有()、单缓冲方式、双缓冲方式。
答案:直通方式16.微机的三总线是()、地址总线、控制总线。
答案:数据总线17.计算机控制系统的监控过程包括三个步骤:()、实时决策、实时控制。
答案:实时数据采集18.采样保持器可实现以下功能:在采样时,其输出()输入;而在保持状态时,输出值不变。
答案:等于19.控制系统的()指的是响应的最大偏移量与终值的差,与终值比的百分数。
计算机控制技术PPT 第3章
3. 综合指标
在现代控制理论中,如最优控制系统的没计时,经常使用综
合性能指标来衡量一个控制系统。选择性能指标时.既要考虑
到能对系统的性能做出正确的评价,又要考虑到数学上容易处
理,以及工程上便于实现。因此,选择性能指标时,通常需要
做一定的试探和比较。综合性能指标通常有3种类型。
1)积分型指标:
(1)误差平方的积分:
3.5 线性离散时间系统的能控性与能观测性
线性定常离散时间系统的能控性定义及判据 线性定常离散时间系统的能观测性定义及判据
3.6 应用MATLAB进行离散系统分析
3.1 计算机控制系统概述
计算机控制系统(Computer Control System)是应用计算机 参与控制并借助一些辅助部件与被控对象相联系,以获得 一定控制目的而构成的系统。
为n,Qc为由系数矩阵A和B按一定规则组成的分块矩阵,
表达式是:
n为系统的维数。 判别线性定常系统能控性的判据还有 其他的形式。对于线性时变系统,判别能控性的条件要复 杂一些,而且系统是否能控,常常还依赖于初始时刻的选 取。对于完全能控的线性定常系统,通过特别选定的坐标 变换,可以将其状态方程化成标准的形式,称为能控规范 形。
3.3 控制系统的性能指标描述
对于一个控制系统来说,人们总是要求它能根据实际 的被控对象,在给定信号的作用下达到稳定、快速和准确 的性能指标。对于计算机控制系统,计算机相当于人的大 脑,因此有更多的功能可以实现,系统就能实现最佳的性 能指标。本章描述了控制系统的基本性能指标,以及这些 性能指标与系统的固有参数和设计参数的关系,从而为分 析和设计控制系统提供了依据。
计算机控制技术 --控制组件分布和集成
2008.6
输入输出接口与过程通道(1)
1A2 1Y2
D1
1A3 1Y3
D2
1A4 1Y4
D3
1A5 1Y5
D4
1A6 1Y6
D5
1A7 1Y7
D6
1A8 1Y8
D7
设片选端口地址为port,可 用如下指令来完成取数.
MOV DX, port
IN AL, DX
PC总线 输入接口
2G 1G
CS
IOR
图 2 .1 数字量输入接口
SSR是一种无触点通断电子开关,是一种有源器件,其中两 个端子为输入控制端,另外两个为输出受控端,为实现输入与输 出之间的电气隔离,器件中采用了高耐压的专用光电耦合器。
注意:零交叉电路在交流电过零时,会产 生触发信号,从而减少干扰。
SSR作交流开关,相当 于有一个触点,左边 是TTL电平,在0~5V之 间:
际转换特征并非如此。在满量程输入范围内, 偏离理想转换特性的最大误差定义为线性误差。 线性误差常用LSB(数字量的最低有效位)的分数 表示,如(1/2)LSB或±1LSB 量程:即所能转换的输入电压范围,如-5V~+5V, 0~10V, 0~5V 对基准电源的要求:基准电源的精度对整个系统的精度产生
数字量(开关量)输入通道的基本功能就是接收外部 装置或生产过程的状态信号。
这些状态信号的形式可能是电压、电流、开关的触 点,因此引起瞬时高压、过电压、接触抖动等现象。
为了将外部开关量信号输入到计算机,必须将现场 输入的状态信号经转换、保护、滤波、隔离等措施转换 成计算机能够接收的逻辑信号,这些功能称为信号调 理。
当输入TTL电平为 高时,触点闭合;
当输入TTL电平为 低时,触点断开。
当用计算机来控制 电磁阀时,用固态继 电器。
第3章 过程输入输出通道
;读转换值低4位地址
