第3章计算机控制系统输入输出接口技术

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计算机控制系统的接口技术

计算机控制系统的接口技术接口有通用和专用之分，外部信息的不同，所采纳的接口方式也不同，一般可分为如下几种：人机通道及接口技术一般包括：键盘接口技术、显示接口技术、打印接口技术、软磁盘接口技术等。

检测通道及接口技术一般包括：A/D转换接口技术，V/F转换接口技术等。

掌握通道及接口技术一般包括：F/V转换接口技术，D/A转换接口技术，光电隔离接口技术，开关接口技术等。

系统间通道及接口技术一般包括：公用RAM区接口技术，串行口技术等。

一、并行输入/输出接口并行接口传输的是数字量和开关量。

输入/输出(I/O) 接口有二种寻址方式：存储器寻址方式和输入输出口寻址方式。

1．无条件传送2．查询式传送3．中断式传送4．8255A可编程并行接口芯片(1) 8255A内部结构1) 数据总线驱动器图1 8255A内部结构图2) 并行I/O端口3) 读/写掌握规律4) A组和B组掌握（2）8255A工作方式8255A有3种工作方式，端口A可以工作在方式0、方式1和方式2，端口B只能工作在方式0和方式1。

1）方式0：基本输入/输出方式。

2）方式1：选通输入/输出方式。

3）方式2：双向选通输入/输出方式。

（3）8255A编程8255A的编程是通过对掌握端输入掌握字的方式实现的。

二、数/模(D/A) 转换接口D/A转换器是指将数字量转换成模拟量的电路，它由权电阻网络、参考电压、电子开关等组成。

图2 DAC0832原理图三、模/数(A/D)转换接口A/D转换器是将模拟电压转换成数字量的器件，它的实现方法有多种，常用的有逐次靠近法、双积分法。

图3 ADC0809结构框图应用案例：基于51单片机的车用数字仪表设计与实现此案例是一种以MCS 51单片机为主控器，以ADC0809为核心，以气压、油压、温度、霍尔元件等传感器为主要外围元件的车用数字仪表（VDI）的设计框图。

应用此方案，能使汽车仪表系统具有显示直观、精确，使用便利牢靠等优点，代表了车用仪表的最新进展趋势。

计算机控制系统4第三章 (2)

②量程它是指所能转换的电压范围。如5V、10V等。
§第二章输入输出接口与过程通道技术
A/D转换器
③转换精度它是指转换后所得结果相对于实际值的准确
度。A/D转换器的转换精度取决于量化误差q、微分线性度误差DNLE和积分线性度误差INLE 。积分线性度误差INLE: 在满量程输入范围内，偏离理想转
A/D转换器
PUSH DS
STI MOV AX,DATA
MOV AX,250AH
INT 21H MOV DX,220H
MOV DS,AX
MOV DX,220H IN AL,DX;读数 MOV ADTEMP,AL
MOV AL,21H;发EOI 命令 OUT 20H,AL POP DS;恢复现场 POP DX POP AX IRET
A B C G2A VCC y0 y1 y2
G2B y3 G1 Y7 y4 y5
* 1 * * * 1 1 1 1 1 1 1 1 0 * * * * 1 1 1 1 1 1 1 1
1 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 1 1 0 1 1 1 1 1 1
地
y6
设计时，根据具体接口芯片的要求，AO、 A1用作端口地址。
A/D转换器
例： AD574与ISA总线前62根信号线（即PC/XT总线）的接口
§第二章输入输出接口与过程通道技术
A/D转换器
74LS138 16芯译码器
• A.B.C为选择端 G1、G2A、G2B为允许端 G2=G2A+G2B
G1 G2 C B A Y0 Y1 Y2 Y3 Y4 Y5 Y6 Y7
§第二章输入输出接口与过程通道技术
A/D转换器

【DOC】第3章机电一体化技术与系统中微型计算机控制系统及接

第3章：机电一体化技术与系统中微型计算机控制系统及接口设计 3.1 控制系统的一般设计思路3.1.1专用与通用、硬件与软件的权衡与抉择1. 专用与通用的抉择专用控制系统：适合于大批量生产的而且较成熟的机电一体化产品。

