过程输入输出通道技术模板
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
第2章 输入输出接口与过程通道
2.多个输出通路共用一个D／A转换器的结构形式
图2.32 共用D/A转换器的结构
2.4.2 D/A转换器及其接口技术
D/A转换器是将数字量转换成模拟量的元件或 装置。常用的D/A转换器的分辨率有8位、10位、 12位等。
主要技术指标有分辨率、建立时间、线性误 差等。基本上与A/D转换器的指标相一致。
1. 8位A／D转换器ADC0809 主要特点： 分辨率 8 位；
转换时间100s； 温度范围-40 ～ +85 ℃； 可使用单一的 +5V电源； 可直接与CPU连接； 输出带锁存器； 逻辑电平与TTL兼容。
电路组成及引脚功能
ADC0809有28条引脚。
OE
2. 12位A／D转换器AD574
（1）非电信号的检测-不平衡电桥
（2）信号放大电路
放大器的任务是将模拟输入小信号放大到A/D转换 的量程范围之内，如0-5VDC;
对单纯的微弱信号，可用一个运算放大器进行单 端同相放大或单端反相放大。
若信号源的一端接放大器的负端为反相放大。当 然，这两种电路都是单端放大，所以信号源的另一 端是与放大器的另一个输入端共地。
第2章 输入输出接口与过程通道
基本概念
输入输出接口 —— 简称“接口” 输入输出接口技术 —— 研究微处理器和外部设
备之间信息交换的技术。 接口电路：是主机和外围设备之间交换信息的连
接部件。使主机和外设能够协调工作，有效地完 成信息交换。 通道：也称为过程通道。它是计算机和控制对象 之间信息传送和变换的连接通道。
为了提高模拟量输入信号的频率范围，以适应某些随 时间变化较快信号的要求，可采用带有保持电路的采样 器，即采样保持器。
（2）采样保持原理
过程输入输出通道技术
2021/4/6
图 工作电压波形图
21
LCD显示器接口技术
点阵式LCD显示器的接口
当数码位段式显示器的位段缩变为一个点，许多的点按一定的规则均 匀地排列在一起时，便构成了点阵式LCD显示器。
图 采用MCS—51系列单片机8051的接口原理图
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22
人机接口——键盘
2.3.1 非编码键盘
图所示为7段LED显示器件的结构及外形图。
图 7段LED显示器件的结构及外形图
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10
LED显示器及其接口技术
表 显示字符与7段控制显示代码的对应关系
显示字符
控制显示代码（十六进制数）
共阴极
共阳极
显示字符
控制显示代码（十六进 制数）
共阴极
共阳极
0
3F
C0
A
77
88
1
06
F9
b
7C
83
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对键 盘进 行扫 描
N
有键 按下 吗？
Y 延时 去抖 动
查键 号送 A
散转 ： JMP@A＋DPTR
0号 键
1号 键
处理 程序
处理 程序
…
N号键 处理 程序
返回 键盘
返回 键盘
…
返回 键盘
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图 单片机键输入处理流程图
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图2-18 按键闭合及断开时的电压抖动
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当显示字符较多时，驱动电路将会变得非常复杂。 在这种情况下，一般采用时分隔驱动方式。
图 在时分隔驱动方式下的电极引线方式图
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20
3.3 LCD显示器接口技术
计算机控制系统数字量输入输出接口与过程通道
2.4模拟量输入接口与过程通道
2.4.1 模拟量输入通道的组成
2.4.2 信号调理和I/V变换
1.信号调理电路 信号调理电路主要通过非电量的转换、信号 的变换、放大、滤波、线性化、共模抑制及隔离 等方法，将非电量和非标准的电信号转换成标准 的电信号。信号调理电路是传感器和A/D之间以 及D/A和执行机构之间的桥梁，也是测控系统中 重要的组成部分。 （1）非电信号的检测-不平衡电桥 （2）信号放大电路 1)基于ILC7650的前臵放大电路
VOUT 2
D n 2
R3 R3 D ( VREF VOUT1 ) VREF ( n1 1) R1 R2 2
2.5.4 V/I变换
1.集成V/I转换器ZF2B20
2.集成V/I转换器AD694
2.5.5 模拟量输出通道模板举例
图2-47 PCL-726板卡组成框图