;读A/D转换低4位 ; 送R2 ;读转换值高8位地址 ;读A/D转换高8 位 ;送R3 ;结束
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3.3 模拟量输出通道
一、模拟量输出通道的结构
1. 共用D/A 转换器形式结构图
保持器
放大变换
通道1
微型 计算 机
D/A 接口 电路 转 换 器
多 路 开 关
保持器
放大变换
线编址,从而有过程通道与存储器独立编址、过程
通道与存储器统一编址等常用方法。
2. 间接编址方式
通过接口对过程通道进行编址,此时的通道地址 不与地址总线相连。
3.2 模拟量输入通道
模入通道的功能是对过程量(即模拟量)进行 变换、放大、采样和模/数转换,使其变为二进制数 字信号并送入计算机 。
一、模拟量输入通道的结构
(2) 器件主要结构特性和应用特性
数字量输入特性
包括码制、数据格式以及逻辑电平。
模拟输出特性
目前D/A芯片多为电流输出型
锁存特性及转换控制
有些 D/A芯片内部不带锁存器,必须外加。
参考电源
参考电压源是唯一影响输出结果的模拟参量。
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三、D/A转换器与单片机的接口 1. DAC0832与8051的接口 (1) 直通方式
INC DPTR MOVX @DPTR , A DJNZ R7,LOOP CLR EX0
; 修改RAM区地址
; 修改通道号 ;启动A/D转换 ;8路未采集完,返回 ;采集完,关中断
LOOP: RETI
;中断返回
AD574(12位)与8051单片机的硬件接口电路。
8051
八、A/D转换器软件编程
CPU获取A/D转换的结果有两种办法:一是用查询、一 是用中断。
计控题
计算机控制技术复习重点第一章计算机控制系统概论1.1计算机控制系统的特征和组成1.计算机控制系统有哪些特征?2.计算机控制系统由哪几部分组成?说明各部分的主要功能,并画出系统硬件组成框图1.2计算机控制系统的分类1.计算机控制系统按功能分类有几种2.说明DDC与SCC的系统工作原理,特点,它们之间有何区别和联系,画出DDC与SCC 的原理框图。
第二章工业控制计算机组成2.1工控机1.什么是工业控制计算机?工业控制机的特点有哪些?2.工业控制机由哪几部分组成?各部分的主要作用是什么?3.什么是总线、内部总线和外部总线??4.常用的外部总线有哪些?第三章输入输出接口与过程通道技术3.1 数字量输入输出通道1.画出数字量输入通道的结构图2.画出数字量输出通道的结构图3.2模拟量输入通道1.模拟量输入通道信号调理的作用?为什么需要量程变换?为什么需要I/V变换?说明书中I/V电路元件的功能。
2.画出模拟量输入通道的结构图,并说明各部分的功能。
3.3模拟量输出通道1.画出模拟量输出通道的结构图,并说明个部分的功能。
3.43.5 硬件抗干扰技术1.什么是串模干扰和共模干扰?如何抑制?2.数字信号通道一般采用哪些抗干扰措施?3.计算机控制系统中一般有几种接地形式?常用的接地技术有哪些?第四章顺序控制与数字程序控制技术4.1 顺序控制技术1.什么是顺序控制?顺序控制系统有何特点?2.顺序控制系统有哪几种类型?4.2 数字程序控制技术1.什么是数字程序控制?数字程序控制有哪几种方式?2设给定的加工轨迹为第一象限的直线OP,起点为坐标原点,终点坐标A(x,y),其值为(6,4),试进行插补计算,作出走步轨迹图,并标明进给方向和步数。
3.三相步进电动机有哪几种工作方式?在这些不同的工作方式下,电动机的性能有何不同?分别画出每种工作方式的各相通电顺序和电压波形图。
