第8章 數(shù)字量輸入輸出與抗干擾設(shè)計(jì)技術(shù)

1、 開(kāi)關(guān)量功率接口技術(shù)開(kāi)關(guān)量功率接口技術(shù) 8.1 8.1 光電耦合隔離技術(shù)光電耦合隔離技術(shù) 8.2 8.2 數(shù)字量輸入通道數(shù)字量輸入通道 8.3 8.3 數(shù)字量輸出通道數(shù)字量輸出通道 在在計(jì)算機(jī)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中控制系統(tǒng)中，除了要處理模擬量信號(hào)除了要處理模擬量信號(hào)以外，還要處理另一類(lèi)數(shù)字信號(hào)，包括開(kāi)關(guān)信號(hào)、以外，還要處理另一類(lèi)數(shù)字信號(hào)，包括開(kāi)關(guān)信號(hào)、脈沖信號(hào)。它們是以二進(jìn)制的邏輯脈沖信號(hào)。它們是以二進(jìn)制的邏輯“1”1”和和“0”“0”或或電平的高和低出現(xiàn)的。如開(kāi)關(guān)觸點(diǎn)的閉合和斷開(kāi)，電平的高和低出現(xiàn)的。如開(kāi)關(guān)觸點(diǎn)的閉合和斷開(kāi)，指示燈的亮和滅，繼電器或接觸器的吸合和釋放，指示燈的亮和滅，繼電器或接觸器

2、的吸合和釋放，馬達(dá)的啟動(dòng)和停止，晶閘管的通和斷，閥門(mén)的打開(kāi)馬達(dá)的啟動(dòng)和停止，晶閘管的通和斷，閥門(mén)的打開(kāi)和關(guān)閉，以及脈沖信號(hào)的計(jì)數(shù)和定時(shí)等和關(guān)閉，以及脈沖信號(hào)的計(jì)數(shù)和定時(shí)等 。8.1 8.1 光電耦合隔離技術(shù)光電耦合隔離技術(shù) 主要知識(shí)點(diǎn)主要知識(shí)點(diǎn)v 8.1.1 光電耦合隔離器光電耦合隔離器 v 8.1.2 光電耦合隔離電路光電耦合隔離電路 8.1.1 8.1.1 光電耦合隔離器光電耦合隔離器 光電耦合隔離器按其輸出級(jí)不同可分為三極管型、光電耦合隔離器按其輸出級(jí)不同可分為三極管型、單向晶閘管型、雙向晶閘管型等幾種，如圖單向晶閘管型、雙向晶閘管型等幾種，如圖8-1所示。它所示。它們的原理是相同的，即

3、都是通過(guò)電們的原理是相同的，即都是通過(guò)電光光電這種信電這種信號(hào)轉(zhuǎn)換，利用光信號(hào)的傳送不受電磁場(chǎng)的干擾而完成隔號(hào)轉(zhuǎn)換，利用光信號(hào)的傳送不受電磁場(chǎng)的干擾而完成隔離功能的。離功能的。 現(xiàn)以最簡(jiǎn)單的現(xiàn)以最簡(jiǎn)單的三極管型三極管型光電耦合隔離器光電耦合隔離器為例來(lái)說(shuō)明它的結(jié)構(gòu)原理，如圖為例來(lái)說(shuō)明它的結(jié)構(gòu)原理，如圖 8-2 8-2 所示。所示。 端入輸端出輸V5+V5+ 圖圖8-2 8-2 光電耦合隔離器的結(jié)構(gòu)原理光電耦合隔離器的結(jié)構(gòu)原理 光電耦合隔離器的輸入輸出類(lèi)似普通三極管的輸入光電耦合隔離器的輸入輸出類(lèi)似普通三極管的輸入輸出特性，即存在著輸出特性，即存在著截止區(qū)、飽和區(qū)與線(xiàn)性區(qū)截止區(qū)、飽和區(qū)與線(xiàn)性區(qū)三

4、部三部分。利用光耦隔離器的開(kāi)關(guān)特性（即光敏三極管工分。利用光耦隔離器的開(kāi)關(guān)特性（即光敏三極管工作在截止區(qū)、飽和區(qū)），可傳送數(shù)字信號(hào)而隔離電作在截止區(qū)、飽和區(qū)），可傳送數(shù)字信號(hào)而隔離電磁干擾，簡(jiǎn)稱(chēng)磁干擾，簡(jiǎn)稱(chēng)對(duì)數(shù)字信號(hào)進(jìn)行隔離對(duì)數(shù)字信號(hào)進(jìn)行隔離。例如在數(shù)字量。例如在數(shù)字量輸入輸出通道中，以及在模擬量輸入輸出通道中的輸入輸出通道中，以及在模擬量輸入輸出通道中的A/DA/D轉(zhuǎn)換器與轉(zhuǎn)換器與CPUCPU或或CPUCPU與與D/AD/A轉(zhuǎn)換器之間的數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換器之間的數(shù)字信號(hào)的耦合傳送，都可用光耦的這種開(kāi)關(guān)特性對(duì)數(shù)字信的耦合傳送，都可用光耦的這種開(kāi)關(guān)特性對(duì)數(shù)字信號(hào)進(jìn)行隔離。號(hào)進(jìn)行隔離。 例如在現(xiàn)場(chǎng)傳感器

5、與例如在現(xiàn)場(chǎng)傳感器與A/DA/D轉(zhuǎn)換器或轉(zhuǎn)換器或D/AD/A轉(zhuǎn)換器與現(xiàn)場(chǎng)執(zhí)行器之間的模擬信號(hào)的線(xiàn)轉(zhuǎn)換器與現(xiàn)場(chǎng)執(zhí)行器之間的模擬信號(hào)的線(xiàn)性傳送，可用光耦的這種線(xiàn)性區(qū)對(duì)模擬信性傳送，可用光耦的這種線(xiàn)性區(qū)對(duì)模擬信號(hào)進(jìn)行隔離。號(hào)進(jìn)行隔離。 光耦的這兩種隔離方法各有優(yōu)缺點(diǎn)。光耦的這兩種隔離方法各有優(yōu)缺點(diǎn)。模擬信模擬信號(hào)隔離方法的優(yōu)點(diǎn)是使用少量的光耦，成本低號(hào)隔離方法的優(yōu)點(diǎn)是使用少量的光耦，成本低；缺點(diǎn)是調(diào)試?yán)щy，如果光耦挑選得不合適，會(huì)影缺點(diǎn)是調(diào)試?yán)щy，如果光耦挑選得不合適，會(huì)影響響A/D或或D/A轉(zhuǎn)換的精度和線(xiàn)性度。轉(zhuǎn)換的精度和線(xiàn)性度。數(shù)字信號(hào)隔離數(shù)字信號(hào)隔離方法的優(yōu)點(diǎn)是調(diào)試簡(jiǎn)單方法的優(yōu)點(diǎn)是調(diào)試簡(jiǎn)單，不

6、影響系統(tǒng)的精度和線(xiàn)，不影響系統(tǒng)的精度和線(xiàn)性度；缺點(diǎn)是使用較多的光耦器件，成本較高。性度；缺點(diǎn)是使用較多的光耦器件，成本較高。但因光耦越來(lái)越價(jià)廉，數(shù)字信號(hào)隔離方法的優(yōu)勢(shì)但因光耦越來(lái)越價(jià)廉，數(shù)字信號(hào)隔離方法的優(yōu)勢(shì)凸現(xiàn)出來(lái)，凸現(xiàn)出來(lái)，因而在工程中使用的最多因而在工程中使用的最多。 要注意的是，用于驅(qū)動(dòng)發(fā)光管的電源與驅(qū)動(dòng)要注意的是，用于驅(qū)動(dòng)發(fā)光管的電源與驅(qū)動(dòng)光敏管的電源光敏管的電源不應(yīng)是共地的同一個(gè)電源不應(yīng)是共地的同一個(gè)電源，必須，必須分開(kāi)分開(kāi)單獨(dú)供電單獨(dú)供電，才能有效避免輸出端與輸入端，才能有效避免輸出端與輸入端相互間的反饋和干擾；另外，發(fā)光二極管的動(dòng)相互間的反饋和干擾；另外，發(fā)光二極管的動(dòng)態(tài)電阻很

7、小，也可以抑制系統(tǒng)內(nèi)外的噪聲干擾。態(tài)電阻很小，也可以抑制系統(tǒng)內(nèi)外的噪聲干擾。因此，因此，利用光耦隔離器可用來(lái)傳遞信號(hào)而有效利用光耦隔離器可用來(lái)傳遞信號(hào)而有效地隔離電磁場(chǎng)的電干擾地隔離電磁場(chǎng)的電干擾。 為了適應(yīng)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的需求，目前已為了適應(yīng)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的需求，目前已生產(chǎn)出各種集成的多路光耦隔離器，如生產(chǎn)出各種集成的多路光耦隔離器，如TLP系系列就是常用的一種。列就是常用的一種。 下面以控制系統(tǒng)中常用的數(shù)字信號(hào)的隔離方法為例說(shuō)下面以控制系統(tǒng)中常用的數(shù)字信號(hào)的隔離方法為例說(shuō)明光電耦合隔離電路。典型的光電耦合明光電耦合隔離電路。典型的光電耦合隔離隔離電路有電路有數(shù)字量數(shù)字量同相傳遞同相傳遞與數(shù)

