输入输出接口与过程通道

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（1）小功率直流驱动电路(可驱动继电器、低压电磁阀或
发光二极 管
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光敏三极 管
(6)应用实例 小功率输入调理电路：如图所示。
RS触发器消除开关两次反跳
积分电路去抖
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大功率输入调理电路：如图所示 。
采用光电隔离
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2.2.3 数字量输出通道
1、数字量输出通道的结构 如图所示，主要由输出锁存器、输出驱动电路、 输出口地址译码电路等组成。
过程通道是在计算机和生产过程之间设置 的信息传送和转换的连接通道，它分为模拟量输 入/输出通道（AI/AO），数字量（或开关量）输 入/输出通道（DI/DO）。
过程通道中包含有输入输出接口。
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通常输入通道又称为检测通道，输出通道又称 为控制通道。 生产过程的各种参数通过模拟量输入通道或数 字量输入通道送到计算机; 计算机经过计算和处理所得的结果通过模拟量 输出通道或数字量输出通道送到生产过程，从而实 现对生产过程的控制。 输入输出接口和过程通道是计算机控制系统的 重要组成部分。
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3、数字量输出接口—锁存器 用74LS273作为8位输出锁存口，对状态输出信 号进行锁存。保持到下次给出新的状态输出信号。
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原理：经过端口地址译 码，得到片选信号CS，当执 行OUT指令周期时，产生 IOW信号。由于PC总线工业 控制机的I/O端口写总线周期 时序关系中，总线数据D0~D7 比IOW下降沿稍晚，因此可 利用IOW的后沿产生的上升 沿锁存数据。 实现：可用下列指令完成8位开关量的输出控制。 MOV AL, DATA MOV DX, port OUT DX, AL
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2.2.2 数字量输入通道
1、数字量输入通道的结构 如图所示。主要由输入缓冲器、输入调理电路、 输入地址译码电路等组成。
PC 总 线
（ISA总线）ຫໍສະໝຸດ 输入 缓冲 器输入 调理 电路
来 自 生 产 过 程
地址译码器 图2.2 数字量输入通道结构
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2、输入调理电路的作用 作用：将生产现场的信号经转换、保护、滤波、 隔离后转换成计算机能接收的逻辑信号。 (1)信号转换处理 信号逻辑上表现为“1”或“0”，信号形式为电 压、电流信号或开关的通断，幅值范围不符合数字 电路的要求，需经转换处理。 (2)安全保护措施 对可能出现的输入过电压（用稳压管实现过电 压保护）、瞬间尖峰（用稳压管、压敏电阻）或极 性接反（用二极管）的情况，采取安全保护措施。
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(5)隔离处理 用于现场输入设备与计算机系统间的隔离保护， 保障计算机系统安全。使测控装置与现场仅保持信 号联系，但不直接发生电的联系。价格低廉，可靠 性好。 方法：光电耦合器件隔离、变压器磁隔离。 光电耦合组成：发光二极管和光敏三极管封 装在一个管壳内。 原理：信号的有/无→发光二极管光的有/无→光敏 三极管的通/断→输出电位的高/低。
过 程 参 数
变 送 器
I/V 变 换
多路 转换 器
采样 保持 器
A/D 转换 器
接口 逻辑 电路
模拟输入通道 图2.7 模拟量输入通道的组成结构
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概 述
接口是计算机与外部设备交换信息的桥梁， 它包括输入接口和输出接口。 接口技术是研究计算机与外部设备之间如何 交换信息的技术。
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原理：经过端口地址译码得 到片选信号CS，当在执行 IN指令周期时，产生IOR信 号，则被测的状态信息可通 过三态门送到PC总线工业 控制机的数据总线，然后装 入AL寄存器。
实现：可用如下指令完成8个开关量的状态采集： MOV DX, port IN AL, DX 其中port为片选端口的地址，在初始化程序中分配。 三态门缓冲器74LS244用来隔离输入和输出线路， 起缓冲作用 。
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⑶ 常见的数字量有： ①编码数字（二进制或十进制）：如用绝对编 码的编码器检测位置等。 ②开关量：如按钮或转换开关的启停、阀门的 开闭，指示灯亮/灭等。 ③数字脉冲列信号：如光电脉冲编码器检测速 度、晶闸管的脉冲触发器等。
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2、数字量输入接口—缓冲器 三态门缓冲器74LS244，用来取得设备的输入 状态信息，可同时输入8个开关状态。
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(3)消除机械抖动影响 操作按钮、继电器触点、行程开关等机械装置 在通/断时会产生机械抖动，体现在计算机输入上 是输入信号在0、1间多次振荡，可能导致错误控制。 方法：R-S触发器消除、积分电路消除（图见 课本）。
(4)滤波处理 长线传输、电路内外部干扰，使输入信号中带 有干扰信号，造成计算机的误读出错。 方法：RC滤波电路等。
PC 总 线
(ISA总线)
输出 锁存 器
输出 驱动 器
去 生 产 过 程
地址译码器 图2.3 数字量输出通道结构
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2、输出驱动电路 功能：输出锁存器输出的信号的电压值、输出 功率无法满足执行机构的要求，应进行电平转换 和功率放大。 根据被控对象对控制信号的要求，将开关量 输出信号转变为以下形式：TTL电平逻辑信号、电 子无触点开关量输出和继电器输出等。
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2.2 数字量输入输出接口与过程通道
2.2.1 数字量输入输出接口技术
2.2.2 数字量输入通道 2.2.3 数字量输出通道 2.2.4 数字量输入输出通道模板应用举例(略)
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2.2.1 数字量输入输出接口技术
*1、数字量 数字量信号是以二进制的逻辑“1”和“0”出现 的。如：开关的合与开，指示灯的亮与灭，继电器 的吸合与释放，马达的启动与停止，阀门的打开与 关闭等。数字量（开关量）的种类 ⑴按类型分有电平式和触点式两种 电平式为高电平或低电平 触点式为触点闭合或触点断开 ⑵按电源分有有源和无源两种 有源即直接提供高、低电平（有带负载能力） 无源即提供物理触点，或感应器件