第五章 数字控制器设计5.1数字控制器的模拟化设计1.数字控制器模拟化设计方法的步骤有那几步?2.写出数字PID 控制器的位置算式、增量算式,并比较它们的特点3.已知模拟调节器的传递函数为:()10.15()()0.05U s sD sE s s +==写出相应数字控制器的位置型和增量型控制算式,设采样周期T=1s.5.2 计算机控制系统的离散化设计1.简述离散化设计方法的设计步骤2.例5.43.设有限拍系统如图4.30所示,试设计在单位阶跃输入作用下有限拍无纹波的D (z ),并计算输出响应y(k),控制信号u(k)和误差e(k),画出它们时间变化的波形。
过程输入输出通道详解
3.1.1 数字量输入通道
2.输入调理电路 数字量输入通道的基本功能就是接收外部装 置或生产过程的状态信号。这此状态信号的 形式可能是电压、电流、开关的触点,容易 引起瞬时高压、过电压、接触抖动等现象。 为了将外部数字量信号输入到计算机,必须 将现场输入的状态信号经转换、保护、滤波、 隔离等措施转换成计算机能够接收的逻辑电 平信号,这些过程称为信号调理。下面针对 不同情况分别介绍相应的信号调理技术。
3.1 数字量输入输出通道
3.1.1 数字量输入通道
1.数字量输入通道的结构 数字量输入通道的结构 数字量输入通道将现场开关信号转换成计算机需要的电平号, 数字量输入通道将现场开关信号转换成计算机需要的电平号, 以二进制数字量的形式输入计算机, 以二进制数字量的形式输入计算机,计算机通过三态缓冲器读 取状态信息。数字量输入通道主要由输入调理电路、 取状态信息。数字量输入通道主要由输入调理电路、输入缓冲 器和接口电路组成。如图3-1所示 所示。 器和接口电路组成。如图 所示。 图3-1 数字量输入通道结构
3.2.3采样保持器
2、常用的采样保持器 图3-18 LF398的典型应用 的典型应用
3.2.3采样保持器
3、采样/保持器的主要参数 ●采集时间(捕捉时间):当置于采样方式时,输出跟 踪输入需要的时间。采集时间T是指从采样开始到输出 稳定之间的时间。 ●转换速率:指输出变化的最大速率,以V/s为单位。 V/s ●孔径时间:当采样保持器从采样转入保持时,采样开 关完全断开所需的时间,即进入保持控制后,实际的 保持点会滞后真正要求保持点一段时间,一般是纳秒 级。这个时间由器件的开关动作时间决定。 ●下跌率(衰减率):在进入保持阶段后,由于开关的 漏电流及保持电容泄漏,输出电压会下降,以mV/s表 示。在选择保持电容的容量时要折中地考虑采集时间 和下跌率。
电子工业出版社微型计算机控制技术课后答案(第二版)潘新民 (1)
第一章1.微型计算机控制系统的硬件由哪几部分组成?各部分作用?(1)主机:这是微型计算机控制系统的核心,通过接口它可以向系统的各个部分发出各种命令,同时对被控对象的被控参数进行实时检测及处理。
主机的主要功能是控制整个生产过程,按控制规律进行各种控制运算(如调节规律运算、最优化计算等)和操作,根据运算结果作出控制决策;对生产过程进行监督,使之处于最优工作状态;对事故进行预测和报警;编制生产技术报告,打印制表等等。
(2)输入输出通道:这是微机和生产对象之间进行信息交换的桥梁和纽带。
过程输入通道把生产对象的被控参数转换成微机可以接收的数字代码。
过程输出通道把微机输出的控制命令和数据,转换成可以对生产对象进行控制的信号。
过程输入输出通道包括模拟量输入输出通道和数字量输入输出通道。
(3)外部设备:这是实现微机和外界进行信息交换的设备,简称外设,包括人机联系设备(操作台)、输入输出设备(磁盘驱动器、键盘、打印机、显示终端等)和外存贮器(磁盘)。
其中作台应具备显示功能,即根据操作人员的要求,能立即显示所要求的内容;还应有按钮,完成系统的启、停等功能;操作台还要保证即使操作错误也不会造成恶劣后果,即应有保护功能.(4)检测与执行机构:a.测量变送单元:在微机控制系统中,为了收集和测量各种参数,采用了各种检测元件及变送器,其主要功能是将被检测参数的非电量转换成电量.b.执行机构:要控制生产过程,必须有执行机构,它是微机控制系统中的重要部件,其功能是根据微机输出的控制信号,改变输出的角位移或直线位移,并通过调节机构改变被调介质的流量或能量,使生产过程符合预定的要求。
