計(jì)算機(jī)控制技術(shù)課件 2

第2章輸入輸出接口與過(guò)程通道接口：計(jì)算機(jī)與外部設(shè)備交換信息的橋梁，包括輸入和輸出接口。接口技術(shù)：研究計(jì)算機(jī)與外部設(shè)備交換信息的技術(shù)。過(guò)程通道：計(jì)算機(jī)和生產(chǎn)過(guò)程之間設(shè)置的信息傳送和轉(zhuǎn)換的連接通道。（AI、AO、DI、DO）補(bǔ)充內(nèi)容：微型計(jì)算機(jī)的輸入輸出2.1.1數(shù)字量輸入輸出接口

1、數(shù)字量輸入接口

三態(tài)門緩沖器74LS244

MOVDX,port

INAL,DX

MOVDX,00H

INAL,DX2、數(shù)字量輸出接口

鎖存器74LS273

利用IOW上

升沿鎖存

MOVAL,DATA

MOVDX,port

OUTDX,AL

MOVAL,DATA

MOVDX,00H

OUTDX,AL輸

入調(diào)

理電

路輸

入緩

沖器地址譯碼器生產(chǎn)過(guò)程PC總線2.1.2數(shù)字量輸入通道

數(shù)字量輸入通道結(jié)構(gòu)

輸入調(diào)理電路－把現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)經(jīng)轉(zhuǎn)換、保護(hù)、濾波、隔離轉(zhuǎn)換成

計(jì)算機(jī)能夠接收的邏輯信號(hào)。小功率輸入調(diào)理電路－開關(guān)去抖電路

積分電路

AOAOOA1

RS觸發(fā)器

去抖

RS觸發(fā)器

“

1”

負(fù)脈沖

“

0”

高電平

大功率輸入調(diào)理電路

－采用光電隔離

輸

出驅(qū)

動(dòng)器輸

出鎖

存器地址譯碼器生產(chǎn)過(guò)程PC總線2.1.3數(shù)字量輸出通道

1、數(shù)字量輸出通道結(jié)構(gòu)

2、輸出驅(qū)動(dòng)電路

小功率直流驅(qū)動(dòng)電路－功率晶體管輸出驅(qū)動(dòng)繼電器電路

續(xù)流二極管在功率晶體管關(guān)閉時(shí)，為繼電器線圈產(chǎn)生的反電動(dòng)勢(shì)提供旁路通道，保護(hù)晶體管。

－達(dá)林頓陣列輸出驅(qū)動(dòng)繼電器電路MC1416，7路驅(qū)動(dòng)，帶保護(hù)二極管

大功率直流驅(qū)動(dòng)電路－固態(tài)繼電器。零交叉電路在交流電過(guò)零時(shí)產(chǎn)生

觸發(fā)信號(hào)，減少干擾。

2.2A/D轉(zhuǎn)換器及接口技術(shù)常用A/D轉(zhuǎn)換方式：－逐次逼近型：轉(zhuǎn)換時(shí)間短，抗擾性差（電壓比較）ADC0809（8位），AD574（12位）

－雙斜積分型：轉(zhuǎn)換時(shí)間長(zhǎng)，抗擾性好（積分）MC14433（11位），ICL7135（14位）－全并行比較型（Flash型）：采用多個(gè)比較器，速度極高，電路規(guī)模大，成本高。－分級(jí)型：減少并行比較ADC的位數(shù)，分級(jí)多次轉(zhuǎn)換，減小電路規(guī)模，保持較高速度。－Σ-Δ型（過(guò)采樣轉(zhuǎn)換器）：高速1bitDAC+數(shù)字濾波，轉(zhuǎn)換成低采樣率高位數(shù)字，分辨率高。A/D轉(zhuǎn)換器的主要技術(shù)指標(biāo)：－轉(zhuǎn)換時(shí)間：積分型毫秒級(jí)，逐次比較微秒級(jí)，全并行納秒級(jí)。 －分辨率：數(shù)字量位數(shù)n。

LSB（最低有效位）－滿量程的1/2n. －線性誤差：量程范圍內(nèi)，偏離理想轉(zhuǎn)換特性的最大誤差，通常為1/2LSB或1LSB

－量程：能轉(zhuǎn)換的電壓范圍。 －對(duì)基準(zhǔn)電源的要求：電源精度。2.2.1A/D轉(zhuǎn)換器8位A/D轉(zhuǎn)換器ADC0809