2. D/A 转换程序流程 D/A 转换程序流程如下（以通道1为例）： （1）选择通道地址n=1（n=1～6）。 （2）确定D/A高4位数据地址（基地址+00）。 （3）臵 D/A高4位数据(D3～DO 有效 )。 （4）确定D/A低8位数据地址（基地址+01）。 （5）臵 D/A低8位数据并启动转换。 3. 程序设计举例 PCL-726 的D/A 输出、数字量输入等操作均不需要状态查询，分辨率为12位， 000H～0FFFH分别对应输出0%～100%，若输出50%，则对应的输出数字量为7FFH， 设基地址为220H，D/A通道l输出50%的程序如下： C语言参考程序段如下： outportb ( 0x220 , 0x07 ) // D/A 通道l 输出50% outportb ( 0x221 , 0xff ) 汇编语言参考程序如下：（基地址为220H ）： MOV AL， 07H ；D/A 通道l 输出50% MOV DX， 0220H OUT DX， AL MOV DX， 0221H MOV AL， 0FFH
计算机控制输入输出接口与过程通道
②达林顿阵列输出驱动继电器电路。 MC1416是达林顿阵列驱动器. 达林顿晶体管DT（Dar1ington Transistor）亦称复合晶体管。 它采用复合过接方式，将两只或更多只晶体管的集电极连在一 起，而将第一只晶体管的发射极直接耦合到第二只晶体管的基 极，依次级连而成，最后引出E、B、C三个电极。
采用积分电路的小功率输入调理电路
目的：把开关K的状态转化成二进制状态。 原理：闭和K时，电容C放电，反相器反相 为1； 断开K时，电容C充电，反相器反相 为0。
问题：利用什么原理消除了抖动？
R—S触发器消除开关两次反跳电路
K
R3 +5V R45
原理：当K在上时，输出上为1，下为0。
当K按下时，因为键的机械特性，使按键因抖动而产 生瞬间不闭合，造成R-S触发器输入为双1，故状态不改变。
2.1.2 数字量输入通道
•数字量输入通道结构 P C 总 线 生 产 过 程
输入 缓冲 器
输入 调理 电路
地址译码器
2.3.1数字量输入通道
开关量：开关、电流、开关的触点等等 通道结构
输入
PC 总 线
输入 调理 电路
缓
冲器
来 自 生 产 过 程
地址译码器
输入缓冲器：三态门缓冲器74LS244（较为常见）
1 2
R3
C
当K断开时，光电二极管不 导通，晶体管不导通，经反相 器反相输出为0。 其中，用R1、R2进行分压， C进行滤波，要合理选择参数。
•大功率输入调理电路
－采用光电隔离
2.3
2.3.1
数字量输入输出接口与过程通道
数字量输入输出接口技术
1.数字量输入接口 2.数字量输出接口
PMBOK的42个过程的输入、输出和工具与技术汇总表V1.1版
1.观察和交谈 2.项目绩效评估 9.4管理项目 3.冲突管理 团队 4.问题日志 5.人际关系技能
1.事业环境因素（更新） 2.组织过程资产（更新） 3.变更请求 4.项目管理计划（更新）
10.3发布信 1.沟通方法 息 2.信息发布工具
1.组织过程资产（更新） 1.项目管理计划 2.工作绩效信息 3.工作绩效测量结 10.5报告绩 果 效 4.成本预测 5.组织过程资产 1.偏差分析 2.预测方法 3.沟通方法 4.报告系统 1.绩效报告 2.组织过程资产（更新） 3.变更请求
项目管理过程组与知识领域表
by Eddy QQ:447646215 项目管理过程组 知识领域 输入
启动过程组
管理过程 工具与技 输出 输入 管理过程
规划过程组
工具与技术 输出 输入 管理过程
执行过程组
工具与技术 输出 输入 1.项目管理计划 2.绩效报告 3.事业环境因素 4.组织过程资产 1.项目管理计划 2.工作绩效信息 3.变更请求 4.事业环境因素 5.组织过程资产 管理过程
1.项目进度计划 2.进度基准 3.进度数据 4.项目文件（更新）
1.范围基准 2.项目进度计划 3.人力资源计划 4.风险登记册 5.事业环境因素 6.组织过程资产 7、项目成 本管理 1.活动成本估算 2.估算依据 3.范围基准 4.项目进度计划 5.资源日历 6.合同 7.组织过程资产
7.1估算成本
1.风险登记册（更新） 2.组织过程资产（更新） 3.变更请求 4.项目管理计划（更新） 5.项目文件（更新）
1.风险登记册 2.风险管理计划 3.成本管理计划 4.进度管理计划 5.组织过程资产
பைடு நூலகம்
1.数据收集和表现技术 11.4实施定量 2.定量风险分析和建模技 1.风险登记册（更新） 风险分析 术 3.专家判断
3过程通道技术
磁电式
电涡流式
频率
3.1 传感器
3 压力传感器/变送器。 利用物体某些物理特 性，通过不同的转换元 件将被测压力转换成各 种电量信号，间接测量 压力。 转换元件的不同，分 为应变式、压电式、电 感式、电容式、霍尔片 式等多种形式。