8、字量與數(shù)字量反相傳遞反相傳遞兩種，如圖兩種，如圖8-3所示。所示。 數(shù)字量同相傳遞如圖數(shù)字量同相傳遞如圖8-3（a）所示）所示，光耦的輸入正，光耦的輸入正端接正電源，輸入負(fù)端接到與數(shù)據(jù)總線(xiàn)相連的數(shù)據(jù)緩沖器端接正電源，輸入負(fù)端接到與數(shù)據(jù)總線(xiàn)相連的數(shù)據(jù)緩沖器上，光耦的集電極上，光耦的集電極c端通過(guò)電阻接另一個(gè)正電源，端通過(guò)電阻接另一個(gè)正電源，發(fā)射極發(fā)射極e端直接接地，光耦輸出端即從集電極端直接接地，光耦輸出端即從集電極c端引端引出。當(dāng)數(shù)據(jù)線(xiàn)為低電平出。當(dāng)數(shù)據(jù)線(xiàn)為低電平“0”時(shí)，發(fā)光管導(dǎo)通且發(fā)光，使得時(shí)，發(fā)光管導(dǎo)通且發(fā)光，使得光敏管導(dǎo)通，輸出光敏管導(dǎo)通，輸出c端接地而獲得低電平端接地而獲得低電平“0

9、”；當(dāng)數(shù)；當(dāng)數(shù)據(jù)線(xiàn)為高電平據(jù)線(xiàn)為高電平“1”時(shí)，發(fā)光管截止不發(fā)光，則光敏管也截時(shí)，發(fā)光管截止不發(fā)光，則光敏管也截止使輸出止使輸出c端從電源處獲得高電平端從電源處獲得高電平“1”。如此，完成。如此，完成了數(shù)字信號(hào)的同相傳遞。了數(shù)字信號(hào)的同相傳遞。8.1.28.1.2 光電耦合隔離電路光電耦合隔離電路 路電離隔合耦電光3-4圖遞傳相同量字?jǐn)?shù)遞傳相反量字?jǐn)?shù)+5V+5V+5V+5Vccee+-D7D074LS273數(shù)據(jù)緩沖器選 通 脈 沖b (a (D7D074LS273數(shù)據(jù)緩沖器選 通 脈 沖圖圖8-3 光電耦合隔離電路光電耦合隔離電路 數(shù)字量反相傳遞如圖數(shù)字量反相傳遞如圖8-38-3（b b）所示

10、）所示，與（，與（a a）不同的是光耦的集電極不同的是光耦的集電極 c c 端直接接另一個(gè)正端直接接另一個(gè)正電源，而發(fā)射極電源，而發(fā)射極 e e 端通過(guò)電阻接地，則光耦輸端通過(guò)電阻接地，則光耦輸出端從發(fā)射極出端從發(fā)射極 e e 端引出。從而完成了數(shù)字信號(hào)端引出。從而完成了數(shù)字信號(hào)的反相傳遞。的反相傳遞。2光電隔離 光電耦合隔離器光電耦合隔離器是目前計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中最常用的是目前計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中最常用的一種抗干擾方法。一種抗干擾方法。 利用光耦隔離器的開(kāi)關(guān)特性，可傳送數(shù)字信號(hào)而隔利用光耦隔離器的開(kāi)關(guān)特性，可傳送數(shù)字信號(hào)而隔離電磁干擾，即在離電磁干擾，即在數(shù)字信號(hào)通道中進(jìn)行隔離數(shù)字信號(hào)通道中進(jìn)行隔

11、離。 其實(shí)在其實(shí)在模擬量輸入輸出通道中模擬量輸入輸出通道中也主要應(yīng)用這種數(shù)也主要應(yīng)用這種數(shù)字信號(hào)通道的隔離方法，即在字信號(hào)通道的隔離方法，即在A/DA/D轉(zhuǎn)換器與轉(zhuǎn)換器與CPUCPU或或CPUCPU與與D/AD/A轉(zhuǎn)換器的數(shù)字信號(hào)之間插入轉(zhuǎn)換器的數(shù)字信號(hào)之間插入光耦隔離器光耦隔離器，以進(jìn)行數(shù)據(jù)信號(hào)和以進(jìn)行數(shù)據(jù)信號(hào)和控制信號(hào)的耦合傳送控制信號(hào)的耦合傳送，如圖如圖8-48-4所示所示。（。（a a）是在）是在A/DA/D轉(zhuǎn)換器與轉(zhuǎn)換器與CPUCPU接口之間接口之間8 8根數(shù)根數(shù)據(jù)線(xiàn)之間都各插接一個(gè)光耦隔離器據(jù)線(xiàn)之間都各插接一個(gè)光耦隔離器( (圖中只畫(huà)出了圖中只畫(huà)出了一個(gè)一個(gè)) )，不僅照樣無(wú)誤地傳

12、送數(shù)字信號(hào)，而且實(shí)現(xiàn)，不僅照樣無(wú)誤地傳送數(shù)字信號(hào)，而且實(shí)現(xiàn)了了A/DA/D轉(zhuǎn)換器及其模擬量輸入通道與計(jì)算機(jī)的轉(zhuǎn)換器及其模擬量輸入通道與計(jì)算機(jī)的完全完全電隔離電隔離；（；（b b）是在）是在CPUCPU與與D/AD/A轉(zhuǎn)換器接口之間轉(zhuǎn)換器接口之間8 8根根數(shù)據(jù)線(xiàn)之間都各插接一個(gè)光耦隔離器數(shù)據(jù)線(xiàn)之間都各插接一個(gè)光耦隔離器( (圖中也只畫(huà)圖中也只畫(huà)出了一個(gè)出了一個(gè)) )，不僅照樣無(wú)誤地傳送數(shù)字信號(hào)，而且，不僅照樣無(wú)誤地傳送數(shù)字信號(hào)，而且實(shí)現(xiàn)了實(shí)現(xiàn)了計(jì)算機(jī)與計(jì)算機(jī)與D/AD/A轉(zhuǎn)換器及其模擬量輸出通道的轉(zhuǎn)換器及其模擬量輸出通道的完全電隔離。完全電隔離。 A/D轉(zhuǎn)換器D1D2+5V+5VD3D4D5D6

13、D7D0 D/A轉(zhuǎn)換器+5V+5V(b)在CPU與D/A轉(zhuǎn)換器之間(a)在A/D轉(zhuǎn)換器與CPU之間圖8-11 光耦隔離器的數(shù)字信號(hào)隔離CPUD1D2D3D4D5D6D7D0D1D2D3D4D5D6D7D0D1D2D3D4D5D6D7D0CPU圖8-4 光耦隔離器的數(shù)字信號(hào)隔離 利用光耦隔離器的線(xiàn)性放大區(qū)，也可傳送利用光耦隔離器的線(xiàn)性放大區(qū)，也可傳送模擬信號(hào)而隔離電磁干擾，即在模擬信號(hào)模擬信號(hào)而隔離電磁干擾，即在模擬信號(hào)通道中進(jìn)行隔離。例如在通道中進(jìn)行隔離。例如在現(xiàn)場(chǎng)傳感器與現(xiàn)場(chǎng)傳感器與A/D轉(zhuǎn)換器或轉(zhuǎn)換器或D/A轉(zhuǎn)換器與現(xiàn)場(chǎng)執(zhí)行器之間的模轉(zhuǎn)換器與現(xiàn)場(chǎng)執(zhí)行器之間的模擬信號(hào)的線(xiàn)性傳送擬信號(hào)的線(xiàn)性傳

14、送，如圖如圖8-5 所示所示。 A/D計(jì)算機(jī)數(shù)字地（a） 在傳感器與A/D轉(zhuǎn)換器之間VCC放大器sU模擬地雙絞線(xiàn)D/A計(jì)算機(jī)數(shù)字地圖8-12 光耦隔離器的模擬信號(hào)隔離VCC放大器模擬地雙絞線(xiàn)LR（b） 在D/A轉(zhuǎn)換器與執(zhí)行器之間執(zhí)行器傳感器圖8-5 光耦隔離器的模擬信號(hào)隔離 在在圖圖8-58-5（a a）輸入通道的現(xiàn)場(chǎng)傳感器與輸入通道的現(xiàn)場(chǎng)傳感器與A/DA/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換器之間，光電耦合器之間，光電耦合器一方面把放大器輸出的模擬信一方面把放大器輸出的模擬信號(hào)線(xiàn)性地光耦號(hào)線(xiàn)性地光耦( (或放大或放大) )到到A/DA/D轉(zhuǎn)換器的輸入端，轉(zhuǎn)換器的輸入端， 另一方面又切斷了現(xiàn)場(chǎng)模擬地與計(jì)算機(jī)數(shù)字地之另

15、一方面又切斷了現(xiàn)場(chǎng)模擬地與計(jì)算機(jī)數(shù)字地之間的聯(lián)系間的聯(lián)系，起到了很好的，起到了很好的抗共模干擾作用抗共模干擾作用。在。在圖圖8-58-5（b b）輸出通道的輸出通道的D/AD/A轉(zhuǎn)換器與執(zhí)行器之間，光轉(zhuǎn)換器與執(zhí)行器之間，光電耦合器一方面把放大器輸出的模擬信號(hào)線(xiàn)性地電耦合器一方面把放大器輸出的模擬信號(hào)線(xiàn)性地光耦光耦( (或放大或放大) )輸出到現(xiàn)場(chǎng)執(zhí)行器，另一方面又切輸出到現(xiàn)場(chǎng)執(zhí)行器，另一方面又切斷了斷了計(jì)算機(jī)數(shù)字地與現(xiàn)場(chǎng)模擬地之間計(jì)算機(jī)數(shù)字地與現(xiàn)場(chǎng)模擬地之間的聯(lián)系，起的聯(lián)系，起到了很好的到了很好的抗共模干擾作用抗共模干擾作用。8.2 8.2 數(shù)字量輸入通道數(shù)字量輸入通道主要知識(shí)點(diǎn)v 引言引言v