4、操作指导、DDC和SCC系统工作原理如何?它们之间有何区别和联系?(1)操作指导控制系统:在操作指导控制系统中,计算机的输出不直接作用于生产对象,属于开环控制结构。
计算机根据数学模型、控制算法对检测到的生产过程参数进行处理,计算出各控制量应有的较合适或最优的数值,供操作员参考,这时计算机就起到操作指导的作用(2)直接数字控制系统(DDC系统):DDC(Direct Digital Control)系统就是通过检测元件对一个或多个被控参数进行巡回检测,经输入通道送给微机,微机将检测结果与设定值进行比较,再进行控制运算,然后通过输出通道控制执行机构,使系统的被控参数达到预定的要求。
计算机控制系统
图2-1 输入输出过程通道组成结构图பைடு நூலகம்
表2-1 生产过程输入输出信息来源与用途
信息种类
模拟量输入 数字量输入 脉冲计数器 模拟量输出 数字量输出
输入信息来源或输出信息的用途
温度、压力、物位、转速、成分等 接点的通断状态、电平高低状态、数字装置的输出数码等 流量积算、电功率计算、转速及脉冲形式的输入信号等 控制执行装置、显示、记录等 对执行器进行控制、报警显示等
图2.12是采用晶闸管输出型光电隔离器驱动 双向晶闸管的电路图,图中与晶闸管并联的RC 网络用于吸收带感性负载时产生的与电流不同步 的过压,晶闸管门极电阻则用于提高抗干扰能力, 以防误触发。
图2.12 光电隔离的双向晶闸管输出
功率场效应管输出(了解)
功率场效应管(MOSFET)是压控电子开关,只要在其 栅极G和源极S之间加上足够的控制电压,漏极D和源极S 之间即可导通。MOSFET的栅极控制电流为微安级,而 导通后漏极D和源极S之间允许通过较大的电流,如 IRF640导通时,D、S间允许通过的最大电流可达18A。
为便于后续的描述和分析,下面定义几种类型信号,并在图2. IN+ 的电压低于 IN- 的电压时,则S断开,外接电容保持S断开时刻的电压,并经A3 组成的跟随器输出至输出端。 21是LF398典型应用电路。 W117、W217、W317是正输出三端电压可调式集成稳压器,使用方便,内部具有过热、过流等保护措施,比W7800系列稳压器有更
根据输入级的不同,用于开关量隔离的光电隔离器件可分为 三极管型、晶闸管型等几种,但其工作原理都是采用光作为传输 信号的媒介,实现电气隔离。
使用光电隔离器件的注意事项
输入侧导通电流
要使光电隔离器件导通,必须在其输入侧提供足 够大的导通电流,以使发光二极管发光。不同的光电 隔离器件的导通电流也不同,典型的导通电流 IF=10mA。
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
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
计算机控制技术 第3章 过程输入输出通道
36
SM331的8个模拟量输入通道共用一 个积分式A/D转换部件,即通过模拟切 换开关,各输入通道按顺序一个接一个 地转换。 某一通道从开始转换模拟量输入值 起,一直持续到再次开始转换的时间称 模入模块的循环时间,它是模块中所有 活动的模拟量输入通道的转换时间的总 和。
37
实际上,循环时间是对外部模拟量 信号的采样间隔。 对于一个积分时间设定为20ms,8个 输入通道都接有外部信号且都需断线监 视的SM331模块,其循环时间为 (22+10)*8ms=256ms 因此,对于采样时间要求更快一些的 场合,优先选用二输入通道的SM331模 块。
激励电压 激励电压 全桥和半桥设置 全桥和半桥设置 隔离,放大, 噪声滤波 隔离,放大,噪声滤波 隔离,放大, 隔离,放大,
Demo
泛华测控 / Pansino
22
温度传感器的信号调理