通用控制系统：适合还在不断改进，结构还不十分稳定的产品。

2. 硬件与软件的权衡根据经济性和可靠性的标准权衡决定。

例：分立元件组成硬件------软件利用LSI 芯片组成电路-----软件3.1.2 控制系统的一般设计思路设计步骤为：确定系统整体控制方案；确定控制算法；选用微型计算机；系统总体设计；软件设计等。

1、确定系统整体控制方案（1）应了解被控对象的控制要求，构思控制系统的整体方案。

（2）考虑执行元件采用何种方式。

（3）要考虑是否有特殊控制要求。

（4）考虑微机在整个控制系统中的作用，是设定计算、直接控制还是数据处理，微机应承担哪些任务，为完成这些任务，微机应具备哪些功能，需要哪些输入/输出通道、配备哪些外围设备。

（5）应初步估算其成本。

2、确定控制算法建立该系统的数学模型，确定其控制算法。

数学模型：就是系统动态特性的数学表达式。

它反映了系统输入、内部状态和输出之间的数量和逻辑关系。

控制算法：所谓计算机控制，就是按照规定的控制算法进行控制，因此，控制算法的正确与否直接影响控制系统的品质，甚至决定整个系统的成败。

例如：机床控制中常使用的逐点比较法的控制算法和数字积分法的控制算法；直线算法：a a xy yx F -= 或K x y T T ee Y X==∆∆ 圆弧算法：222R Y X F i i i -+= 或yxT T Y X =∆∆ 直接数字控制系统中常用的PID 调节的控制算法；位置数字伺服系统中常用的实现最少拍控制的控制算法；另外，还有各种最优控制的控制算法、随机控制和自适应控制的控制算法。

3、选择微型计算机（1）较完善的中断系统（2）足够的存储容量（3）完备的输入／输出通道和实时时钟（4）特殊要求：字长、速度、指令4、系统总体设计设计中主要考虑硬件与软件功能的分配与协调、接口设计、通道设计、操作控制台设计、可靠性设计等问题。

3.2机电一体化中的微型计算机系统

第三章微机控制系统及接口技术
8位机有单片和多片之分，主要用于控制和计算。 16位机功能更强、性能更好，用于比较复杂的控制系统,可以使小型机微型化。
32位和64位机是比小型机更有竞争力的产品。人们把这些产品称为超级微机。它具大提高了软件的生产效率。
第三章微机控制系统及接口技术
第三章微机控制系统及接口技术
在单板机的印制电路板上装有一个十六进制的小键盘和数字显示器,可完成一些简单的数据处理和编辑功能。用单板机实现机电产品的机电一体化成本低，在机械设备的简易数控、检测设备、工业机器人的控制等领域中得到广泛应用。
第三章微机控制系统及接口技术
3) 微型计算机系统
根据需要，将微型计算机、ROM、RAM、 I/O接口电路、电源等组装在不同的印制电路板上，然后组装在一个机箱内，再配上键盘、 CRT显示器、打印机、硬盘和软盘驱动器等多种外围设备和足够的系统软件,就构成了一个完整的微机系统。
第三章微机控制系统及接口技术
(2)按微处理机位数分类
按微处理机位数可将微型计算机分为位片、4位、8位、16位、32位和64位等机种。所谓位数是指微处理机并行处理的数据位数，即可同时传送数据的总线宽度。 4位机目前多做成单片机。即把微处理机、1~2KB的ROM、64~128KB的RAM、I/O接口做在一个芯片上，主要用于单机控制、仪器仪表、家用电器、游戏机等中。
第三章微机控制系统及接口技术
2)操作系统所谓操作系统(OS-Operating System)，就是计算机系统的管理程序库。它是用于提高计算机利用率、方便用户使用计算机及提高计算机响应速度而配备的一种软件。操作系统可以看成是用户与计算机的接口，用户通过它而使用计算机。它属于在数据处理监控程序控制之下工作的一组基本程序，或者是用于计算机管理程序操作及处理操作的一组服务程序集合。

第3章计算机控制系统中的硬件5(PLC)