16、 8.2.1 開(kāi)關(guān)輸入電路開(kāi)關(guān)輸入電路 v 8.2.2 脈沖計(jì)數(shù)電路脈沖計(jì)數(shù)電路 數(shù)字量輸入通道（數(shù)字量輸入通道（ DI DI 通道）的任務(wù)通道）的任務(wù)-是把生產(chǎn)過(guò)程中的數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換成計(jì)算機(jī)是把生產(chǎn)過(guò)程中的數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換成計(jì)算機(jī)易于接受的形式。易于接受的形式。信號(hào)調(diào)理電路信號(hào)調(diào)理電路-雖然都是數(shù)字信號(hào)，不需雖然都是數(shù)字信號(hào)，不需進(jìn)行進(jìn)行A/DA/D轉(zhuǎn)換，但對(duì)通道中可能引入的各轉(zhuǎn)換，但對(duì)通道中可能引入的各種干擾必須采取相應(yīng)的技術(shù)措施，即在外種干擾必須采取相應(yīng)的技術(shù)措施，即在外部信號(hào)與單片機(jī)之間要設(shè)置輸入信號(hào)調(diào)理部信號(hào)與單片機(jī)之間要設(shè)置輸入信號(hào)調(diào)理電路。電路。 凡在電路中起到通、斷作用的凡在電路中起

17、到通、斷作用的各種按鈕、觸點(diǎn)、開(kāi)關(guān)，各種按鈕、觸點(diǎn)、開(kāi)關(guān)，其端子引出均統(tǒng)稱(chēng)為開(kāi)關(guān)信號(hào)其端子引出均統(tǒng)稱(chēng)為開(kāi)關(guān)信號(hào)。在開(kāi)關(guān)輸入電路中，主要。在開(kāi)關(guān)輸入電路中，主要是考慮信號(hào)調(diào)理技術(shù)，如電平轉(zhuǎn)換，是考慮信號(hào)調(diào)理技術(shù)，如電平轉(zhuǎn)換，RC濾波，過(guò)電壓保濾波，過(guò)電壓保護(hù)，反電壓保護(hù)，光電隔離等。護(hù)，反電壓保護(hù)，光電隔離等。 （1）電平轉(zhuǎn)換是用電阻分壓法把現(xiàn)場(chǎng)的電流信號(hào)轉(zhuǎn)）電平轉(zhuǎn)換是用電阻分壓法把現(xiàn)場(chǎng)的電流信號(hào)轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)。換為電壓信號(hào)。 （2）RC濾波是用濾波是用RC濾波器濾出高頻干擾。濾波器濾出高頻干擾。 （3）過(guò)電壓保護(hù)是用穩(wěn)壓管和限流電阻作過(guò)電壓保）過(guò)電壓保護(hù)是用穩(wěn)壓管和限流電阻作過(guò)電壓保護(hù)；用穩(wěn)壓

18、管或壓敏電阻把瞬態(tài)尖峰電壓箝位在安全電平護(hù)；用穩(wěn)壓管或壓敏電阻把瞬態(tài)尖峰電壓箝位在安全電平上。上。 （4）反電壓保護(hù)是串聯(lián)一個(gè)二極管防止反極性電壓輸）反電壓保護(hù)是串聯(lián)一個(gè)二極管防止反極性電壓輸入。入。 （5）光電隔離用光耦隔離器實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)與外部的完全）光電隔離用光耦隔離器實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)與外部的完全電隔離。電隔離。8.2.18.2.1 開(kāi)關(guān)輸入電路開(kāi)關(guān)輸入電路 典型的開(kāi)關(guān)量輸入信號(hào)調(diào)理電路如圖典型的開(kāi)關(guān)量輸入信號(hào)調(diào)理電路如圖8-6所示。所示。點(diǎn)劃線(xiàn)右邊是由開(kāi)關(guān)點(diǎn)劃線(xiàn)右邊是由開(kāi)關(guān)S與電源組成的外部電路，（與電源組成的外部電路，（a）是直流輸入電路，（是直流輸入電路，（b）是交流輸入電路。交流輸入電路）

19、是交流輸入電路。交流輸入電路比直流輸入電路多一個(gè)降壓電容和整流橋塊，可把高壓比直流輸入電路多一個(gè)降壓電容和整流橋塊，可把高壓交流交流(如如380VAC)變換為低壓直流變換為低壓直流(如如5VDC)。開(kāi)關(guān)。開(kāi)關(guān)S的狀態(tài)經(jīng)的狀態(tài)經(jīng)RC濾波、穩(wěn)壓管濾波、穩(wěn)壓管D1箝位保護(hù)、電阻箝位保護(hù)、電阻R2限流、二極管限流、二極管D2防止反極性電壓輸入以及光耦防止反極性電壓輸入以及光耦隔離等措施處理后送至輸入緩沖器，主機(jī)通過(guò)執(zhí)行輸入隔離等措施處理后送至輸入緩沖器，主機(jī)通過(guò)執(zhí)行輸入指令便可讀取開(kāi)關(guān)指令便可讀取開(kāi)關(guān)S的狀態(tài)。比如的狀態(tài)。比如,當(dāng)開(kāi)關(guān)當(dāng)開(kāi)關(guān)S閉合閉合時(shí)，輸入回路有電流流過(guò)，光耦中的發(fā)光管發(fā)光，光敏時(shí)，

20、輸入回路有電流流過(guò)，光耦中的發(fā)光管發(fā)光，光敏管導(dǎo)通，數(shù)據(jù)線(xiàn)上為低電平，即輸入信號(hào)為管導(dǎo)通，數(shù)據(jù)線(xiàn)上為低電平，即輸入信號(hào)為“0”對(duì)應(yīng)外對(duì)應(yīng)外電路開(kāi)關(guān)電路開(kāi)關(guān)S的閉合；反之，開(kāi)關(guān)的閉合；反之，開(kāi)關(guān)S斷開(kāi)，光耦中斷開(kāi)，光耦中的發(fā)光管無(wú)電流流過(guò)，光敏管截止，數(shù)據(jù)線(xiàn)上為高電平，的發(fā)光管無(wú)電流流過(guò)，光敏管截止，數(shù)據(jù)線(xiàn)上為高電平，即輸入信號(hào)為即輸入信號(hào)為“1”對(duì)應(yīng)外電路開(kāi)關(guān)對(duì)應(yīng)外電路開(kāi)關(guān)S的斷開(kāi)。的斷開(kāi)。-+S2D到到 輸輸 入入緩緩 沖沖 器器CCV+2R1R1C1D3R光光 耦耦S2D到到 輸輸 入入緩緩 沖沖 器器CCV+2R1R1C1D3R光光 耦耦圖圖 4 4 - - 4 4 開(kāi)開(kāi) 關(guān)關(guān) 量量 輸

21、輸 入入 信信 號(hào)號(hào) 調(diào)調(diào) 理理 電電 路路C2R3( a ) 直 流 輸 入 電 路( b ) 交 流 輸 入 電 路8-6 開(kāi)關(guān)量輸入信號(hào)調(diào)理電路開(kāi)關(guān)量輸入信號(hào)調(diào)理電路 4.2.2 脈沖計(jì)數(shù)電路脈沖計(jì)數(shù)電路 有些用于檢測(cè)流量、轉(zhuǎn)速的傳感器發(fā)出有些用于檢測(cè)流量、轉(zhuǎn)速的傳感器發(fā)出的是脈沖頻率信號(hào)，對(duì)于大量程可以設(shè)計(jì)一的是脈沖頻率信號(hào)，對(duì)于大量程可以設(shè)計(jì)一種定時(shí)計(jì)數(shù)輸入接口電路，即在一定的采樣種定時(shí)計(jì)數(shù)輸入接口電路，即在一定的采樣時(shí)間內(nèi)統(tǒng)計(jì)輸入的脈沖個(gè)數(shù)，然后根據(jù)傳感時(shí)間內(nèi)統(tǒng)計(jì)輸入的脈沖個(gè)數(shù)，然后根據(jù)傳感器的比例系數(shù)可換算出所檢測(cè)的物理量。器的比例系數(shù)可換算出所檢測(cè)的物理量。圖 4-5 脈沖計(jì)數(shù)

22、輸入電路+12VCCV8253/8254CLK0OUT0GA TE1CLK1OUT1CLK2OUT2GA TE0GA TE2系統(tǒng)時(shí)鐘TSTWCRCEOL+5V計(jì)數(shù)通道1PC總線(xiàn)RCR光耦Dz8-7 脈沖計(jì)數(shù)脈沖計(jì)數(shù)輸入輸入電路電路 圖圖8-7為一種定時(shí)計(jì)數(shù)輸入接口電路，傳感器發(fā)出的脈沖頻為一種定時(shí)計(jì)數(shù)輸入接口電路，傳感器發(fā)出的脈沖頻率信號(hào)，經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)單的信號(hào)調(diào)理，引到率信號(hào)，經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)單的信號(hào)調(diào)理，引到8254芯片的計(jì)數(shù)通道芯片的計(jì)數(shù)通道1的的CLK1口?？?。8254是具有是具有3個(gè)個(gè)16位計(jì)數(shù)器通道的可編程計(jì)數(shù)器位計(jì)數(shù)器通道的可編程計(jì)數(shù)器/定定時(shí)器。圖中，計(jì)數(shù)通道時(shí)器。圖中，計(jì)數(shù)通道0工作于模式工作