绝大多数传感器均有相应的变送器,但温 度传感器的调理电路往往需自己制作,当然也 有现成的产品,但价格较高。常见的温度调理 电路采用桥式电路原理进行测量。
18
液位传感器
磁致伸缩液位传感器:
测量范围: 测量范围:0.2~5m 基本测量精度: 基本测量精度:0.05%
19
压力型液位变送器
JYB-K*-**型液位变送器 型液位变送器 量 程 : 0-0.5m,4m,100m 精度: 级 ± 精度:A级≤±0.25% % B级≤±0.5% 级 ± %
20
27
A/D转换器
A/D转换器是将模拟电压或电流转换成数 字量的器件或装置,它是一个模拟系统和计算 机之间的接口,它在数据采集和控制系统中, 得到了广泛的应用。
28
3.1.1 模拟量输入通道
变送器输出的信号为0~ 变送器输出的信号为 ~10mA或4 ~ 20mA 或 的统一信号,需要经过I/V变换变成电压信号 变换变成 电压信号后 的统一信号 , 需要经过 变换 变成 电压信号 后 才能处理。 对于电动单元组合仪表, 才能处理 。 对于电动单元组合仪表 , DDZ—Ⅱ Ⅱ 号标准为0~ 型的输出信 号标准为 ~10mA,而DDZ—III型 , 型 输出信号标准为4~ 输出信号标准为 ~20mA。 。
第3章 模拟量输出通道
3 2 1 0
对于 n 位 D/A 转换器,它的输出电压 VOUT与输入二进制数B( Dn-1~ D0) 的关系式 可写成:
VOUT = −(Dn−1 × 2
n−1
+ Dn−2 × 2
2.转换精度 转换精度是指转换后所得的实际值和理 论值的接近程度。它和分辨率是两个不同的 概念。例如,满量程时的理论输出值为10 V, 实际输出值是在9.99 V ~ 10.0l V之间,其转 换精度为 ± 10 mV。对于分辨率很高的D/A转 换器并不一定具有很高的精度。 3.偏移量误差 偏移量误差是指输入数字量时,输出模 拟量对于零的偏移值。此误差可通过DAC的 外接VREF和电位器加以调整。
3.1.3 8位DAC0832芯片 位 芯片
DAC0832是一个 8 位 D/A 转换器,电流输出 方式,稳定时间为 1 us,采用 20 脚双立直插式封 装。其姐妹芯片还有 DAC0830、DAC0831,它们 可以相互代换。 DAC0832的原理框图及引脚如图3-3所示。 DAC0832主要由8位输入寄存器、8位DAC寄存器、 8位D/A转换器以及输入控制电路四部分组成。8 位 输入寄存器用于存放CPU送来的数字量,使输入数 字量得到缓冲和锁存,由加以控制;8位DAC寄存 器用于存放待转换的数字量,由加以控制;8位D/A 转换器输出与数字量成正比的模拟电流;由与门、 非与门组成的输入控制电路来控制2个寄存器的选 通或锁存状态。
主 机
接 口 电 路
D/A
V/I
通通1
D/A (a) 多D/A结构
输入输出接口与过程通道
D/A
V/I
D/A
V/I
图2.18
多D/A结构
特点:1、一路输出通道使用一个D/A转换器
2、 D/A转换器芯片内部一般都带有数据锁存器
3、 D/A转换器具有数字信号转换模拟信号、信号保持作用
4、 结构简单,转换速度快,工作可靠,精度较高、通道独立
5、 缺点是所需D/A转换器芯片较多
通道 1 通道 n
量电压或电流信号,去驱动相应的执行器,从而达到控制的目的; ❖ 模拟量输出通道(称为D/A通道或AO通道)构成--一般是由接口电路
、数/模转换器(简称D/A或DAC)和电压/电流变换器等; ❖ 模拟量输出通道基本构成--多D/A结构(图2.18)和共享D/A结构(
图2.19)
PC 总 线
接 口 电 路
中断服务子程序:
ORG 0003H
AJMP RDDAT
RDDAT:MOVX A,@DRTR
;读转换结果
MOVX @R0,A ;存数到缓冲区
INC R0 ;修改缓冲区指针
INC R1 ;修改通道号(通道号加1)
REP: MOV A,R1
CJNE A,#08H,REP1
;完成8通道采样吗?
