智能仪器第4章开关量信号的输入输出ppt课件.ppt

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1、第三章复习1.软件系统的上层模块主要有主程序和中断子程序组成.2.软件系统的10个主要功能模块?3.自检模块的主要功能?程序存储器自检、数据存储器自检、输入/输出通道自检和外部设备自检。4.初始化模块的主要功能?外围芯片、片内特殊功能寄存器、堆栈指针、全局变量、全局标志、系统时钟和数据缓冲区初始化。1智能仪器原理与设计------第4章开关量信号的输入输出第四章开关信号的输入/输出1．开关和开关量信号的区别？开关是一种有二个可选择的、有固定位置的装置，主要用于向单片机输入电平信号。开关量信号就是通过拨动开关

2、的位置，使单片机得到的一个固定不变的电平信号。在智能仪器中用于向单片机输入控制命令或数据，开关信号可以通过机械式开关、电子式开关、温度开关等方式产生。2．开关量信号的特点是什么？只有开和关、通和断、高电平和低电平两种状态的信号叫开关量信号，在智能仪器的电子电路中，通常用二进制数0和1来表示。2智能仪器原理与设计------第4章开关量信号的输入输出3．开关量信号的作用？开关量输入、输出部分是智能仪器与外部设备的联系部件，智能仪器通过接受来自外部设备的开关量输入信号和向外部设备发送开关量信号，实现对外部设备状

3、态的检测、识别和对外部执行元器件的驱动和控制。4．常见电子开关都有哪些？常见电子开关有：扳键开关、BCD码拔盘开关、磁性开关、光敏器件开关（光电开关、光纤开关等）、温度超限开关。5.电子开关的缺点是什么？如何解决该缺点？由于外部装置输入的开关量信号的形式一般是电压、电流和开关的触点，这些信号经常会产生瞬时高压、过电流或接触抖动等现象。因此为使信号安全可靠，在输入到单片机之前必须接入信号输入电气接口电路，对外部的输入信号进行滤波、电平转换和隔离保护等.34磁性开关热敏开关5智能仪器原理与设计------第4章

4、开关量信号的输入输出外界的开关量信号在一般情况下可直接连入以单片机为核心的智能仪器中。但当外界的开关量信号的电平幅度与单片机I／O端口的信号电平不相符时（由于这些电平信号功率有限，加上外界还存在各种干扰和影响），应在电平转换后(采用各种缓冲、放大、隔离和驱动电路等措施），再输入到单片机的I／O端口上。6智能仪器原理与设计------第4章开关量信号的输入输出4.1开关量信号的输入开关量信号和单片机的电气接口有TTL（晶体管---晶体管逻辑）电平、CMOS（互补对称金属氧化物半导体集成电路）电平、非标准电平、

5、开关或继电器的触点等，请说明TTL电平和CMOS电平的特征？TTL电平（晶体管-晶体管逻辑电平）,通常数据表示采用二进制规定，+5V等价于逻辑“1”，0V等价于逻辑“0”，这是计算机处理器控制的设备内部各部分之间通信的标准技术。TTL输出高电平>2.4V，输出低电平<0.4V。TTL电路的速度快，传输延迟时间短(5-10ns)，但是功耗大。CMOS电平：CMOS电平+12V等价于逻辑“1”，0V等价于逻辑“0”，COMS速度慢，传输延迟时间长(25-50ns),但功耗低。5V的电平不能触发CMOS电路，12

6、V的电平会损坏TTL电路，因此不能互相兼容匹配7智能仪器原理与设计------第4章开关量信号的输入输出74系列芯片的特征，类别功能和区别在外设接口电路中，经常需要对传输过程中的信息进行放大、隔离以及锁存，能实现上述功能的接口芯片最简单的就是缓冲器、数据收发器和锁存器。74系列器件是一种中小规模TTL集成电路芯片，这是一种低成本、工业和民用产品，工作温度为0～70℃，以功耗和速度分类有如下几类；（2）74LXXX——低功耗TTL；（3）74SXXX——肖特基型TTL；（4）74LSXXX——低功耗肖特基型T

7、TL；（5）74ALSXXX——高性能型TTL；（6）74FXXX——高速型TTL。8智能仪器原理与设计------第4章开关量信号的输入输出74LS244是一种三态输出的八位缓冲器，该缓冲器有8个输入端，分为两路——1A1～1A4，2A1～2A4，同时8个输出端，也分为两路——1Y1～1Y4，2Y1～2Y4，分别由2个门控信号1G和2G控制，当1G为低电平时，1Y1～1Y4的电平与1A1～1A4的电平相同，即输出反映输入电平的高低；同样，当2G为低电平时，2Y1～2Y4的电平与2A1～2A4的电平和同。而

8、当1G（或2G）为高电平时，输出1A1～1A4（或2A1～2A4）为高阻态。经74LS244缓冲后，输入信号被驱动，输出信号的驱动能力加大了。4LS244缓冲器主要用于三态输出的存储地址驱动器、时钟驱动器和总线定向接收器和定向发送器等。高电平、低电平和高阻抗9智能仪器原理与设计------第4章开关量信号的输入输出4.1.1开关量信号输入通道结构开关量输入通道通常由单片机(接受和处理开关信号)、信号输入调理电气接