计算机控制技术
— 可编程序逻辑控制器（PLC）
可编程控制器的基本概念
• 国际电工委员会(International Electrical Committee) 在1987年颁布的PLC标准草案中对PLC作了如下定义：“PLC是一种专门为在工业环境下应用而设计的数字运算操作的电子装置。它采用可以编制程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序运算、定时、计数和算术运算等操作的指令，并能通过数字式或模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。PLC及其有关的外围设备都应按照易于与工业控制系统形成一个整体，易于扩展其功能的原则而设计。”
可编程控制器的工作原理
• PLC的工作原理与计算机的工作原理基本上是一致的，可以简单地表述为在系统程序的管理下，通过运行应用程序完成用户所规定的任务。但个人计算机与PLC 的工作方式有所不同，计算机一般采用等待命令的工作方式。如常见的键盘扫描方式或I/O扫描方式。当键盘有键按下或I/O口有信号时则中断转入相应的子程序。因此，当控制软件发生故障时，会一直等待键盘或I/O命令，可能发生死机现象。而PLC作为工业专用控制机，采用循环扫描用户程序工作方式，即系统工作任务管理及应用程序执行全部都是以循环扫描方式完成的。当软件发生故障时，可以定时执行下一轮扫描，避免了死机现象，因此可靠性更高。
• 中央处理器(CPU)
• 主要作用 • 1. 接收并存储从编程器输入的用户程序和数据。 • 2. 诊断PLC内部电路的工作故障和编程中的语法错误。 • 3. 用扫描的方式通入I/O部件接收现场的状态或数据，并存入输入映像存储器或数据存储器中。 • 4. PLC进入运行状态后，从存储器逐条读取用户指令，解释并按指令规定的任务进行数据传送、逻辑或算术运算等；根据运算结果，更新有关标志位的状态和输出映像存储器的内容，再经输出部件实现输出控制、制表打印或数据通信等功能。

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

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。

(计算机控制技术)第4章计算机过程输入输出通道

03
输出通道技术
模拟量输出通道
模拟量输出通道的作用是将计算机输出的数字信号转换为模拟信号，以驱动各种执行机构
。
常见的模拟量输出通道有电压输出型和电流输出型两种，它们通过不同的方式将数字信号
转换为模拟信号。
电压输出型模拟量输出通道的优点是电路简单、成本低，适用于输出信号较小、对精度要求不高的场合。
03
输出通道的驱动能力是指其能够驱动执行机构或控制设备的能力，包括最大输出电压、最大输出电流等参数。
04
选择具有足够驱动能力的输出通道可以保证系统的正常运行和稳定性。
04
输入输出通道的信号处理与接口技术
信号的预处理技术
信号的放大与衰减
根据信号的幅度调整，确保信号在传输过程中保持稳定。
信号的滤波
去除噪声和其他干扰，提高信号质量。
信号的整形
将不规则或非标准信号转换为适合传输和处理的信号。
信号的转换技术
A/D转换将模拟信号转换为数字信号，源自于计算机处理。D/A转换
将数字信号转换为模拟信号，便于实际应用。
光电转换
将光信号转换为电信号，或反之。
信号的传输与接口技术
总线技术
实现多个设备之间的数据传输和通信。
数字量输出通道的作用是将计算机输出的数字信号转换为控制信号，以驱动各种控制设备。
晶体管输出型数字量输出通道的优点是响应速度快、驱动能力强，适用于需要快速响应的场合。
输出通道的负载特性与驱动能力
01
输出通道的负载特性是指执行机构或控制设备的输入阻抗、输入电压、输入电流等参数。
02
了解负载特性有助于选择合适的输出通道类型和规格，以确保系统的稳定性和可靠性。

计算机控制

计算机控制重点第一章计算机控制系统概念1.1计算机控制系统特征和组成1. 计算机控制系统有哪些特征？（1）结构特征（2）信号特征（3）控制方法特征（4）功能特征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，并画出系统的硬件组成框图。

1．主机：主要进行数据采集、数据处理、逻辑判断、控制量计算、报警处理等，通过接口电路向系统发出各种控制命令，指挥全系统2.I/O接口：I/O接口与I/O通道是主机与外部连接的桥梁3.通用外部设备：用来显示、打印、存储和传送数据4.检测元件与执行机构:传感器的功能是将被检测的非电学量参数转变为电学量；变送器的功能是将传感器得到的电信号转换成适合于计算机接口使用的电信号5. 操作台：人-机对话的纽带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的系统的工作原理、特点，他们之间有何区别和联系？并画出DDC、SCC 的原理图。