MOV R1,#00H
常用的集成采样保持器有LF198/298/398等, LF398它有8个引脚,2脚接1 k 电阻,用于调节漂移电压,7脚和8脚是两个控制端,控制开关的关断。7脚 接参考电压,8脚接控制信号。参考电压应根据控制信号的电平来选择。
LF398的采样保持控制引脚8:
高电平1,采样
低电平0,保持
CH为保持电容,将其减小
逻辑结构图如下图所示。
START:启动转换命令输入端, OE:输出使能端,高电平有效。A、B、C地址 输入线,用于选通8路模拟输入中的一路进入A/D转换。ALE:地址锁存允许信 号。EOC:转换结束信号输出。CLOCK时钟脉冲输入端。要求时钟频率不高于 640 kHz。REF(+)与REF(-):基准电压。
计算机控制技术及工程应用期末考点重点大全
第一章,计算机控制概述1,计算机控制系统的硬件由主机,常规外部设备,过程输入/输出(I/O)通道,操作台,通信设备组成。
2,DAS,数据采集系统3,OGC操作指导控制系统4,DDC,直接数字控制系统5,SCC,监督计算机控制系统6,DCS,分散控制系统7,FCS,现场总线控制系统8,CIMS,计算机集成制造系统第二章,模拟量输出通道1,模拟量输出通道的任务,把计算机处理后的数字量信号转换成模拟量电压或电流信号,去驱动相应的执行器,从而达到控制的目的。
主要由接口电路,数/模转换器,电压/电流变换器等构成。
2,D/A转换器的性能指标,分辨率,转换精度,偏移量误差,线性误差,稳定时间。
3,由于电流信号1,易于远距离传输,且不易受干扰,。
2,在过程控制系统中,自动化仪表接收的是电流信号。
故输出通道常用电流信号传递信息。
4,D/A转换模板具有通用性,体现在,符合总线标准,接口地址可选,输出方式可选。
5,十三,十四页,图。
第三章,模拟量输入通道1,模拟量输,入通道的任务,把控制对象的过程参数如温度电压等模拟量信号转换成计算机可以接收的数字量信号。
2,把连续变化的量变成离散后在进行处理的计算机控制系统称为离散系统或采样数据系统。
采样形式,周期,多阶,随机采样。
3,A/D转换器从原理上可分为,逐位逼近式,双积分式,电压/频率式。
4,A/D转换器的性能指标,分辨率,转换精典型的度,线性误差,转换时间。
5,A/D转换器的接口电路主要解决主机如何分时采集多路模拟量输入信号。
典型的两种接口电路,查询方式读入A/D转换数,定时方式读入A/D转换数。
第四章数字量输入输出通道。
1,光电耦合隔离器按其输出级不同分为,三极管型,单向晶闸管型,双向晶闸管型。
2,数字量输入通道把生产过程中的数字信号转换成计算机易于接受的形式。
以开关和脉冲输入形式居多。
3,数字量输出通道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。
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D/A转换器的主要性能指标 分辨率:通常用D/A转换器输入二进制数的位数来表示。
如8,10,12,16位等。分辨率为n位,表示D/A转换器输入 二进制的最低有效位LSB与满量程输出的1/2n相对应。
稳定时间:是指输入数字信号的变化是满量程时,其输出 达到稳定所需的时间(输出模拟信号达到离终值正负LSB/2 所需的时间),也称为转换时间或建立时间。一般为几ms。
输出方式:大部分为电流输出,其值在20mA~3A之间;若 要获得电压输出,要通过反相器改变为电压输出,其值在 0~10V之间。
2020/210200832的两个8位寄存器始终处于受 CPU控制的状态,即为双缓冲方式。它在DAC寄存器输出前 一个数据的同时,可将下一个数据送入输入寄存器,能有效地 提高转换速度。
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D/A转换器-- 12位D/A转换器DAC1210 2、 12位D/A转换器DAC1210:具有两级锁存缓冲器结构, 可直接与8位或16位计算机的总线相连,电流输出,24脚双列 直插封装。
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D/A转换器-- 8位D/A转换器DAC0832--工作方式
2、单缓冲方式。如果DAC0832的两个8位寄存器中的一个始 终处于直通状态,另一个处于受CPU控制的状态,即为单缓 冲方式。例如,若LE2=1,使DAC寄存器处于直通状态, CPU则可以通过ILE、CS、WR1控制输入寄存器,使 DAC0832 工作于单缓冲工作方式。
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D/A转换器-- 8位D/A转换器DAC0832
由8位输入寄 存器、8位 DCA寄存器、 8位DA转换器 和相应的选通 控制逻辑电路 4部分组成。