23、于模式3，CLK0用于接收系統(tǒng)時(shí)用于接收系統(tǒng)時(shí)鐘脈沖，鐘脈沖，OUT0輸出一個(gè)周期為系統(tǒng)時(shí)鐘脈沖輸出一個(gè)周期為系統(tǒng)時(shí)鐘脈沖N倍（倍（N為通道為通道0的計(jì)數(shù)初值）的連續(xù)方波脈沖，其高、低電平時(shí)段是計(jì)數(shù)通的計(jì)數(shù)初值）的連續(xù)方波脈沖，其高、低電平時(shí)段是計(jì)數(shù)通道道1的采樣時(shí)間和采樣間隔時(shí)間，分別記為的采樣時(shí)間和采樣間隔時(shí)間，分別記為T(mén)S、TW；計(jì)數(shù)通；計(jì)數(shù)通道道1和和2均選為工作模式均選為工作模式2，且，且OUT1串接到串接到CLK2，使兩者構(gòu)，使兩者構(gòu)成一個(gè)計(jì)數(shù)長(zhǎng)度為成一個(gè)計(jì)數(shù)長(zhǎng)度為232的脈沖計(jì)數(shù)器，以對(duì)的脈沖計(jì)數(shù)器，以對(duì)TS內(nèi)的輸入脈沖內(nèi)的輸入脈沖計(jì)數(shù)。計(jì)數(shù)。 如果獲得如果獲得TS時(shí)間內(nèi)的輸入脈

24、沖個(gè)數(shù)為時(shí)間內(nèi)的輸入脈沖個(gè)數(shù)為n，則單位時(shí)間內(nèi)，則單位時(shí)間內(nèi)的的脈沖個(gè)數(shù)即脈沖頻率為脈沖個(gè)數(shù)即脈沖頻率為n/TS，從而可換算出介質(zhì)的流量或電從而可換算出介質(zhì)的流量或電機(jī)的轉(zhuǎn)速值。比如，發(fā)出脈沖頻率信號(hào)的是渦輪流量計(jì)或磁機(jī)的轉(zhuǎn)速值。比如，發(fā)出脈沖頻率信號(hào)的是渦輪流量計(jì)或磁電式速度傳感器，它們的脈沖當(dāng)量電式速度傳感器，它們的脈沖當(dāng)量(即一個(gè)脈沖相當(dāng)?shù)牧髁炕蚣匆粋€(gè)脈沖相當(dāng)?shù)牧髁炕蜣D(zhuǎn)數(shù)轉(zhuǎn)數(shù))為為K，則介質(zhì)的流量或電機(jī)的轉(zhuǎn)數(shù)就為，則介質(zhì)的流量或電機(jī)的轉(zhuǎn)數(shù)就為n/TSK。8.3 數(shù)字量輸出通道主要知識(shí)點(diǎn)v 引言引言v 8.3.1 8.3.1 三極管驅(qū)動(dòng)電路三極管驅(qū)動(dòng)電路 v 8.3.2 8.3.2 繼電器

25、驅(qū)動(dòng)電路繼電器驅(qū)動(dòng)電路 v 8.3.3 8.3.3 晶閘管驅(qū)動(dòng)電路晶閘管驅(qū)動(dòng)電路 v 8.3.4 8.3.4 固態(tài)繼電器驅(qū)動(dòng)電路固態(tài)繼電器驅(qū)動(dòng)電路 數(shù)字量輸出通道數(shù)字量輸出通道簡(jiǎn)稱(chēng)簡(jiǎn)稱(chēng) DO 通道，它的任務(wù)通道，它的任務(wù)是把計(jì)算機(jī)輸出的微弱數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換成能對(duì)生是把計(jì)算機(jī)輸出的微弱數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換成能對(duì)生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行控制的數(shù)字驅(qū)動(dòng)信號(hào)。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)負(fù)產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行控制的數(shù)字驅(qū)動(dòng)信號(hào)。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)負(fù)荷的不同，荷的不同，如指示燈、繼電器、接觸器、電機(jī)、如指示燈、繼電器、接觸器、電機(jī)、閥門(mén)等閥門(mén)等，可以選用不同的功率放大器件構(gòu)成不，可以選用不同的功率放大器件構(gòu)成不同的開(kāi)關(guān)量驅(qū)動(dòng)輸出通道。同的開(kāi)關(guān)量驅(qū)動(dòng)輸出通道。常用的有

26、三極管輸常用的有三極管輸出驅(qū)動(dòng)電路、繼電器輸出驅(qū)動(dòng)電路、晶閘管輸出驅(qū)動(dòng)電路、繼電器輸出驅(qū)動(dòng)電路、晶閘管輸出驅(qū)動(dòng)電路、固態(tài)繼電器輸出驅(qū)動(dòng)電路等。出驅(qū)動(dòng)電路、固態(tài)繼電器輸出驅(qū)動(dòng)電路等。 對(duì)于低壓情況下的小電流開(kāi)關(guān)量，用對(duì)于低壓情況下的小電流開(kāi)關(guān)量，用功率三極管就可作開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)組件，其輸出功率三極管就可作開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)組件，其輸出電流就是輸入電流與三極管增益的乘積。電流就是輸入電流與三極管增益的乘積。4.3.1 4.3.1 三極管驅(qū)動(dòng)電路三極管驅(qū)動(dòng)電路1 .1 .普通三極管驅(qū)動(dòng)電路普通三極管驅(qū)動(dòng)電路 當(dāng)驅(qū)動(dòng)電流只有十幾當(dāng)驅(qū)動(dòng)電流只有十幾mAmA或幾十或幾十mAmA時(shí)，只要采用一個(gè)普時(shí)，只要采用一個(gè)普通的功率

27、三極管就能構(gòu)成驅(qū)動(dòng)電路，如圖通的功率三極管就能構(gòu)成驅(qū)動(dòng)電路，如圖 8-8 8-8所示。所示。6047K3.3管極三DELV5+033圖 4 - 6 小 功 率 三 極 管 輸 出 電 路Di8-8 小功率小功率 三極管輸出電路三極管輸出電路2. 達(dá)林頓驅(qū)動(dòng)電路達(dá)林頓驅(qū)動(dòng)電路 當(dāng)驅(qū)動(dòng)電流需要達(dá)到幾百毫安時(shí)，如驅(qū)當(dāng)驅(qū)動(dòng)電流需要達(dá)到幾百毫安時(shí)，如驅(qū)動(dòng)中功率繼電器、電磁開(kāi)關(guān)等裝置，輸出電動(dòng)中功率繼電器、電磁開(kāi)關(guān)等裝置，輸出電路必須采取多級(jí)放大或提高三極管增益的辦路必須采取多級(jí)放大或提高三極管增益的辦法。達(dá)林頓陣列驅(qū)動(dòng)器是由多對(duì)兩個(gè)三極管法。達(dá)林頓陣列驅(qū)動(dòng)器是由多對(duì)兩個(gè)三極管組成的達(dá)林頓復(fù)合管構(gòu)成，它具

28、有高輸入阻組成的達(dá)林頓復(fù)合管構(gòu)成，它具有高輸入阻抗、高增益、輸出功率大及保護(hù)措施完善的抗、高增益、輸出功率大及保護(hù)措施完善的特點(diǎn)，同時(shí)多對(duì)復(fù)合管也非常適用于計(jì)算機(jī)特點(diǎn)，同時(shí)多對(duì)復(fù)合管也非常適用于計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中的多路負(fù)荷?？刂葡到y(tǒng)中的多路負(fù)荷。 圖圖8-9給出達(dá)林頓陣列驅(qū)動(dòng)器給出達(dá)林頓陣列驅(qū)動(dòng)器MC1416的結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)圖與每對(duì)復(fù)合管的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，圖與每對(duì)復(fù)合管的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，MC1416內(nèi)含內(nèi)含7對(duì)達(dá)對(duì)達(dá)林頓復(fù)合管，每個(gè)復(fù)合管的集電極電流可達(dá)林頓復(fù)合管，每個(gè)復(fù)合管的集電極電流可達(dá)500mA，截止時(shí)能承受，截止時(shí)能承受100V電壓，其輸入輸出電壓，其輸入輸出端均有箝位二極管，輸出箝位二極管端均有箝位二

29、極管，輸出箝位二極管D2抑制高電抑制高電位上發(fā)生的正向過(guò)沖，位上發(fā)生的正向過(guò)沖，D1、D3可抑制低電平上的可抑制低電平上的負(fù)向過(guò)沖。負(fù)向過(guò)沖。1 C2 C3 C4 C5 C6 C7 CC O M1 61 51 41 31 21 11 09G N D7 B6 B5 B4 B3 B2 B1 B123456781 0 .5 k BR07 .2 k R1D1R2T1T2D3CED2C O M3 k (a )M C 1 4 7 1 6 結(jié) 構(gòu) 圖（ b ） 復(fù) 合 管 內(nèi) 部 結(jié) 構(gòu)圖 4 -7 M C 1 4 1 6 達(dá) 林 頓 陣 列 驅(qū) 動(dòng) 器8-9 MC1416達(dá)林頓陣列驅(qū)動(dòng)器達(dá)林頓陣列驅(qū)動(dòng)器