直接数字控制（DDC）：原理：计算机通过输入通道对一个或多个物理量进行巡回检测，并规定的控制规律进行运算，然后发出控制信号，通过输出通道直接控制调节阀等执行机构特点：参加闭环控制过程，不仅能完全取代模拟调节器，实现多回路的PID调节，而且不需要改变硬件，只需通过改变程序就能实现多种较复杂的控制规律监督计算机控制（SCC）：原理：计算机根据工艺参数和过程参量检测值，按照所涉及的控制算法进行计算，计算出最佳设定值直接传给常规模拟调节器或者DDC计算机，最后由模拟调节器或DDC计算机控制生产过程特点：不仅可进行复杂控制规律的控制，而且其工作可靠性较高，当SCC出现故障时，下级仍可继续执行控制任务区别和联系：SCC系统有两种类型，一种SCC加上模拟控制器，另一种SCC加上DDC的控制系统SCC+模拟调节器SCC+DDC监督计算器控制系统第二章工业控制计算机组成2.1 IPC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？工业控制计算机业称为工业计算机，简称工控机。

第三章 IO接口技术与IO通道

第三章输入输出接口与过程通道
4
计算机控制技术
高等院校自动化新编系列教材
（3）地址译码：在微处理机系统通常都配备有多个或多种外围设备，这样就会有多个输入/输出接口，像为键盘、鼠标、打印机、显示器、磁盘等诸输入/输出设备均配备有各自接口，且为它们分配了各自的地址码。通过接口中的地址译码电路对外围设备输入/输出地址寻址。（4）控制和状态：由于微处理机的操作速度与输入/输出设备的运行速度不在一个数量级上，所以随时需要知道输入/输出设备的状态。常用的状态信号有正忙和准备就绪。（5）校验和检查：在微处理机系统中，通常为输入/输出接口配备有校验功能，并且可以将出错信息报告给微处理机。像外围设备机构中的机械和电路故障，就要向微处理机报告故障的类型和位置。若数据在传送中的错误就用奇偶校验码进行校验。如若USB在传送过程中出现错误则要用到容错功能，发送设备会重复发送数据直至正确为止。
第三章输入输出接口与过程通道
16
计算机控制技术
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3)常用的I/O接口部件的框图
系统总线接口
外围设备接口
数据寄存器数据线状态 / 控制寄存器
外围设备接口逻辑
数据
状态
控制
┇
地址线
I/O 逻辑
控制线
外围设备接口逻辑
数据状态控制
第三章输入输出接口与过程通道
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计算机控制技术
第三章输入输出接口与过程通道
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第三章输入输出接口与过程通道
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计算机控制技术
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b. 同步传送许多字符组成一个数据块，块前设同步字符，以一个CRC字符结束。字符间不允许空隙，空闲时发同步字符。收发器时钟频率严格保持一致，发端将时钟与数据一起发送到接收端，硬件电路较异步复杂。 CRC字符循环冗余校验字符。同步字符特殊8位二进制码，接收器收到同步字符，一幀即开始。

计算机控制技术王建华主编第二版第三章课后答案

1、A/D 转换的主要性能指标有哪些？答：转换时间、分辨率、线性误差、量程、对基准电源的要求等。

2、计算机与模拟量输入接口交换信息有哪几种控制方式？它们各有什么优缺点？答：程序查询式：程序设计比较简单，可靠性高，但实时性差；延时采样方式：硬件设计简单，但信息传递较前述方式慢；中断方式：提高了系统的工作效率； DMA 方式：传输速率大大提高。

3、模拟量输入接口设计主要解决那几个方面的问题？答：数据输出线的连接方式，选通信号、启动转换及读出控制信号的连接方法，电源和地线的处理，与计算机信息传递的方式。

4、模拟量输入通道由那几部分组成？答：模拟量输入通道一般由 I/U 变换，多路转换器、程控放大器、采样/保持器、A/D 转换器、接口及控制逻辑等组成。

5、采样/保持器的作用是什么？是否所有的模拟量输入通道中都需要采样/保持器？为什么？答：为了提高模拟量输入信号的频率范围，以适应某些随时间变化较快的信号的要求，可采用带有保持电路的采样器，即采样保持器（为了防止在 A/D 转换之前信号就发生了变化，致使 A/D 转换的结果出错，因而采用采样保持器来使得信号维持一段时间）。

并不是所有的模拟量输入通道都需要采样保持器的，因为采样保持器是为了防止在 A/D 转换之前信号就发生了变化，致使 A/D 转换的结果出错，所以只要 A/D 转换的时间比信号变化的时间短就不需要。