DAC0832的内部结构
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D/A转换器-- 8位D/A转换器DAC0832--引脚功能
第三章(三) 模拟量输出通道(1)
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主要内容:
模拟量输出通道的结构形式 DA转换器及其接口 单极性和双极性电压输出电路 V/I变换 模拟量输出通道设计
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模拟量输出通道的组成结构
模拟量输出通道是计算机控制系统实现控制输出的关 键,它的任务是将CPU输出的数字信号转换成模拟信号去 驱动相应的执行机构,以达到控制的目的。模拟量输出通 道一般由接口电路、D/A转换器、功率放大和V/I变换等部 分组成。
Iout1+Iout2=常数C,Iout1和Iout2与数字量D的关系如下:
数字量D
00H … 80H … FFH
Iout1
0 ... 0.5C ... C
Iout2
C ... 0.5C ... 0
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D/A转换器-- 8位D/A转换器DAC0832--工作方式
主要性能: 分辨率:12位; 电流稳定时间:1ms; 电源电压Vcc:单电源供电,+5~+15V; 基准电压Vref:+10~-10V 电平:逻辑输入电平与TTL电平兼容。
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5、XFER--传送控制信号,低电平有效。用于控制WR2。
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D/A转换器-- 8位D/A转换器DAC0832--引脚功能
DI7~DI0是DAC0832的数字信号输入端;Iout1和Iout2是模拟电流输出端, 输出的是与输入数字成比例的电流。需要外接运算放大器,才能得到模 拟电压。Rfb是外部运算放大器的反馈电阻,连接运放的输出端,将 Iout1和Iout2输出的电流转变为电压。
DAC0832有3种工作方式: 1、直通方式。如果DAC0832的两个8位寄存器都处于直通状 态(输出跟随输入变化),即为直通方式。此时由DI0~DI7 输入的数据可以直接进入DA转换器进行转换。因此:
LE1=1;LE2=1; 即: ILE=1,CS=WR1=WR2=XFER=0
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一个实际的计算机控制系统中,往往需要多路的模拟 量输出,模拟量输出通道的结构形式,主要取决于输出保 持器的构成方式。其实现方法有数字保持和模拟保持两种。
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模拟量输出通道的组成结构 1、每个通道设置一个独立的D/A转换器(数字保持)
优点:转换速度快,工作可靠。缺点:使用了较多的D/A 转换器。
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模拟量输出通道的组成结构
2、多个通道共用一个D/A转换器,并辅以多路模拟开关和采 样保持器来实现 (模拟保持)
用于通道数量多,速度要求不高的场合。节省DA转换芯片, 可靠性相对较差。
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D/A转换器及其接口
模拟量输出通道的任务是把计算机输出的数字量变换 为模拟电压或电流,并且输出给执行机构,驱动执行机构实 现所要求的控制目的。
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D/A转换器-- 8位D/A转换器DAC0832
1、 8位D/A转换器DAC0832(双缓冲):具有两个输入锁存 器的8位D/A转换器芯片,电流输出,能直接与计算总线连接, 20脚双列直插封装。其主要性能为:
分辨率:8位; 电流稳定时间:1ms; 功耗:20mW; 电源电压Vcc:+5~+15V; 基准电压Vref:+10~-10V 电平:逻辑输入电平与TTL电平兼容。
DAC0832为20条引脚双列直插式封装。各引脚功能如下:
1、CS--片选端,低电平有效;
2、ILE--数据允许锁存信号,高电平有效;
3、WR1--写信号1端,低电平有效。用于将输入数据锁存 到输入寄存器中,WR1必须与ILE、CS同时有效;
4、WR2--写信号2端,低电平有效。只有当WR2,XFER 同时有效时,输入寄存器中的数据才能通过DAC寄存器进行 DA转换;