3.1 传感器
4 流量传感器
涡轮流量计 一定范围内，涡轮的 转速与流体的平均流 速成正比，通过磁电 转换装置将涡轮转速 变成电脉冲信号，以 推导出被测流体的瞬 时流量和累积流量。
3.2 模拟量输入通道
12位A/D转换器AD574A AD574A是美国AD公司高性能的12位逐次逼近式A/D 转换器，具有三态输出锁存缓冲器，可以与微机数 据总线直接接口。 典型转换时间约为25us，线性误差为±1/2 LSB， 内部有时钟脉冲源和基准电压源，单通道单极性或 双极性输入，采用28脚双立直插式封装。
IN
3.2 模拟量输入通道
4、采样保持器：由输入输出缓冲器A1、A2和采样开 关K、采样保持电容CH等组成。
K 电子开关 CH 保持电容
K Vin CH Vout
LOGIC
控制逻辑
3.2 模拟量输入通道 5、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 件和装置。 常用有逐次逼近式和双斜积分式 逐次逼近式A/D转换器的转换时间短，一般为几个 微秒至几百个微秒 双斜积分式A/D转换器的转换时间长为几十个毫秒 至几百个毫秒，适用于信号缓慢变化的场合。
第3章 过程通道技术
能源与动力工程学院 张 捷
3 过程通道技术
模拟/数字量 输入通道
控制 计算机
控制对象 (热水器)
模拟/数字量 输出通道
过程通道：计算机与被控对象之间的信息传输和转换的连接 问题? 通道。
第2章 输入输出接口与过程通道
P
C
输入
总
缓冲
线
器
地址译码器
生
输入
产
调理
过
电路
程
•输入调理电路 －把现场信号经转换、保护、滤波、隔离转换成 计算机能够接收的逻辑信号。 •小功率输入调理电路 －开关去抖电路
A1
A
O
O
A
积分电路
O
RS触发器 去抖
RS触发器 “ 1” 负脉冲 “ 0” 高电平
•大功率输入调理电路 －采用光电隔离
2.1.3 数字量输出通道 1、数字量输出通道结构
ห้องสมุดไป่ตู้
作业 P62 －2.1, 2.2, 2.3
常用指令说明
• CLD：清除方向标志 说明：在字符串指令被执行时，如果事先用CLD指
令使DF清零，则地址在串操作过程中自动增量。
• LEA：取有效地址 说明：把变量、标号或偏移地址送指定寄存器
• STOS：存储字节串或字串 说明：将AL( AX) 中的字节或字存入ES：DI所指单 元。
P
生
C
输出
输出
产
总
锁存
驱动
过
线
器
器
程
地址译码器
2、输出驱动电路 •小功率直流驱动电路
－功率晶体管输出驱动继电器电路 续流二极管在功率晶体管关闭时，为继电器线
圈产生的反电动势提供旁路通道，保护晶体管。
•
－达林顿阵列输出驱动继电器电路 MC1416，7路驱动，带保护二极管
•
•大功率直流驱动电路 －固态继电器。零交叉电路在交流电过零时产生 触发信号，减少干扰。
第2章 输入输出接口与过程通道
接口：计算机与外部设备交换信息的桥梁，包 括输入和输出接口。
计算机控制技术实验报告
计算机控制技术实验报告实验一过程通道和数据采集处理一、输入与输出通道本实验教程主要介绍以A/D 和D/A 为主的模拟量输入输出通道，A/D 和D/A 的芯片非常多，这里主要介绍人们最常用的ADC0809 和TLC7528。
一、实验目的1(学习A/D 转换器原理及接口方法，并掌握ADC0809 芯片的使用2(学习D/A 转换器原理及接口方法，并掌握TLC7528 芯片的使用二、实验内容1(编写实验程序，将,5V ~ +5V 的电压作为ADC0809 的模拟量输入，将转换所得的8 位数字量保存于变量中。
2(编写实验程序，实现D/A 转换产生周期性三角波，并用示波器观察波形。
三、实验设备+PC 机一台，TD-ACC实验系统一套，i386EX 系统板一块四、实验原理与步骤1(A/D 转换实验ADC0809 芯片主要包括多路模拟开关和A/D 转换器两部分，其主要1特点为:单电源供电、工作时钟CLOCK 最高可达到1200KHz 、8 位分辨率，8 个单端模拟输入端，TTL 电平兼容等，可以很方便地和微处理器+ 接口。
TD-ACC教学系统中的ADC0809 芯片，其输出八位数据线以及CLOCK 线已连到控制计算机的数据线及系统应用时钟1MCLK (1MHz) 上。
其它控制线根据实验要求可另外连接 (A、B、C、STR、/OE、EOC、IN0,IN7)。
根据实验内容的第一项要求，可以设计出如图1.1-1 所示的实验线路图。
单次阶跃模数转换单元控制计算机图1.1-1上图中，AD0809 的启动信号“STR”是由控制计算机定时输出方波来实现的。
“OUT1” 表示386EX 内部1,定时器的输出端，定时器输出的方波周期,定时器时常。
图中ADC0809 芯片输入选通地址码A、B、C 为“1”状态，选通输入通道IN7;通过单次阶跃单元的电位器可以给A/D 转换器输入,5V ~ +5V 的模拟电压;系统定时器定时1ms 输出方波信号启动A/D 转换器，并将A/D 转换完后的数据量读入到控制计算机中，最后保存到变量中。