6、在模拟量输入通道中，为何通常要使用可编程放大器？答：因为在模拟输入通道中，多路被测信号常常共用一个测量放大器，而各路的输入信号大小往往不同，但都要放大到模数转换器的同一量程范围内获取适合的分辨力，所以常要使用可编程放大器。

7、隔离放大器有几种形式？各有什么特点？答：（1）变压器耦合隔离放大器：线性和稳定性好，隔离电压和共模抑制比高，应用电路简单，频带较宽；（2）主要起到抗共模干扰和良好的安全保障作用。

第三章 IO接口技术及IO通道

查询设备状态标志值的方法有三种： 1．每个设备对应一个状态端口（实际只有一位，是一个状态触发器），CPU查询一个设备的状态标志，经判断作出相应的 I/O处理后，再查询、判断、处理下一个设备。
2．把各个设备的状态标志位集中起来，用一个统一的专用状态端口来存放，CPU 一次读取后就可对所有设备的当前标志进行测试、判断和进入相应处理。上述两种方法的设备优先级都是由查询的顺序决定的。
#include <dos.h>; #include <stdio.h>; main ( ) { int i; outportb(0x303,0x89); outportb(0x300,0x55); outportb(0x301,0xAA); i = inputb(0x302); return ; }
处理办法：堆栈指针永远指向堆栈。
3.2.3 DMA控制方式
DMA控制方式的概念：即直接存储器存取方式，它采用一个专用的硬件电路DMA控制器（在PC机的主板上）来控制内存与外设之间的数据交换，无需CPU介入，从而大大提高了CPU的工作效率。
DMA控制方式的输入接口电路示意图
DMA控制方式的数据交换过程
开关的闭合与断开，指示灯的亮与灭，继电器或接触器的吸合与释放，马达的启动与停止，阀门的打开与关闭等
开关量输入、输出接口分别如图3-6、图3-7所示
图3-6开关量输入接口
图3-7开关量输出接口
思考：为什么要有输入缓冲器和输出锁存器？
由前可以看出，由缓冲器担当了输入接口，由锁存器担当了输出接口，此外，常用数字量输入输出接口还有可编程并行I/O扩展接口。
3.2.2 中断控制方式中断控制方式的优点: 不仅省去了CPU查询外设状态和等待外设准备就绪所花费的时间，提高了CPU的工作效率，而且还满足了外设的实时性要求。

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

这种I/O控制方式是优是劣，不能一概而论，要看具体应用场合。如果I/O处理的实时性要求不那么高，或者微型计算机的操作任务比较单一，并不很忙。比如在一个系统专门用于控制一个或几个I/O设备的特殊情况下，CPU除了为外设服务，本身就没有更多的其它工作要做，在这种情况下，程序查询式控制不失为一种比较理想的控制策略。正因为这样，所以它在实际中还是一种最常用的I/O控制方式。反过来，如果I/O处理的实时性要求很高，或者CPU的任务很繁忙，则不宜采用这种方式，而最好采用中断驱动式或其它方式来控制。
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

计算机接口技术

此外，随着计算机技术的发展，现代计算机的数据传输技术也在不断地发展扩充，如并行执行技术，推测执行与超顺序执行技术等。
五、按使用信号的类型可分为数字接口和模拟接口
按使用信号的类型可分为数字接口和模拟接口以上是从不同的角度对接口进行的简单分类，但现在接口技术已向复合化发展
二、微机与外设的连接方式：总线
CPU
内存接口
内存
智能仪器接口
通讯接口(wangluo
过程控制接口
数字量输入输出接口
数据总线
地址总线
控制总线
数字仪表：如：数字式波器数字万用表
终端：如：传真机 Modem
传感器驱动器：如：测力仪电机驱动电源
数字外设：如：打印机、磁盘记录仪、显示器等
1-2 I/O接口的基本结构、功能与组成
1－3：二、专用接口和通用接口
微机系统的接口插座
三、按数据通讯的方式可分为串行接口和并行接口
串行：位传送并行：字或字节
四、按信息传送方式可分为查询式接口、中断式接口和DMA式接口
1、程序查询式：CPU使用程序程序传送方式与I/O设备交换资料，分 B:无条件程序传送接口 A:程序查询方式接口 2、中断方式接口：当I/O设备需要CPU为其服务时，可以发出中断请求信号INT，CPU在接到信号后，中断正在执行的程序，转为某设备服务，服务完毕后，再返回原来被中断的程序，中断服务由I/O端口发出申请。
一、什么是计算机接口技术：
计算机I/O接口：这种介于计算机主机系统和外设之间的缓冲电路称为计算机接口电路。计算机接口技术：计算机主机系统和外设之间的缓冲电路的设计与连接技术。随着现代计算机的发展，接口技术与计算机组成技术存在着交叉。
一、什么是计算机接口技术：