30、圖圖 8-8-1010為達(dá)林頓陣列驅(qū)動(dòng)中的一路驅(qū)動(dòng)為達(dá)林頓陣列驅(qū)動(dòng)中的一路驅(qū)動(dòng)電路電路，當(dāng)，當(dāng)CPUCPU數(shù)據(jù)線(xiàn)數(shù)據(jù)線(xiàn)D Di i 輸出數(shù)字輸出數(shù)字“0”“0”即低即低電平時(shí)，經(jīng)電平時(shí)，經(jīng)74067406反相鎖存器變?yōu)楦唠娖?，反相鎖存器變?yōu)楦唠娖剑惯_(dá)林頓復(fù)合管導(dǎo)通，產(chǎn)生的使達(dá)林頓復(fù)合管導(dǎo)通，產(chǎn)生的幾百毫安幾百毫安集集電極電流足以驅(qū)動(dòng)負(fù)載線(xiàn)圈，而且利用復(fù)電極電流足以驅(qū)動(dòng)負(fù)載線(xiàn)圈，而且利用復(fù)合管內(nèi)的合管內(nèi)的保護(hù)二極管保護(hù)二極管構(gòu)成了構(gòu)成了負(fù)荷線(xiàn)圈斷電負(fù)荷線(xiàn)圈斷電時(shí)產(chǎn)生的反向電動(dòng)勢(shì)的泄流回路。時(shí)產(chǎn)生的反向電動(dòng)勢(shì)的泄流回路。圖圖 4-8 達(dá)林頓陣列驅(qū)動(dòng)電路達(dá)林頓陣列驅(qū)動(dòng)電路7406達(dá)林頓復(fù)合管達(dá)林頓

31、復(fù)合管負(fù)荷線(xiàn)圈負(fù)荷線(xiàn)圈+24VDi1B1CGND8-10 達(dá)林頓陣列驅(qū)動(dòng)電路達(dá)林頓陣列驅(qū)動(dòng)電路 4.3.2 繼電器驅(qū)動(dòng)電路繼電器驅(qū)動(dòng)電路 電磁繼電器主要由線(xiàn)圈、鐵心、銜鐵和觸電磁繼電器主要由線(xiàn)圈、鐵心、銜鐵和觸點(diǎn)等部件組成，簡(jiǎn)稱(chēng)為繼電器，它分為電壓繼點(diǎn)等部件組成，簡(jiǎn)稱(chēng)為繼電器，它分為電壓繼電器、電流繼電器、中間繼電器等幾種類(lèi)型。電器、電流繼電器、中間繼電器等幾種類(lèi)型。繼電器方式的開(kāi)關(guān)量輸出是一種最常用的輸出繼電器方式的開(kāi)關(guān)量輸出是一種最常用的輸出方式，通過(guò)弱電控制外界交流或直流的高電壓、方式，通過(guò)弱電控制外界交流或直流的高電壓、大電流設(shè)備。大電流設(shè)備。D DL LK K控控制制電電流流外外部部

32、設(shè)設(shè)備備線(xiàn)線(xiàn)圈圈鐵鐵芯芯觸觸點(diǎn)點(diǎn)銜銜鐵鐵 常用的繼電器有常用的繼電器有電壓繼電器、電流繼電器、電壓繼電器、電流繼電器、中間繼電器中間繼電器等幾種類(lèi)型。由于繼電器線(xiàn)圈需要一等幾種類(lèi)型。由于繼電器線(xiàn)圈需要一定的電流才能動(dòng)作，所以必須采取措施加以驅(qū)動(dòng)。定的電流才能動(dòng)作，所以必須采取措施加以驅(qū)動(dòng)。 繼電器的驅(qū)動(dòng)電路繼電器的驅(qū)動(dòng)電路 驅(qū)動(dòng)電路的設(shè)計(jì)要根據(jù)所用繼電器線(xiàn)圈的驅(qū)動(dòng)電路的設(shè)計(jì)要根據(jù)所用繼電器線(xiàn)圈的吸合電壓和電流而定，一定要大于繼電器的吸吸合電壓和電流而定，一定要大于繼電器的吸合電流才能使繼電器可靠地工作。合電流才能使繼電器可靠地工作。 圖圖8-12為經(jīng)光耦隔離器的繼電器輸出驅(qū)動(dòng)電為經(jīng)光耦隔離器的

33、繼電器輸出驅(qū)動(dòng)電路，當(dāng)路，當(dāng)CPU數(shù)據(jù)線(xiàn)數(shù)據(jù)線(xiàn)Di輸出數(shù)字輸出數(shù)字“1”即高電平時(shí)，即高電平時(shí)，經(jīng)經(jīng)7406反相驅(qū)動(dòng)器變?yōu)榈碗娖剑怦罡綦x器的發(fā)光反相驅(qū)動(dòng)器變?yōu)榈碗娖?，光耦隔離器的發(fā)光二極管導(dǎo)通且發(fā)光，使光敏三極管導(dǎo)通，繼電器線(xiàn)二極管導(dǎo)通且發(fā)光，使光敏三極管導(dǎo)通，繼電器線(xiàn)圈圈KA得電，動(dòng)合觸點(diǎn)閉合，從而驅(qū)動(dòng)大型負(fù)荷設(shè)得電，動(dòng)合觸點(diǎn)閉合，從而驅(qū)動(dòng)大型負(fù)荷設(shè)備。備。 由于繼電器線(xiàn)圈是電感性負(fù)載，當(dāng)由于繼電器線(xiàn)圈是電感性負(fù)載，當(dāng)電路突然關(guān)電路突然關(guān)斷時(shí)斷時(shí)，會(huì)出現(xiàn)較高的電感性浪涌電壓，會(huì)出現(xiàn)較高的電感性浪涌電壓，為了保護(hù)驅(qū)為了保護(hù)驅(qū)動(dòng)器件，應(yīng)在繼電器線(xiàn)圈兩端并聯(lián)一個(gè)阻尼二極管，動(dòng)器件，應(yīng)在繼電器線(xiàn)圈

34、兩端并聯(lián)一個(gè)阻尼二極管，為電感線(xiàn)圈提供一個(gè)電流泄放回路。為電感線(xiàn)圈提供一個(gè)電流泄放回路。 cVpV耦耦光光6047KA220V圖圖 4-9 繼繼電電器器輸輸出出驅(qū)驅(qū)動(dòng)動(dòng)電電路路Di8-12 繼電器輸出驅(qū)動(dòng)電路繼電器輸出驅(qū)動(dòng)電路 4.3.4 固態(tài)繼電器驅(qū)動(dòng)電路固態(tài)繼電器驅(qū)動(dòng)電路 固態(tài)繼電器固態(tài)繼電器SSR（Solid State Relay）是一種新型的無(wú)觸點(diǎn)開(kāi)關(guān)的電子繼電器，它利用是一種新型的無(wú)觸點(diǎn)開(kāi)關(guān)的電子繼電器，它利用電子技術(shù)實(shí)現(xiàn)了控制回路與負(fù)載回路之間的電子技術(shù)實(shí)現(xiàn)了控制回路與負(fù)載回路之間的電隔離電隔離和信號(hào)耦合，和信號(hào)耦合，而且沒(méi)有而且沒(méi)有任何可動(dòng)部件或觸點(diǎn)任何可動(dòng)部件或觸點(diǎn)，卻能，卻

35、能實(shí)現(xiàn)電磁繼電器的功能，故稱(chēng)為實(shí)現(xiàn)電磁繼電器的功能，故稱(chēng)為固態(tài)繼電器固態(tài)繼電器。它具。它具有體積小、開(kāi)關(guān)速度快、無(wú)機(jī)械噪聲、無(wú)抖動(dòng)和回有體積小、開(kāi)關(guān)速度快、無(wú)機(jī)械噪聲、無(wú)抖動(dòng)和回跳、壽命長(zhǎng)等傳統(tǒng)繼電器無(wú)法比擬的優(yōu)點(diǎn)，在計(jì)算跳、壽命長(zhǎng)等傳統(tǒng)繼電器無(wú)法比擬的優(yōu)點(diǎn)，在計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中得到廣泛的應(yīng)用，大有取代電磁繼電機(jī)控制系統(tǒng)中得到廣泛的應(yīng)用，大有取代電磁繼電器之勢(shì)器之勢(shì)。 固態(tài)繼電器固態(tài)繼電器SSR是一個(gè)四端組件是一個(gè)四端組件，有兩個(gè)輸入，有兩個(gè)輸入端、兩個(gè)輸出端，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)類(lèi)似于圖端、兩個(gè)輸出端，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)類(lèi)似于圖8-12中的晶中的晶閘管輸出驅(qū)動(dòng)電路。圖閘管輸出驅(qū)動(dòng)電路。圖8-13所示為其結(jié)構(gòu)原理

36、圖，所示為其結(jié)構(gòu)原理圖，共由五部分組成。光共由五部分組成。光耦隔離電路的作用是在輸入與耦隔離電路的作用是在輸入與輸出之間起信號(hào)傳遞作用輸出之間起信號(hào)傳遞作用，同時(shí)使兩端在電氣上完，同時(shí)使兩端在電氣上完全隔離；控制觸發(fā)電路是為后級(jí)提供一個(gè)觸發(fā)信號(hào)，全隔離；控制觸發(fā)電路是為后級(jí)提供一個(gè)觸發(fā)信號(hào)，使電子開(kāi)關(guān)（三極管或晶閘管）能可靠地導(dǎo)通；電使電子開(kāi)關(guān)（三極管或晶閘管）能可靠地導(dǎo)通；電子開(kāi)關(guān)電路用來(lái)接通或關(guān)斷直流或交流負(fù)載電源；子開(kāi)關(guān)電路用來(lái)接通或關(guān)斷直流或交流負(fù)載電源；吸收保護(hù)電路的功能是為了防止電源的尖峰和浪涌吸收保護(hù)電路的功能是為了防止電源的尖峰和浪涌對(duì)開(kāi)關(guān)電路產(chǎn)生干擾造成開(kāi)關(guān)的誤動(dòng)作或損害，對(duì)