PMP项目管理五大过程组及42个过程输入输出工具与技术样本
项目管理五大过程组过程总体描述启动过程组：获得授权，左义一种新项目或既有项目一种新阶段，正式开始该项目或阶段一组过程。
规划过程组：明确项目范畴，优化目的，为实现目的而制怎行动方案一组过程。
执行过程组：完毕项目管理筹划中拟左工作以实现项目目的一组过程。
监控过程组：跟踪、审查和调右项目进展与绩效，辨认必要筹划变更并启动相应变更一组过程。
收尾过程组：为完结所有过程组所有活动以正式结朿项目或阶段而实行一组过程。
单个项目项目管理过程一、启动过程组1、制定项目章程制定项目章程是制左一份正式批准项目或阶段文献，并记录能反映「系人需要和盼望初步规左过程。
在多阶段项目中，这一过程可用来确认或优化在此前制左项目章程过程中所做有关决策。
图42制定項目垒殍劭入、工貝与技术和输出2、辨认干系人辨认干系人是辨认所有受项目影响人或组织，并记录英利益、参加状况和影响项目成功过程。
谕入■ 工具与技术 ■输出 1 项目童程I 2.釆购文件3. 事业环境因素 4$组织过稈资产图1S2识别干系人 输入、工具与技术和输出二. 规划过程组3、制定项目管理筹划制泄项目管理筹划是对左义.编制、整合和协调所有子筹划所必须行动进行记录过程。
项目管理筹划是关 于如何对项目进行规划、执行、监控和收尾重要信息来源。
1. 干系人分析 2, 专嵐判断1- 干系人登记册 2- 干系人管理乘跨輸入图4,制定项目管理计划；输入 工具与技术和絵出4、收集需求收集需求是为实现项目目的而圧义并记录干系人需求过程。
输入工具与技术 1.项目窣程 2-干系人登记册K 访谈2. 焦点小组会议3. 引导式硏讨会4. 群仏创新技术5. 祥仏决第技术 6-问卷调查 7.观察 匸原型法图＞2收集冬衣喻入.工兒与狡术和嗡巳1.项目管理计划1.专家判疔工具与技术 输出 1. 项目華稈 2. 其他规划过稈的输出 3. 事业环境因素 4. 组织过稈资产匡5-6创it WBS 输入、工貝与技术兀输出7、定义活动泄义活动是辨以为完毕项目可交付成果而需采用详细行动过程。
计算机控制系统第7章输入输出过程通道
计算机控制系统的过程通道分为四类：模拟 量输入通道、模拟量输出通道、数字量输入通道 和数字量输出通道。
2020/6/9
3
7．1 数字量输入输出通道
1 .数字量输入通道
数字量输入
DI接口电路
输
通道的任务是把
PC 总
入 缓
被控对象的开关 线
冲 器
输
来
入
自
调
生
理
产
电
过
路
程
状态信号（或数
字信号）传送给
地址译码器
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14
② 多路转换器
多路转换器又称 多路开关，多路开关 的作用是用来将各路 被测信号依次地或随 机地切换到公共放大 器或A/D转换上。
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VDD
VSS
INH A B C
VEE X0 X1
┇
X7
电平 转化
译码驱动电路
┅
X
┇
图7—11 CD4051原理图
表7—1 CD4051通道选择表
断或亮、灭， 数字量输出通道主要由输出接口电
简称DO通道。 路和输出驱动电路等组成。
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8
1）数字量输出驱动电路
输出驱动电路的功能有两个，一是进行信号隔离， 二是驱动开关器件。
① 低电压开关信号输出
5V
Vc
R1
R2
R1
VC
RL
R2
图7－5 低电压开关输出
图7－6 三极管输出驱动
对于低电压情况下开关量控制输出，可采用三极管、
过
变
程 参 数
送 器
信号
多路
前置
采样
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。
项目管理各项过程的输入、工具与技术和输出
一、项目整体管理：1、制定项目章程：输入：项目工作说明书、商业论证、协议、事业环境因素、组织过程资产；工具：专家判断、引导技术；输出：项目章程；2、制定项目管理计划：输入：项目章程、其它过程的输出、事业环境因素、组织过程资产工具：专家判断、引导技术；输出：项目管理计划；3、指导和管理项目工作：输入：项目管理计划、批准的变更请求、事业环境因素、组织过程资产工具：专家判断、信息管理系统、会议；输出：可交付的成果、工作绩效数据、变更请求、项目管理计划更新、项目文件更新；4、监控项目工作：输入：项目管理计划、进度预测、成本预测、确认的变更、工作绩效信息、事业环境因素、组织过程资产；工具：专家判断、分析技术、项目管理信息系统、会议；输出：变更请求、工作绩效报告、项目管理计划更新、项目文件