开关量输出器件.ppt

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1、§2.6开关量输出器件85-86、96-99页一、智能仪器输出通道信号种类模拟量输出信号、开关量输出信号、数字量输出信号二、开关量输出隔离的一般结构三、开关量输出隔离器件1、光电耦合器件2、继电器隔离电路四、开关量输出驱动电路TTL三态门缓冲器、集电极开路门、门电路外加晶体管、达林顿晶体管阵列驱动器芯片1、模拟量输出信号（1）直流电流信号（适合远距离传输）（2）直流电压信号（适合近距离传输）2、开关量输出信号3、数字量输出信号一、智能仪器输出通道信号种类1、模拟量输出信号（1）直流电流信号（适合远距离传输）电流信号抗干扰能力强，信号线电阻不会导致信号损失。（2）直流电压信

2、号（适合近距离传输）当智能仪器的输出模拟信号需要传输给多个其他仪器仪表时，一般采用直流电压信号。2、开关量输出信号（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、开关量输出信号（3）开关量信号的

3、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，智能仪器通过接收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，实现对外部设备状态的检测、识别和对外部执行元器件的驱动和控制。越限报警、开关量控制、反映智能仪器本身的工作状态（4）常见电子开关都有哪些？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。2、开关量输出信号（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

4、须接入信号输人电气接口电路，对外部的输入信号进行滤波、电平转换和隔离保护等。3、数字量输出信号数字量输出信号分为串行和并行两种。串行用于较远距离的数据传输和信息交换，例如智能仪器与上位机之间通信多位串行。并行方式传输速度快，但所需导线条数多，只适合于近距离传输，例如智能仪器与周围的其他智能设备之间。1.开关量输出通道的用途二、开关量输出隔离的一般结构将CPU输出的控制量转换为对被控对象的控制操作。对于只有二种工作状态的执行机构或器件，用智能仪器输出开关量来控制它们，例如控制马达的启动和停止，指示灯的亮和灭，电磁阀的开和关等。这些执行机构或器件所要求的控制电压和电流千差万别

5、，有的是直流驱动的，有的是交流驱动的，都必须根据对象采用合适的电气接口。二、开关量输出隔离的一般结构1)输出锁存:当对生产过程进行控制时，控制量往往需要保持，直到输出新的控制量，所以，每次输出的控制量就需要保存（锁存）。输出锁存器可用可编程接口电路8255，也可用简单接口电路如74HC244，74HC273，74HC373等来实现。CPU输出锁存数字隔离输出驱动被控对象典型的开关量输出通道结构2)数字隔离:在输出通道中，为防止现场强电磁干扰或工频电压通过输出通道反串到CPU系统中，一般需要采用通道隔离技术。（光-电隔离技术）使用光电隔离器时，要注意以下4点：①当光电隔离器

6、导通时，必须输入足够大的导通电流，使发光二极管发出的光使输出端动作。光电隔离器的发光二极管正常发光电流为毫安级.②光电隔离器只能通过一定频率以下的脉冲信号。因此，在高频信号传输中要考虑其频率特性，选择通过频率比较高的光电隔离器③光电隔离器输出端的灌电流不能太大，否则可能使输出端击穿，导致光电隔离器的损坏，因而在光电隔离器与被控对象之间要加驱动电路。④利用光电隔离器实现控制通道的隔离时，用于驱动发光二极管的电源与驱动光敏管的电源不应是共地的电源，否则外部干扰可能通过地线串到CPU中去，这样就失去了隔离作用。解决的方法有两个：即在光电隔离的两侧分别使用不同的电源，也可用DC-

7、DC变换的方法往输出端提供一个与光隔输入端隔离的电源。3)输出驱动:①要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，关键在于输出通道中的功率驱动电路。②根据现场开关器件功率的不同，可有多种数字量驱动电路的构成方式。开关量输出隔离的目的：在于隔断微机与执行机构之间的电气联系，以防地电位差、外界电磁场等干扰因素造成执行机构的误动作，甚至导致智能仪器本身的损坏。目前，光电耦合器件和继电器常用作开关量输出隔离器件。三、开关量输出隔离器件1、光电耦合器件（opticalcoupler--OC）光电耦合器件是以光为媒介