37、開(kāi)關(guān)電路產(chǎn)生干擾造成開(kāi)關(guān)的誤動(dòng)作或損害，一一般由般由RC串聯(lián)網(wǎng)絡(luò)和壓敏電阻組成串聯(lián)網(wǎng)絡(luò)和壓敏電阻組成；零壓檢測(cè)電路是；零壓檢測(cè)電路是為為交流型交流型SSR過(guò)零觸發(fā)過(guò)零觸發(fā)而設(shè)置的。而設(shè)置的。8-13 SSR結(jié)構(gòu)原理及符號(hào)結(jié)構(gòu)原理及符號(hào)u SSR的輸入端與晶體管、的輸入端與晶體管、TTL、CMOS電電路兼容，輸出端利用器件內(nèi)的電子路兼容，輸出端利用器件內(nèi)的電子開(kāi)關(guān)來(lái)接通和開(kāi)關(guān)來(lái)接通和斷開(kāi)負(fù)載斷開(kāi)負(fù)載。工作時(shí)只要在輸入端施加。工作時(shí)只要在輸入端施加一定的弱電一定的弱電信號(hào)信號(hào)，就可以控制輸出端大電流負(fù)載的通斷。，就可以控制輸出端大電流負(fù)載的通斷。 SSR的輸出端可以是的輸出端可以是直流也可以是交流

38、直流也可以是交流，分，分別稱(chēng)為直流型別稱(chēng)為直流型SSR和交流型和交流型SSR。直流。直流型型SSR內(nèi)部的開(kāi)關(guān)組件內(nèi)部的開(kāi)關(guān)組件為功率三極管為功率三極管，交流，交流型型SSR內(nèi)部的開(kāi)關(guān)組件為內(nèi)部的開(kāi)關(guān)組件為雙向晶閘管雙向晶閘管。而交流。而交流型型SSR按控制觸發(fā)方式不同又可分為過(guò)零型和按控制觸發(fā)方式不同又可分為過(guò)零型和移相型兩種，其中應(yīng)用最廣泛的移相型兩種，其中應(yīng)用最廣泛的是過(guò)零型是過(guò)零型。u 過(guò)零型交流過(guò)零型交流SSR是指當(dāng)輸入端加入控制信號(hào)是指當(dāng)輸入端加入控制信號(hào)后，需等待負(fù)載電源電壓過(guò)零時(shí)，后，需等待負(fù)載電源電壓過(guò)零時(shí)，SSR才為導(dǎo)通才為導(dǎo)通狀態(tài)；而斷開(kāi)控制信號(hào)后，也要等待交流電壓過(guò)狀態(tài)；

39、而斷開(kāi)控制信號(hào)后，也要等待交流電壓過(guò)零時(shí)，零時(shí)，SSR才為斷開(kāi)狀態(tài)。移相型交流才為斷開(kāi)狀態(tài)。移相型交流SSR的的斷開(kāi)條件同過(guò)零型交流斷開(kāi)條件同過(guò)零型交流SSR，但其導(dǎo)通條件簡(jiǎn)，但其導(dǎo)通條件簡(jiǎn)單，只要加入控制信號(hào)，不管負(fù)載電流相位如何，單，只要加入控制信號(hào)，不管負(fù)載電流相位如何，立即導(dǎo)通。直流型立即導(dǎo)通。直流型SSR的輸入控制信號(hào)與輸出完的輸入控制信號(hào)與輸出完全同步。直流型全同步。直流型SSR主要用于直流大功率控主要用于直流大功率控制。一般取輸入電壓為制。一般取輸入電壓為4-32V，輸入電流，輸入電流5-10mA。它的輸出端為晶體管輸出，輸出工作。它的輸出端為晶體管輸出，輸出工作電壓為電壓為30

40、-180 V。 交流型交流型SSR主要用于交流大功率控制。主要用于交流大功率控制。一般取輸入電壓為一般取輸入電壓為4.32V，輸入電流小于，輸入電流小于500mA。它的輸出端為雙向晶閘管，一般額定電流。它的輸出端為雙向晶閘管，一般額定電流在在1AA范圍內(nèi)，電壓多為范圍內(nèi)，電壓多為380V或或220V。圖。圖8-14為一種常用的固態(tài)繼電為一種常用的固態(tài)繼電器驅(qū)動(dòng)電路，當(dāng)數(shù)據(jù)線(xiàn)器驅(qū)動(dòng)電路，當(dāng)數(shù)據(jù)線(xiàn)Di輸出數(shù)字輸出數(shù)字“0”時(shí)，經(jīng)時(shí)，經(jīng)7406反相變?yōu)楦唠娖?，使反相變?yōu)楦唠娖剑筃PN型三極管導(dǎo)通型三極管導(dǎo)通, SSR輸入端得電則輸出端接通大型交流負(fù)荷設(shè)備輸入端得電則輸出端接通大型交流負(fù)荷設(shè)備RL。

41、 6047cVLRRSS_圖 4-13固態(tài)繼電器輸出驅(qū)動(dòng)電路交流電源+Di8-14 固態(tài)繼電器輸出驅(qū)動(dòng)電路固態(tài)繼電器輸出驅(qū)動(dòng)電路4.2.6 4.2.6 接地系統(tǒng)的抗干擾接地系統(tǒng)的抗干擾 廣義的接地包含兩方面的意思，即接廣義的接地包含兩方面的意思，即接實(shí)地和接虛地實(shí)地和接虛地。接實(shí)地指的是與大地連接；接虛地指的是與電位基準(zhǔn)點(diǎn)接實(shí)地指的是與大地連接；接虛地指的是與電位基準(zhǔn)點(diǎn)連接，當(dāng)這個(gè)基準(zhǔn)點(diǎn)與大地電氣絕緣，則稱(chēng)為連接，當(dāng)這個(gè)基準(zhǔn)點(diǎn)與大地電氣絕緣，則稱(chēng)為浮地連接浮地連接。正確合理的接地技術(shù)對(duì)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)極為重要，接地正確合理的接地技術(shù)對(duì)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)極為重要，接地的的目的目的有兩個(gè)：一是為了保證控

42、制系統(tǒng)穩(wěn)定可靠地運(yùn)行，有兩個(gè)：一是為了保證控制系統(tǒng)穩(wěn)定可靠地運(yùn)行，防止地環(huán)路引起的干擾，常稱(chēng)為工作接地；二是為了避防止地環(huán)路引起的干擾，常稱(chēng)為工作接地；二是為了避免操作人員因設(shè)備的絕緣損壞或下降遭受觸電危險(xiǎn)和保免操作人員因設(shè)備的絕緣損壞或下降遭受觸電危險(xiǎn)和保證設(shè)備的安全，證設(shè)備的安全，這稱(chēng)為保護(hù)接地這稱(chēng)為保護(hù)接地。本節(jié)主要討論工作接。本節(jié)主要討論工作接地技術(shù)。地技術(shù)。 在計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中，大致有以下幾種地線(xiàn)：在計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中，大致有以下幾種地線(xiàn)：模擬地、模擬地、數(shù)字地、信號(hào)地、系統(tǒng)地、交流地和保護(hù)地。數(shù)字地、信號(hào)地、系統(tǒng)地、交流地和保護(hù)地。 模擬地作為模擬地作為傳感器、變送器、放大器、傳感器

43、、變送器、放大器、A/D和和D/A轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換器中模擬電路的零電位換器中模擬電路的零電位。模擬信號(hào)有精度要求，它。模擬信號(hào)有精度要求，它的信號(hào)比較小，而且與生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)連接。有時(shí)為區(qū)別遠(yuǎn)的信號(hào)比較小，而且與生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)連接。有時(shí)為區(qū)別遠(yuǎn)距離傳感器的弱信號(hào)地與主機(jī)的模擬地關(guān)系，把傳感距離傳感器的弱信號(hào)地與主機(jī)的模擬地關(guān)系，把傳感器的地又叫器的地又叫信號(hào)地信號(hào)地。 數(shù)字地作為數(shù)字地作為計(jì)算機(jī)各種數(shù)字電路的零電位計(jì)算機(jī)各種數(shù)字電路的零電位，應(yīng)該與模，應(yīng)該與模擬地分開(kāi)，避免模擬信號(hào)受數(shù)字脈沖的干擾。擬地分開(kāi)，避免模擬信號(hào)受數(shù)字脈沖的干擾。 系統(tǒng)地是上述幾種地的最終回流點(diǎn)，直接與大地相連系統(tǒng)地是上述幾種地的最終回流點(diǎn)