更新；5、实施整体变更控制：输入：项目管理计划、工作绩效报告、变更请求、事业环境因素、组织过程资产；工具：专家判断、会议、变更控制工具；输出：批准的变更请求、变更日志、项目管理计划更新、项目文件更新；6、结束项目或阶段输入：项目管理计划、验收的可交付成果、组织过程资产；工具：专家判断、分析技术、会议；输出：1、最终产品、服务或成果移交；2、组织过程资产更新；二、项目范围管理：1、规划范围管理：输入：项目管理计划、项目章程、事业环境因素、组织过程资产工具：专家判断、会议；输出：范围管理计划、需求管理计划；2、收集需求：输入：范围管理计划、需求管理计划、干系人管理计划、项目章程、干系人登记册；工具：访谈、焦点小组、引导式研讨会、群体创新技术、群体决策技术、问卷调查、观察、原型法、标杆对照、系统交互图、文件分析；输出：需求分析、需求跟踪矩阵；3、定义范围：输入：范围管理计划、项目章程、需求文件、组织过程资产；工具：专家判断、产品分析、备选方案生成、引导式研讨会；输出：项目范围说明书、项目文件更新；4、创建WBS：输入：范围管理计划、项目范围说明书、需求文件、事业环境因素、组织过程资产；工具：分解、专家判断；输出：范围基准、项目文件更新；5、确定范围：输入：项目管理计划、需求文件、需求跟踪矩阵、核实的可交付成果、工作绩效数据；工具：检查、群体决策技术；输出：验收的可交付成果、变更请求、工作绩效信息、项目文件更新；4、控制范围：输入：项目管理计划、需求文件、需求跟踪矩阵、工作绩效数据、组织过程资产；工具：偏差分析；输出：工作绩效信息、变更请求、项目管理计划更新、项目文件更新、组织过程资产更新；三、项目时间（进度）管理：1、规划进度管理：输入：项目管理计划、项目章程、事业环境因素、组织过程资产；工具：专家判断、分析技术、会议；输出：进度管理计划；2、定义活动：输入：进度管理计划、范围基准、事业环境因素、组织过程资产；工具：分解、滚动式规划、专家判断；输出：活动清单、活动属性、里程碑清单；3、排列活动顺序：输入：进度管理计划、活动清单、活动属性、里程碑清单、项目范围说明书、事业环境因素、组织过程资产；工具：紧前关系绘图法、确定依赖关系、提前量与滞后量；输出：项目进度网络图、项目文件更新；4、估算活动资源：输入：进度管理计划、活动清单、活动属性、资源日历、风险登记册、活动成本估算、事业环境因素、组织过程资产；工具：专家判断、备选方案分析、发布的估算数据、自下而上估算、项目管理软件；输出：活动资源需求、资源分解结构、项目文件更新；5、估算活动持续时间：输入：进度管理计划、活动清单、活动属性、活动资源需求、资源日历、项目范围说明书、风险登记册、资源分解结构、事业环境因素、组织过程资产；工具：专家判断、类比估算、参数估算、三点估算、群体决策技术、储备分析；输出：活动持续时间估算、项目文件更新；6、制定进度计划：输入：进度管理计划、活动清单、活动属性、项目进度网络图、活动资源需求、资源日历、活动持续时间估算、项目范围说明书、风险登记册、项目人员分解、资源分解结构、事业环境因素、组织过程资产；工具：进度网络分析、关键路径法、关键链法、资源优化技术、建模技术、提前量与滞后量、进度压缩、进度计划编制工具；输出：进度基准、项目进度计划、进度数据、项目日历、项目管理计划更新、项目文件更新；7、控制进度输入：进度管理计划、项目进度计划、工作绩效数据、项目日历、进度数据、组织过程资产；工具：绩效审查、项目管理软件、资源优化技术、建模技术、提前量与滞后量、进度压缩、进度计划编制工具；输出：工作绩效信息、进度预测、变更请求、项目管理计划更新、项目文件更新、组织过程资产更新；四、项目成本管理：1、规划成本管理：输入：项目管理计划、项目章程、事业环境因素、组织过程资产；工具：专家判断、分析技术、会议；输出：成本管理计划；2、估算项目成本：输入：成本管理计划、人力资源管理计划、范围基准、项目进度计划、风险登记册、事业环境因素、组织过程资产；工具：专家判断、类比估算、参数估算、自下而上估算、三点估算、储备分析、质量成本、项目管理软件、卖方投标分析、群体决策技术；输出：活动成本估算、估算依据、项目文件更新；3、制定项目预算：输入：成本管理计划、范围基准、活动成本估算、估算依据、项目进度计划、资源日历、风险登记册、协议、组织过程资产；工具：成本汇总、储备分析、专家判断、历史关系、资源限制平衡；输出：成本基准、项目资金需求、项目文件更新；4、控制成本：输入：项目管理计划、项目资金需求、工作绩效数据、组织过程资产；工具：挣值管理、预测、完工尚需绩效指数、绩效审查、项目管理软件、储备分析；输出：工作绩效信息、成本预测、变更请求、项目管理计划更新、项目文件更新、组织过程资产更新；五、项目质量管理：1、规划质量管理：输入：项目管理计划、干系人登记册、风险登记册、需求文件、事业环境因素、组织过程资产；工具：成本效益分析、质量成本、七种基本质量工具、标杆对照、实验设计、统计