微型计算机控制技术第2章

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1、硬件设计:输入输出接口与过程通道设计接口：接口是计算机与外部设备（部件与部件之间）交换信息的桥梁，它包括输入接口和输出接口。接口技术：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。过程通道：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，它包括模拟量输入通道、模拟量输出通道、数字量(开关量)输入通道、数字量(开关量)输出通道。AI/AO、DI/DO.青岛大学第2章计算机控制系统的硬件设计技术2.1总线扩展技术2.1.1微型计算机系统I/O端口与地址分配1.I/O端口及I/O操作（1）数据端口（2）状态端口（3）命令端口2.I/O端口编址方式（1）

2、统一编址（2）独立编址2.1.2I/O端口地址译码技术1.I/O端口地址译码电路信号译码电路不仅与地址信号有关，而且与控制信号有关。其中，ISA总线中，使用A0～A9、IOW、IOR等信号组合。2.I/O端口地址译码方法及电路形式（1）固定地址译码（2）开关选择译码2.1.3基于ISA总线端口扩展1.板选译码与板内译码2.总线驱动及逻辑控制3.端口及其读写控制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1.数字量输入接口2.数字量输出接口汇编：MOVDX,220HMOVAL,8FHINAL,DXMOVDX,221HOUTDX,ALC语言：a=inp

3、ortb(0x220)outportb(0x221,0x8f)2.2.2数字量输入通道1.数字量输入通道的结构2.输入调理电路(1)小功率输入调理电路(2)大功率输入调理电路2.2.3数字量输出通道1.数字量输出通道的结构2.输出驱动电路(1)小功率直流驱动电路①功率晶体管输出驱动继电器电路②达林顿阵列输出驱动继电器电路MC14162.输出驱动电路(2)大功率交流驱动电路固态继电器（SSR）2.2.4数字（开关）量输入/输出通道模板举例研华PCL-730板卡组成框图程序设计举例(基地址设为220H)：PCL-730板卡的开关量输入/输出都只需要二条指令就可以完成。C语言

4、程序如下：outportb(0x220，Ox55)；//奇数通道输出低电平，低8位。outportb(Ox221，0x55)；//奇数通道输出低电平，高8位。inportb(Ox220)；//输入通道0~7的电平状态。inportb(Ox221)；//输入通道8~15的电平状态。汇编语言程序如下：MOVDX，220HMOVAL，55HOUTDX，ALMOVDX，221HOUTDX，ALMOVDX，220HINAL，DXMOVAH，ALMOVDX，221HINAL，DX2.3模拟量输入接口与过程通道2.3.1模拟量输入通道的组成由五部分组成。2.3.2信号调理和I

5、/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。（1）非电信号的检测——不平衡电桥热敏电阻三线制接线图热敏电阻测量电桥电路（2）信号放大电路1)基于ILC7650的前置放大电路ILC7650的前置放大电路2）AD526可编程仪用放大器AD526是可通过软件对增益进行编程的单端输入的仪用放大器，器件本身所提供的增益是xl、x2、x4、x8、x16等五挡。AD526可以在透明与锁存两种模式下工作。（表2-5提供状态表）透明模式是13脚CLK端接地。锁存模式是CLK内

6、逻辑信号提供。2.I/V变换（1）无源I/V变换（2）有源I/V变换2.3.3多路转换器多路转换器又称多路开关，多路开关是用来切换模拟电压信号的关键元件。常用的多路开关有CD4051（或MC14051）、AD7501、LF13508等图2-21CD4051原理图2.4.4采样、量化及采样／保持器1.信号的采样2.量化所谓量化，就是采用一组数码(如二进制码)来逼近离散模拟信号的幅值，将其转换为数字信号。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。3.采样保持器(1)孔径时间和孔径误差的消除孔径时间、孔径误差孔径误差的消除(2)采样保持原理

7、3.采样保持器（3）常用的采样保持器常用的集成采样保持器有LF398、AD582等，LF398的采样控制电平为“1”，保持电平为“0”，AD582相反。引脚排列如下图所示。2.3.5A/D转换器及其接口技术1.8位A/D转换器ADC0809(1)8通道模拟开关及通道选择逻辑(2)8位A/D转换器(3)三态输出锁存缓冲器2.12位A/D转换器AD574A/1674(1)12位A/D转换器(2)三态输出锁存缓冲器(3)控制逻辑AD574A/1674逻辑真值表R/12/CEA0工作状态0××××禁止×1×××禁止100×0启动12位转换10