－帶8通道模擬開關(guān)的8位逐次逼近A/D轉(zhuǎn)換器

－轉(zhuǎn)換時(shí)間100us,誤差±1/2LSB

8通道模擬開關(guān)及通道選擇

－地址鎖存信號(hào)ALE轉(zhuǎn)換啟動(dòng)：START收到正脈沖轉(zhuǎn)換結(jié)束：EOC從低電平變?yōu)楦唠娖交鶞?zhǔn)電壓：VREF(+)=5.12V,VREF(-)=0VCBA通道000VIN0001VIN1

…………111VIN7

轉(zhuǎn)換時(shí)序

12位A/D轉(zhuǎn)換器AD547A

－單通道12位逐次逼近A/D轉(zhuǎn)換器

－轉(zhuǎn)換時(shí)間25us,誤差±1/2LSB，單極性或雙極

性輸入，量程10V或20V。單、雙極性應(yīng)用－單極性：BIPOFF接0V－雙極性：BIPOFF接10V轉(zhuǎn)換結(jié)果輸出：－引腳12/8=1：D11-D0并行輸出；

引腳12/8=0：D11-D8和D7-D0分時(shí)輸出；控制邏輯CECSR/C12/8A0操作功能100X0啟動(dòng)12位轉(zhuǎn)換10001啟動(dòng)8位轉(zhuǎn)換1011X輸出12位數(shù)字10100輸出高8位數(shù)字10101輸出低4位數(shù)字0XXXX無(wú)操作X1XXX無(wú)操作轉(zhuǎn)換進(jìn)行：STS為高電平轉(zhuǎn)換結(jié)束：STS從高電平轉(zhuǎn)為低電平轉(zhuǎn)換時(shí)序：

啟動(dòng)轉(zhuǎn)換時(shí)序：讀2.2.2A/D轉(zhuǎn)換接口技術(shù)ADC0809與8255A接口 －8255A的A口工作方式0。A口為數(shù)據(jù)輸入端 －C口上半部分為輸入，下半部分為輸出。

PC0-PC2－通道地址ABCPC3－ALE和START，啟動(dòng)轉(zhuǎn)換

PC7－OE和EOC，檢測(cè)轉(zhuǎn)換結(jié)束 －8255A系統(tǒng)地址2C0H~2C3H。ADC0809 PROCNEAR MOVCX,8;循環(huán)次數(shù)

CLD;DI自動(dòng)增量

MOVBL,00H;模擬通道地址

LEADI,DATABUF；字串存儲(chǔ)地址NEXTA: MOVDX,02C2H MOVAL,BL OUTDX,AL INCDX MOVAL,00000111B；輸出啟動(dòng)信號(hào)，上升沿鎖存地址

NOP NOP NOP MOVAL,00001110B；使OE=0，開放輸出數(shù)據(jù)鎖存器

OUTDX,AL DECDXNOSC: INAL,DX;檢測(cè)轉(zhuǎn)換結(jié)束信號(hào)

TESTAL,80H JZNOSC;EOC=0,則等待，檢測(cè)EOC下降沿NOEOC: INAL,DX; TESTAL,80H JNZNOSC;EOC=1,則等待，檢測(cè)EOC上升沿，轉(zhuǎn)換結(jié)束

MOVDX,02C0H;讀轉(zhuǎn)換結(jié)果

INAL,DX STOSDATABUF;保存結(jié)果

INCBL;修改模擬通道地址CX-1

LOOPNEXTA RETADC0809 ENDP AD574與8255A接口 －AD574的12/8接＋5V，A0接地，工作于12位 轉(zhuǎn)換和讀出方式。 －8255A的A口、B口工作方式0，數(shù)據(jù)輸入端 －C口上半部分為輸入，下半部分為輸出。

PC0-PC2－R/C，CS，CE PC7－STS，檢測(cè)轉(zhuǎn)換結(jié)束 －8255A系統(tǒng)地址2C0H~2C3H。

MOVDX,02C2H;令CS,R/C為低電平

MOVAL,00H OUTDX,AL NOP NOP MOVAL,04H；令CE=1,啟動(dòng)轉(zhuǎn)換

OUTDX,AL NOP NOP MOVAL,03H；令CE=0，CS,R/C＝1，啟動(dòng)完畢

OUTDX,ALPOLLING: INAL,DX;查詢STS狀態(tài)

TESTAL,80H JNZPOLLING;STS=1則等待，檢測(cè)下降沿（轉(zhuǎn)換結(jié)束）

MOVAL,01H；令CS＝0,R/C＝1,準(zhǔn)備讀

OUTDX,AL NOP MOVAL,05H;令CE=1,允許讀出

OUTDX,AL MOVDX,02C0H INAL,DX;讀高4位DB11-DB8; ANDAL,0FH MOVBH,AL；存高4位

INCDX INAL,DX；讀低8位DB7-DB0 MOVBL,AL INCDX MOVAL,03H OUTDX,A