抽样、其他质量管理工具、会议；输出：质量管理计划、过程改进计划、质量测量指标、质量核对单、项目文件更新；2、实施质量保证：输入：质量管理计划、过程改进计划、质量测量指标、质量控制测量结果、项目文件；工具：质量管理与控制工具、质量审计、过程分析；输出：变更请求、项目管理计划更新、项目文件更新、组织过程资产更新；3、控制质量：输入：项目管理计划、质量测量指标、质量核对单、工作绩效数据、批准的变更请求、可交付的成果、项目文件、组织过程资产；工具：七种基本质量工具（因果图、流程图、核查表、帕累托图、直方图、控制图、散点图）、统计抽样、检查、审计已批准的变更请求；输出：质量控制测量结果、确认的变更、核实的可交付成果、工作绩效信息、变更请求、项目管理计划更新、项目文件更新、组织过程资产更新；六、人力资源管理：1、规划人力资源管理：输入：项目管理计划、活动资源需求、事业环境因素、组织过程资产；工具：组织图和职位描述、人际交往、组织理论、专家判断、会议；输出：人力资源管理计划；2、组建项目团队：输入：人力资源管理计划、事业环境因素、组织过程资产；工具：预分派、谈判、招募、虚拟团队、多标准决策分析；输出：项目人员分派、资源日历、项目管理计划更新；3、建设项目团队：输入：软件资源管理计划、项目人员分派、资源日历；工具：人际关系技能、培训、团队建设活动、基本规则、集中办公、认可与奖励、人事测评工具；输出：团队绩效评价、事业环境因素更新；4、管理项目团队：输入：人力资源管理计划、项目人员分派、团队绩效评价、问题日志、工作绩效报告、组织过程资产；工具：观察和交谈、项目绩效评估、冲突管理、人际关系技能；输出：变更请求、项目管理计划更新、项目文件更新、事业环境因素更新、组织过程资产更新；七、项目沟通管理：1、规划项目沟通管理：输入：项目管理计划、干系人登记册、事业环境因素、组织过程资产；工具：沟通需求分析、沟通技术、沟通模型、沟通方法、会议；输出：沟通管理计划、项目文件更新；2、管理沟通：输入：沟通管理计划、工作绩效报告、事业环境因素、组织过程资产；工具：沟通技术、沟通模型、沟通方法、信息管理系统、报告绩效；输出：项目沟通、项目管理计划更新、项目文件更新、组织过程资产更新；3、控制沟通：输入：项目管理计划、项目沟通、问题日志、工作绩效数据、组织过程资产；工具：信息管理系统、专家判断、会议；输出：工作绩效信息、变更请求、项目管理计划更新、项目文件更新、组织过程资产更新；八、项目干系人管理1、识别项目干系人：输入：项目章程、采购文件、事业环境因素、组织过程资产；工具：干系人分析、专家判断、会议；输出：干系人登记册；2、规划项目干系人管理：输入：项目管理计划、干系人登记册、事业环境因素、组织过程资产；工具：专家判断、会议、分析技术；输出：干系人管理计划、项目文件更新；3、管理干系人参与：输入：干系人管理计划、沟通管理计划、变更日志、组织过程资产；工具：沟通方法、人际关系技能、管理技能；输出：问题日志、变更请求、项目管理计划更新、项目文件更新、组织过程资产更新；4、控制干系人参与：输入：项目管理计划、问题日志、工作绩效数据、项目文件；工具：信息管理系统、专家判断、会议；输出：工作绩效信息、变更请求、项目管理计划更新、项目文件更新、组织过程资产更新；九、项目风险管理：1、规划风险管理：输入：项目章程、项目管理计划、干系人登记册、事业环境因素、组织过程资产；工具：分析技术、专家判断、会议；输出：风险管理计划；2、识别风险：输入：风险管理计划、成本管理计划、进度管理计划、质量管理计划、人力资源管理计划、范围基准、活动成本估算、活动持续时间估算、干系人登记册、项目文件、采购文件、事业环境因素、组织过程资产；工具：文档审查、信息收集技术、核对单分析、假设分析、图解技术、SWOT分析、专家判断；输出：风险登记册；3、定性分析风险：输入：风险管理计划、范围基准、风险登记册、事业环境因素、组织过程资产；工具：风险概率和影响评估、概率和影响矩阵、风险数据质量评估、风险分类、风险紧迫性评估、专家判断；输出：项目文件更新；4、定量分析风险：输入：风险管理计划、成本管理计划、进度管理计划、风险登记册、事业环境因素、组织过程资产；工具：数据收集和展示技术、定量风险分析和建模技术、专家判断；输出：项目文件更新；5、规划风险应对：输入：风险管理计划、风险登记册；工具：消极风险或威胁应对策略、积极风险或机会的应对策略、应急应对策略、专家判断；输出：项目管理计划更新、项目文件更新；6、控制风险：输入：项目管理计划、风险登记册、工作绩效数据、工作绩效报告；工具：风险再评估、风险审计、偏差与趋势分析、技术绩效测量、储备分析、会议；输出：工作绩效信息、变更请求、项目管理计划更新、项目文件更新、组织过程资产更新；十、项目采购管理：1、规划采购管理：输入：项目管理计划、需求文件、风险登记册、活动资源需求、项目进度计划、活动成本估算、干系人登记册、事业环境因素、组织过程资产；工具：自制或