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。。

计算机控制技术资料精选全文

8088CPU
DAC 0832
D0~D7
D0~D7 ILE
+5V
A2~A9 译码器
≥1
CS
Rfb
A1 A0
≥1
WR1
WR2 Iout1
-
A
IOW
XFER Iout2
+
Vout
D/A转换器的应用：(1)信号发生器；(2)用于闭环控制系统
第3章计算机控制技术
计算机控制系统的被控对象一般为模拟装置，具有连续特性，控制器(计算机部分)是一种数字装置，具有离散特性。因此计算机控制系统是一个既有连续部分，又有离散部分的混合系统，系统中既存在连续量，又存在离散量。
课程总复习
第一章计算机控制系统概论
1.1 自动控制系统概述 **1.2 计算机控制系统的组成和基本原理 **1.3 计算机控制系统的特点 1.4 计算机控制系统的性能及指标 1.5 典型计算机控制系统 **1.6 计算机控制系统分类 1.7 计算机控制系统的发展趋势
1.2 计算机控制系统的组成和基本原理 **
两者性能尽量等效。第4步：将D(z)变为数字算法，在计算机上编程实现。第5步：通过数字仿真验证闭环性能，若满足指标要求，设计结束，否则应修改设计；
更改设计的途径有：①选择更合适的离散化方法；② 提高采样频率③修正连续域设计，如增加稳定域度指标等。
人调节器
打印机
图1.7 操作制导控制系统组成框图
2. 直接数字控制系统(direct digital control, DDC)
给定值
计
显示打印
算机
记录
接口输入通道检测工业对象
接口输出通道执行器

第3章机电一体化技术与系统中微型计算机控制系统及接

第3章机电一体化技术与系统中微型计算机控制系统及接口技术机电一体化技术与系统的快速发展为各行各业带来了很多便利和创新。

在机电一体化技术与系统中，微型计算机控制系统及其接口技术起着至关重要的作用。

本文将介绍微型计算机控制系统的基本原理，以及其在机电一体化系统中的应用。

一、微型计算机控制系统的基本原理微型计算机控制系统是指借助微型计算机进行控制，其基本原理是将输入信号转换为数字信号，通过计算机的运算处理，再将输出信号转换为控制信号。

微型计算机控制系统通常由四个主要部分组成：输入设备、中央处理器、存储器和输出设备。

输入设备用于将外部信号转换为计算机可以识别的数字信号。

常见的输入设备包括传感器、编码器等，通过检测物理量的变化并将其转换为电信号，再经过模数转换装置将电信号转换为数字信号。

中央处理器是微型计算机控制系统的核心部分，它接收输入信号并进行运算处理。

中央处理器通常由控制单元和算术逻辑单元组成，控制单元用于控制程序的执行流程，算术逻辑单元用于执行各种算术和逻辑运算。

存储器主要用于存储程序和数据。

微型计算机控制系统的程序是预先编写好的指令序列，用于控制系统的运行。

数据则是控制系统运行过程中所需的各种参数和状态信息。

输出设备用于将计算机处理后的数字信号转换为控制信号，进而控制执行器的运动。

常见的输出设备包括电机、液压缸等，通过控制信号的输出来实现对执行器运动的控制。

二、微型计算机控制系统在机电一体化系统中的应用微型计算机控制系统在机电一体化系统中有着广泛的应用。

以下是几个典型的应用案例：1. 自动化生产线控制系统：在自动化生产线上，微型计算机控制系统可以集成各种传感器和执行器，通过对传感器信号的检测和处理，自动控制执行器的动作，从而实现生产线的自动化控制。

2. 机器人控制系统：微型计算机控制系统在机器人控制中起着核心作用。

通过对机器人传感器信号的检测和处理，结合预先编写的控制程序，可以实现对机器人的精确控制，使机器人能够完成各种复杂的任务。