44、，直接與大地相連作為作為基準(zhǔn)零電位?；鶞?zhǔn)零電位。 交流地交流地是計(jì)算機(jī)交流供電的是計(jì)算機(jī)交流供電的動(dòng)力線(xiàn)地或稱(chēng)零線(xiàn)動(dòng)力線(xiàn)地或稱(chēng)零線(xiàn)，它的，它的零電位很不穩(wěn)定。在交流地上任意兩點(diǎn)之間往往就有零電位很不穩(wěn)定。在交流地上任意兩點(diǎn)之間往往就有幾伏乃至幾十伏的電位差存在。另外，交流地也容易幾伏乃至幾十伏的電位差存在。另外，交流地也容易帶來(lái)各種干擾。因此，交流地絕不允許與上述幾種地帶來(lái)各種干擾。因此，交流地絕不允許與上述幾種地相連，而且交流電源變壓器的絕緣性能要好，絕對(duì)避相連，而且交流電源變壓器的絕緣性能要好，絕對(duì)避免漏電現(xiàn)象。免漏電現(xiàn)象。 保護(hù)地也叫安全地、機(jī)殼地或屏蔽地保護(hù)地也叫安全地、機(jī)殼地或屏蔽地

45、，目的是使設(shè)備，目的是使設(shè)備機(jī)殼與大地等電位，以避免機(jī)殼帶電影響人身及設(shè)備機(jī)殼與大地等電位，以避免機(jī)殼帶電影響人身及設(shè)備安全。安全。 以上這些地線(xiàn)如何處理，是接地還是浮地？是一點(diǎn)接以上這些地線(xiàn)如何處理，是接地還是浮地？是一點(diǎn)接地還是多點(diǎn)接地？這些是實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)、安裝、地還是多點(diǎn)接地？這些是實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)、安裝、調(diào)試中的重要問(wèn)題。調(diào)試中的重要問(wèn)題。4 4印制線(xiàn)路板的地線(xiàn)分布印制線(xiàn)路板的地線(xiàn)分布 設(shè)計(jì)印制線(xiàn)路板應(yīng)遵守下列原則，以免系統(tǒng)內(nèi)部地線(xiàn)設(shè)計(jì)印制線(xiàn)路板應(yīng)遵守下列原則，以免系統(tǒng)內(nèi)部地線(xiàn)產(chǎn)生干擾。產(chǎn)生干擾。 （1）TTL，CMOS器件的地線(xiàn)要呈輻射狀器件的地線(xiàn)要呈輻射狀，不能形，不能形成環(huán)形

46、。成環(huán)形。 （2）印制線(xiàn)路板上的地線(xiàn)要根據(jù)通過(guò)的電流大小決）印制線(xiàn)路板上的地線(xiàn)要根據(jù)通過(guò)的電流大小決定其寬度，不要小于定其寬度，不要小于3mm，在可能的情況下，地線(xiàn)，在可能的情況下，地線(xiàn)越寬越好。越寬越好。 （3）旁）旁路電容的地線(xiàn)不能長(zhǎng)路電容的地線(xiàn)不能長(zhǎng)，應(yīng)盡量縮短。，應(yīng)盡量縮短。 （4）大電流的零電位地線(xiàn)應(yīng)盡量寬大電流的零電位地線(xiàn)應(yīng)盡量寬，而且必須和小，而且必須和小信號(hào)的地分開(kāi)。信號(hào)的地分開(kāi)。 5主機(jī)系統(tǒng)的接地 計(jì)算機(jī)本身接地，同樣是為了防止干擾，提高可靠性。計(jì)算機(jī)本身接地，同樣是為了防止干擾，提高可靠性。下面介紹三種主機(jī)接地方式。下面介紹三種主機(jī)接地方式。（1）全機(jī)一點(diǎn)接地）全機(jī)一點(diǎn)接地

47、 計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的主機(jī)架內(nèi)采用計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的主機(jī)架內(nèi)采用圖圖4-25所示所示的分的分別回流法接地方式。主機(jī)地與外部設(shè)備地的連接采用別回流法接地方式。主機(jī)地與外部設(shè)備地的連接采用一點(diǎn)接地，一點(diǎn)接地，如圖如圖4-28所示所示。為了避免多點(diǎn)接地，各機(jī)。為了避免多點(diǎn)接地，各機(jī)柜用絕緣板墊起來(lái)。這種接地方式安全可靠，有一定柜用絕緣板墊起來(lái)。這種接地方式安全可靠，有一定的抗干擾能力，的抗干擾能力，一般接地電阻選為一般接地電阻選為410左右。左右。接地接地電阻越小越好，但接地電阻越小，接地極的施工就越電阻越小越好，但接地電阻越小，接地極的施工就越困難。困難。大 地地 線(xiàn)絕 緣 板機(jī)印打道通程過(guò)機(jī)主機(jī)圖繪臺(tái)

48、作操圖 9-28 全 機(jī) 一 點(diǎn) 接 地圖4-28 全機(jī)一點(diǎn)接地雙絞線(xiàn)（2）主機(jī)外殼接地，機(jī)芯浮空）主機(jī)外殼接地，機(jī)芯浮空 為了提高計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的抗干擾能力，將主機(jī)外為了提高計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的抗干擾能力，將主機(jī)外殼作為屏蔽罩接地，而把機(jī)內(nèi)器件架與外殼絕殼作為屏蔽罩接地，而把機(jī)內(nèi)器件架與外殼絕緣，絕緣電阻大于緣，絕緣電阻大于50M，即機(jī)內(nèi)信號(hào)地浮空，即機(jī)內(nèi)信號(hào)地浮空，如圖如圖4-29所示所示。這種方法安全可靠，抗干擾能。這種方法安全可靠，抗干擾能力強(qiáng)，但制造工藝復(fù)雜，一旦絕緣電阻降低就力強(qiáng)，但制造工藝復(fù)雜，一旦絕緣電阻降低就會(huì)引入干擾。會(huì)引入干擾。芯機(jī)芯機(jī)地內(nèi)機(jī)層緣絕殼外機(jī)主圖8-29 外殼接地機(jī)芯浮空

49、圖4-29 外殼接地機(jī)芯浮空（3）多機(jī)系統(tǒng)的接地）多機(jī)系統(tǒng)的接地 在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中，多臺(tái)計(jì)算機(jī)之間相互通在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中，多臺(tái)計(jì)算機(jī)之間相互通信，資源共享。如果接地不合理，將使整個(gè)網(wǎng)信，資源共享。如果接地不合理，將使整個(gè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)無(wú)法正常工作。近距離的幾臺(tái)計(jì)算機(jī)安絡(luò)系統(tǒng)無(wú)法正常工作。近距離的幾臺(tái)計(jì)算機(jī)安裝在同一機(jī)房?jī)?nèi)，可采用類(lèi)似裝在同一機(jī)房?jī)?nèi)，可采用類(lèi)似圖圖4-28那樣的多那樣的多機(jī)一點(diǎn)接地方法。對(duì)于遠(yuǎn)距離的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，機(jī)一點(diǎn)接地方法。對(duì)于遠(yuǎn)距離的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，多臺(tái)計(jì)算機(jī)之間的數(shù)據(jù)通信，通過(guò)隔離的辦法多臺(tái)計(jì)算機(jī)之間的數(shù)據(jù)通信，通過(guò)隔離的辦法把地分開(kāi)。例如，把地分開(kāi)。例如，采用變壓器隔離技術(shù)、光

50、電采用變壓器隔離技術(shù)、光電隔離技術(shù)或無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)。隔離技術(shù)或無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)。 介紹了這么多的硬件電路抗干擾措施，再介紹了這么多的硬件電路抗干擾措施，再來(lái)看看軟件上又有哪些好的措施。來(lái)看看軟件上又有哪些好的措施。 首先是在控制系統(tǒng)的輸入輸出通道中，采首先是在控制系統(tǒng)的輸入輸出通道中，采用某種計(jì)算方法對(duì)通道的信號(hào)進(jìn)行數(shù)字處用某種計(jì)算方法對(duì)通道的信號(hào)進(jìn)行數(shù)字處理，以削弱或?yàn)V除干擾噪聲，這就是前面理，以削弱或?yàn)V除干擾噪聲，這就是前面討論過(guò)的數(shù)字濾波方法。這是一種廉價(jià)而討論過(guò)的數(shù)字濾波方法。這是一種廉價(jià)而有效的軟件程序?yàn)V波，在控制系統(tǒng)中被廣有效的軟件程序?yàn)V波，在控制系統(tǒng)中被廣泛采用。泛采用。 而對(duì)于那些可

51、能穿過(guò)通道而進(jìn)入而對(duì)于那些可能穿過(guò)通道而進(jìn)入CPU的干的干擾，可采取擾，可采取指令冗余、軟件陷阱以及程序指令冗余、軟件陷阱以及程序運(yùn)行監(jiān)視等措施來(lái)使運(yùn)行監(jiān)視等措施來(lái)使CPU恢復(fù)正常工作?；謴?fù)正常工作。4.3.1 指令冗余技術(shù)指令冗余技術(shù) 當(dāng)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)受到外界干擾，破壞了當(dāng)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)受到外界干擾，破壞了CPU正常的工正常的工作時(shí)序，可能作時(shí)序，可能造成程序計(jì)數(shù)器造成程序計(jì)數(shù)器PC的值發(fā)生改變的值發(fā)生改變，跳，跳轉(zhuǎn)到隨機(jī)的程序存儲(chǔ)區(qū)。當(dāng)程序跑飛到某一單字節(jié)指轉(zhuǎn)到隨機(jī)的程序存儲(chǔ)區(qū)。當(dāng)程序跑飛到某一單字節(jié)指令上，程序便自動(dòng)納入正軌；令上，程序便自動(dòng)納入正軌；當(dāng)程序跑飛到當(dāng)程序跑飛到某一雙某一雙字節(jié)指令