外购分析、专家判断、市场调研、会议；输出：采购管理计划、采购工作说明书、采购文件、供方选择标准、自制或外购决策、变更请求、项目文件更新；2、实施采购：输入：项目管理计划、采购文件、供方选择标准、卖方建议书、项目文件、自制或外购决策、采购工作说明书、组织过程资产；工具：投标人会议、建议书评价技术、独立估算、专家判断、广告、分析技术、采购谈判；输出：选定的卖方、协议、资源日历、变更请求、项目管理计划更新、项目文件更新；3、控制采购：输入：项目管理计划、采购文件、协议、批准的变更请求、工作绩效报告、工作绩效数据；工具：合同变更控制系统、采购绩效评审、检查与审计、报告绩效、支付系统、索赔管理、记录管理系统；输出：工作绩效信息、变更请求、项目管理计划更新、项目文件更新、组织过程资产更新；4、结束采购：输入：项目管理计划、采购文件；工具：采购审计、采购谈判、记录管理系统；输出：结束的采购、组织过程资产更新；十一、主要工具说明：1、专家判断：由来自项目内部和外部的具备专业知识或受过专门培训的人组成一个专家小组，该小组的成员凭借其专业知识和经验对所获得的信息进行分析和判断，以决定是否批准某项决议或采取某种措施。
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第五章过程输入输出通道技术
在计算机控制系统中, 为了实现对生产过程的控制, 要将对象的控制参数及运行状态按规定的方式送入计算机, 计算机经过计算、处理后, 将结果以数字量的形式输出, 此时需将数字量变换为适合生产过程控制的量, 因此在计算机和生产过程之间, 必须设置完成信息的传递和变换装置, 这个装置称为过程输入输出通道, 也叫I/O通道。
5.1过程输入输出通道概述
过程输入输出通道由模拟量输入输出通道和开关量输入输出通道组成。
过程输入输出通道在微型计算机和工业生产过程之间起着信号传递与变换的纽带作用。
5.1.1 模拟量输入通道的一般结构
过程参数由传感元件和变送器测量并转换为电压( 或电流) 形式后送至多路开关; 在微机的控制下, 由多路开关将各个过程参数依次地切换到后级, 进行放大、采样和A/D转换, 实现过程参数的巡回检测。
5.1.2 模拟量输出通道的基本结构
多D/A结构的模拟量输出通道中的D/A转换器除承担数字信号到模拟信号转换的任务外, 还兼有信号保持作用, 即把微机在t=kT 时刻对执行机构的控制作用维持到下一个输出时刻t=(k+1)T。
这是一种数字保持方式, 送给
D/A转换器的数字信号不变, 其模拟输出信号便保持不变。
共享D/A结构的模拟量输出通道中的D/A转换器只起数字信号到模拟信号的转换作用, 信号保持功能靠采样保持器完成。
这是一种模拟保持方式, 微机对通路i( i=1, 2, ..., n) 的控制信号被D/A转换器转换为模拟形式后, 由采样保持器将其记忆下来, 并保持到下一次控制信号的到来。
多D/A形式输出速度快、工作可靠、精度高, 是工业控制领域普遍采用的形式。
5.1.3 开关量( 数字量) 输入通道的基本结构
开关量输入通道又称为数字量输入通道, 该通道的任务是把被控对象的开关状态信号( 或数字信号) 送给计算机、或把双值逻辑的开关量变换为计算机能够接收的数字量送给计算机, 简称DI通道。
典型的开关量输入通道一般由以下几部分组成:
1．信号变换器: 将生产过程的非电量开关量转换为电压或电流的双值逻辑值。
2．整形变换电路: 将混有毛刺之类干扰的输入双值逻辑信号或其信号前后沿不符合要求的输入信号整形为接近理想状态的方波或矩形波, 然后再根据系统要求变换为相应形状的脉冲信号。
3．电平变换电路: 将输入的双值逻辑电平转换为与CPU兼容的逻辑电平。
4．总线缓冲器: 暂存数字量信息并实现与CPU数据总线的连接。
5．接口逻辑电路: 协调各通道的同步工作, 向CPU传递状态信息并控制开
关量的输入、输出。
5.1.4 开关量( 数字量) 输出通道的基本结构
开关量( 数字量) 输出通道的任务是把计算机输出的数字信号( 或开关信号) 传送给开关型的执行机构( 如继电器或指示灯等) , 控制它们的通、断或亮、灭, 简称DO通道。
其典型结构中锁存输出的主要作用是锁存CPU输出的数据或控制信号, 供外部设备使用; 隔离部件的作用是为防止干扰; 功放的作用则是为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驱动信号。
下面分别展开说明四种过程通道的组成及应用。
5.2 模拟量输入输出通道
5.2.1 模拟量输入通道中的信号变换
模拟信号到数字信号的转换包含信号的采样和量化两个过程。
1．信号的采样
信号的采样过程如图2.24所示。
执行采样动作的是采样器( 采样开关) K, K 每隔一个时间间隔T闭合一个时间τ。
T称为采样周期, τ称为采样宽度。
时间和幅值上均连续的模拟信号y( t) 经过采样器后, 被变换为时间上离散的采样信号y*( t) 。