52、上字節(jié)指令上，有可能落到其操作數(shù)上，有可能落到其操作數(shù)上，則則CPU會(huì)誤將會(huì)誤將操作數(shù)當(dāng)操作碼執(zhí)行；操作數(shù)當(dāng)操作碼執(zhí)行；當(dāng)程序跑飛到三字節(jié)指令上，當(dāng)程序跑飛到三字節(jié)指令上，因它有兩個(gè)操作數(shù)，出錯(cuò)的機(jī)率會(huì)更大。因它有兩個(gè)操作數(shù)，出錯(cuò)的機(jī)率會(huì)更大。 為了解決這一問(wèn)題，可采用在程序中為了解決這一問(wèn)題，可采用在程序中人為地插入一些人為地插入一些空操作指令空操作指令NOP或?qū)⒂行У膯巫止?jié)指令重復(fù)書(shū)寫(xiě)或?qū)⒂行У膯巫止?jié)指令重復(fù)書(shū)寫(xiě)，此此即指令冗余技術(shù)。即指令冗余技術(shù)。由于空操作指令為單字節(jié)指令，且由于空操作指令為單字節(jié)指令，且對(duì)計(jì)算機(jī)的工作狀態(tài)無(wú)任何影響，這樣就會(huì)使失控的對(duì)計(jì)算機(jī)的工作狀態(tài)無(wú)任何影響，這樣就

53、會(huì)使失控的程序在遇到該指令后，能夠調(diào)整程序在遇到該指令后，能夠調(diào)整其其PC 值至正確的值至正確的軌道軌道，使后續(xù)的指令得以正確地執(zhí)行。，使后續(xù)的指令得以正確地執(zhí)行。但我們不能在程序中加入太多的冗余指令，以免降但我們不能在程序中加入太多的冗余指令，以免降低程序正常運(yùn)行的效率。一般是在對(duì)程序流向起決低程序正常運(yùn)行的效率。一般是在對(duì)程序流向起決定作用的指令之前以及影響系統(tǒng)工作狀態(tài)的重要指定作用的指令之前以及影響系統(tǒng)工作狀態(tài)的重要指令之前都應(yīng)插令之前都應(yīng)插入兩、三條入兩、三條NOP指令，指令，還可以每隔一還可以每隔一定數(shù)目的指令插入定數(shù)目的指令插入NOP指令，以保證跑飛的程序迅指令，以保證跑飛的程序迅

54、速納入正確軌道。速納入正確軌道。指令冗余技術(shù)可以減少程序出現(xiàn)錯(cuò)誤跳轉(zhuǎn)的次數(shù)指令冗余技術(shù)可以減少程序出現(xiàn)錯(cuò)誤跳轉(zhuǎn)的次數(shù)，但不能保證在失控期間不干壞事，更不能保證程序但不能保證在失控期間不干壞事，更不能保證程序納入正常軌道后就太平無(wú)事了。解決這個(gè)問(wèn)題還必納入正常軌道后就太平無(wú)事了。解決這個(gè)問(wèn)題還必須采用須采用軟件容錯(cuò)技術(shù)軟件容錯(cuò)技術(shù)，使系統(tǒng)的誤動(dòng)作減少，并消，使系統(tǒng)的誤動(dòng)作減少，并消滅重大誤動(dòng)作。滅重大誤動(dòng)作。 4.3.2 軟件陷阱技術(shù)軟件陷阱技術(shù) 指令冗余指令冗余使跑飛的程序安定下來(lái)是有條件的，使跑飛的程序安定下來(lái)是有條件的，首先跑首先跑飛的程序必須落到程序區(qū)，飛的程序必須落到程序區(qū)，其次必須執(zhí)

55、行到冗余指令其次必須執(zhí)行到冗余指令。當(dāng)跑飛的程序落到非程序區(qū)當(dāng)跑飛的程序落到非程序區(qū)(如如EPROM中未使用的空中未使用的空間、程序中的數(shù)據(jù)表格區(qū)間、程序中的數(shù)據(jù)表格區(qū))時(shí)，對(duì)此情況采取的措施時(shí)，對(duì)此情況采取的措施就是設(shè)立軟件陷阱。就是設(shè)立軟件陷阱。 軟件陷阱，軟件陷阱，就是在非程序區(qū)設(shè)置攔截措施，使程序進(jìn)就是在非程序區(qū)設(shè)置攔截措施，使程序進(jìn)入陷阱，即通過(guò)一條引導(dǎo)指令，強(qiáng)行將跑飛的程序引入陷阱，即通過(guò)一條引導(dǎo)指令，強(qiáng)行將跑飛的程序引向一個(gè)指定的地址，向一個(gè)指定的地址，在那里有一段專(zhuān)門(mén)對(duì)程序出錯(cuò)進(jìn)在那里有一段專(zhuān)門(mén)對(duì)程序出錯(cuò)進(jìn)行處理的程序。如果我們把這段程序的入口標(biāo)號(hào)稱(chēng)為行處理的程序。如果我們把這

56、段程序的入口標(biāo)號(hào)稱(chēng)為ERROR的話(huà)，軟件陷阱即為一條的話(huà)，軟件陷阱即為一條JMP ERROR指指令。為加強(qiáng)其捕捉效果，一般還在它前面加上兩條令。為加強(qiáng)其捕捉效果，一般還在它前面加上兩條NOP指令，指令，因此真正的軟件陷阱是由因此真正的軟件陷阱是由3條指令構(gòu)成：條指令構(gòu)成： NOP NOP JMP ERROR 軟件陷阱安排在以下四種地方：軟件陷阱安排在以下四種地方：未使用的中斷向量區(qū)，未使用的中斷向量區(qū)，未使用的大片未使用的大片ROM空間，程序中的數(shù)據(jù)表格區(qū)以及空間，程序中的數(shù)據(jù)表格區(qū)以及程序區(qū)中一些指令串中間的斷裂點(diǎn)處。程序區(qū)中一些指令串中間的斷裂點(diǎn)處。 由于軟件陷阱都安排在正常程序執(zhí)行不到的

57、地方，故由于軟件陷阱都安排在正常程序執(zhí)行不到的地方，故不影響程序的執(zhí)行效率，在當(dāng)前不影響程序的執(zhí)行效率，在當(dāng)前EPROM容量不成問(wèn)容量不成問(wèn)題的條件下，還應(yīng)多多題的條件下，還應(yīng)多多安插軟件陷阱指令。安插軟件陷阱指令。 4.4 程序運(yùn)行監(jiān)視系統(tǒng)程序運(yùn)行監(jiān)視系統(tǒng) 引言 4.4.1 Watchdog Timer4.4.1 Watchdog Timer工作原理工作原理 4.4.2 Watchdog Timer4.4.2 Watchdog Timer實(shí)現(xiàn)方法實(shí)現(xiàn)方法 工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)難免會(huì)出現(xiàn)瞬間的尖峰高能脈沖干擾，可能工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)難免會(huì)出現(xiàn)瞬間的尖峰高能脈沖干擾，可能會(huì)長(zhǎng)驅(qū)直入作用到會(huì)長(zhǎng)驅(qū)直入作用到CPU芯片上，

58、使正在執(zhí)行的程序跑芯片上，使正在執(zhí)行的程序跑飛到一個(gè)臨時(shí)構(gòu)成的死循環(huán)中，飛到一個(gè)臨時(shí)構(gòu)成的死循環(huán)中，這時(shí)候的這時(shí)候的指令冗余和指令冗余和軟件陷阱技術(shù)軟件陷阱技術(shù)也無(wú)能為力，系統(tǒng)將完全癱瘓。此時(shí)必也無(wú)能為力，系統(tǒng)將完全癱瘓。此時(shí)必須強(qiáng)制系統(tǒng)復(fù)位，擺脫死循環(huán)。由于操作者不可能一須強(qiáng)制系統(tǒng)復(fù)位，擺脫死循環(huán)。由于操作者不可能一直監(jiān)視系統(tǒng)，這就需要一個(gè)獨(dú)立于直監(jiān)視系統(tǒng)，這就需要一個(gè)獨(dú)立于CPU之外的監(jiān)視系之外的監(jiān)視系統(tǒng)，在程序陷入死循環(huán)時(shí)，能及時(shí)發(fā)現(xiàn)并自動(dòng)復(fù)位系統(tǒng)，在程序陷入死循環(huán)時(shí)，能及時(shí)發(fā)現(xiàn)并自動(dòng)復(fù)位系統(tǒng)，統(tǒng)，這就是看守大門(mén)作用的程序運(yùn)行監(jiān)視系統(tǒng)，國(guó)外這就是看守大門(mén)作用的程序運(yùn)行監(jiān)視系統(tǒng)，國(guó)外稱(chēng)為稱(chēng)為“Watchdog Timer”，即看門(mén)狗定時(shí)器或看門(mén)即看門(mén)狗定時(shí)器或看門(mén)狗。狗。4.4.1 Watchdog Timer4.4.1 Watchdog Timer工作原理工作原理 為了保證程序運(yùn)行監(jiān)視系統(tǒng)的可靠性，監(jiān)視系統(tǒng)中必為了保證程序運(yùn)行監(jiān)視系統(tǒng)的可靠性，監(jiān)視系統(tǒng)中必須包括一定的硬件部分，且應(yīng)完全獨(dú)立于須包括一定的硬件部分，且應(yīng)完全獨(dú)立于CPU之外，之外，但又要與但又要與CPU保持時(shí)時(shí)刻刻的聯(lián)系。因此，保持時(shí)時(shí)刻刻的聯(lián)系。因此，程序運(yùn)行程序運(yùn)行監(jiān)視系統(tǒng)是硬件電路與軟件程序的巧妙結(jié)合監(jiān)視系統(tǒng)是硬件電路