模拟信号到采样信号的变换过程称为采样过程或离散过程。
2．信号的量化
采样信号在时间轴上是离散的, 但在函数轴上依然是连续的, 因为连续信号y( t) 幅值上的变化, 也反映在采样信号y*( t) 上。
因此, 采样信号仍不能进入微机。
微机只能接受在时间上离散、幅值上变化也不连续的数字信号。
将采样信号转换为数字信号的过程称为量化过程, 执行量化动作的装置是A/D转换器。
字长为n的A/D转换器把y min～y max 范围内变化的采样信号, 变换为数字0～2n－1, 其最低有效位( LSB) 所对应的模拟量q称为量化单位。
5.2.2模拟量输入通道的一般结构形式
2.4.2 A/D转换器
1．主要技术指标
A/D转换器是将模拟量转换为数字量的器件, 这个模拟量泛指电压、电阻、电流、时间等参量, 但在一般情况下, 模拟量是指电压而言的。
A/D转换器常见以下几项技术指标来评价其质量水平。
⑴分辨率
分辨率是衡量A/D转换器分辨输入模拟量最小变化程度的技术指标。
分辨率一般见数字量的位数n( 字长) 来表示, 如8位、12位、16位等。
分辨率为n位, 表示它能对满量程输入的1/2n的增量作出反映, 即数字量的最低有效位( LSB) 对应于满量程输入的1/2n。
若n=8, 满量程输入为5.12V, 则LSB对
应于模拟电压5.12V/28＝20mV。
⑵转换时间
转换时间是指A/D转换器完成一次模拟到数字转换所需要的时间。
⑶线性误差
线性误差是指A/D转换器的理想转换特性( 量化特性) 应该是线性的, 但实际转换特性并非如此。
在满量程输入范围内, 偏移理想转换特性的最大误差定义为线性误差。
线性误差一般见LSB的分数表示, 如1/2 LSB或±1 LSB。
2．A/D转换原理
⑴逐次逼近式A/D转换器
逐次逼近式A/D转换器工作原理的基本特点是: 二分搜索, 反馈比较, 逐次逼近。
它的基本思想与生活中的天平称重思想极为相似。
利用一套标准的”电压砝码”, 这些”电压砝码”的大小, 相互间成二进制关系。
把这些已知的”电压砝码”由大到小连续与未知的被转换电压相比较, 并将比较结果以数字形式送到逻辑控制电路予以鉴别, 以便决定”电压砝码”的去留, 直至全部”电压砝码”都试探过为止。
最后, 所有留下的”电压砝码”加在一起, 便是被转换电压的结果。
这种转换器的工作原理如图2.10所示。
它由电压比较器、数/模转换器、逐次逼近寄存器、控制逻辑和输出缓冲锁存器等部分组成。
图2.10 逐次逼近式A/D的原理图
当计算机发出”启动转换”命令时, SAR寄存器和输出缓冲器清零, 故D/A 输出也为零。
此时控制电路先设定SAR中的最高位为”1”, 其余位为”0”, 此预测数据送往D/A转换器, 转换成电压V0, 然后V0和输入模拟电压Vx在比较器中比较, 若Vx＞V0, 说明预置结果正确, 应予保留, 若Vx≤V0, 则预置结果错误, 应予清除。
然后按上述方法继续对次高位及后续各位依次进行预置、比较和判断, 决定该位是”1”还是”0”, 直至确定SAR最低位为止。
这个过程完成后, 便发出转换结束信号。
此时SAR寄存器从最高位到最低位都试探过一遍的最终值便是A/D转换的结果。
⑵双斜积分式A/D转换器
双斜积分A/D转换器的转换基础是测量两个时间: 第一个时间是模拟电压向电容充电的固定时间, 第二个时间是已知参考电压放电所需要的时间, 模拟输入电压与参考电压的比值就是这两个时间值之比。
图2.11( a) 是这种A/D 转换器的原理图, 它的转换过程如图2.11( b) 所示。
其整个转换过程在逻辑控制电路的控制下按以下三个阶段进行。
●休止阶段
逻辑控制电路发出复位指令, 将计数器清零, 使K4闭合, 积分器输入输出
都为零。
● 工作阶段( 采样阶段)
在t1时刻, 逻辑控制电路发出启动指令, 使K4断开, K1闭合, 于是积分器开始对输入电压Ux 积分, 同时计数器开始计数。
在固定时间内停止对输入电压积分, 此时计数器计满N 个脉冲。
且该阶段结束。
● 比较阶段
逻辑控制电路在t2时刻K1断开的同时, 也使与输入电压Ui 极性相反的基准电压接入积分器。
此时K2( 或K3) 闭合, 电容C 开始放电, 计数器从零开始计数, 当积分器输出电压达到零电平时刻( 即t3时刻) , 比较器翻转, 逻辑控制电路发出计数器停止计数信息及”转换结束”信号, 此时计数器的值反映了输入电压Vx 在固定积分时间内的平均值。
图2.11 双斜积分式A/D 转换器的原理图与工作波形图
⑶ 并行比较式A/D 转换器
该A/D 转换器采用( 23－1) =7个比较器, 每个比较器的基准电压分别为R U 141, R U 143, R U 1413 , 而输入电压Ui 则是并行加入到7个比较器的输入端。
这样工作时,
输入电压Ui 将与7个基准电压同时进行比较。
译码和锁存电路的作用是对7。