2019年课件第二章输入输出接口与过程通道.ppt

《2019年课件第二章输入输出接口与过程通道.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、第二章输入输出接口与过程通道接口是计算机与外部设备交换信息的桥梁，包括输入接口和输出接口。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AI，AO，DI，DO。第二章输入输出接口与过程通道问题：为什么要采用输入输出接口？1速度不匹配。2信号电平不匹配。3信号格式不匹配。4时序不匹配。补充知识1串行接口和串行通信，并行接口和并行通信2全双工方式，半双工方式3同步通信方式，异步通信方式第二章输入输出接口与过程通道2.1总线技术2.2数字量输入过程通道2.3数

2、字量输出过程通道2.4模拟量输入过程通道2.5模拟量输出过程通道2.1总线技术总线：计算机各模块之间互联和传送信息（指令、地址和数据）的一组信号线。以微处理器为核心，总线可以分为内部总线和外部总线，而内部总线又可分为片级总线和系统总线。PC/ISA/EISA总线1981年，62线的IBMPC总线诞生，是ISA总线的前身。1987年，IEEE正式制定了ISA(IndustryStandardArchitecture)总线标准。ISA总线数据线宽度为16位，地址线宽度为24位，总线时钟为8MHz。EISA(ExtendedIndust

3、ryStandardArchitecture)是为32位中央处理器设计的总线扩展工业标准。它总线宽度为32位，总线频率为16MHz。PCI总线PCI(PeripheralComponentInterconnect：外围部件互联)是美国SIG集团推出的64位总线，该总线的最高总线频率为33MHz，数据传输率为80MB/s。PCI总线是一种不依附于某个具体处理器的局部总线。从结构上看，PCI是在CPU和原来的系统总线之间插入的一级总线，具体由一个桥接电路（北桥芯片）实现对这一层的管理，并实现上下之间的接口以协调数据的传送。PCI和IS

4、A总线之间也通过桥接电路（南桥芯片）相连。RS-232/RS-422/RS-485串行通信总线RS-232总线是目前广泛使用的串行通信接口标准。美国电子工业协会（EIAElectronicIndustriesAssociation）制定的串行接口标准。RS-422A采用了平衡驱动和差分接收方法，解决了RS-232中存在的地电平的电位差问题。它需要两对平衡差分电路形成全双工传输电路。RS-485是RS-422A的变型，为半双工工作方式。USB通用串行总线USB产生的原因在于新型电脑外设对计算机接口技术提出了更高的要求：要求高速的双向

5、数据传输；要求免除总线扩展板卡，不必打开机箱；要求可热插拔，即插即用；可以方便地连接多台设备；可以免除设备外接电源。USB通用串行总线USB的主要性能特点有：（1）具有热插拔功能。（2）采用“级联”的方式连接各个设备。每个USB设备用一个USB插头连接到前一个设备的USB插座上，最多可达127个外设，两个外设间距离可达5m。（3）可适用于低速外设连接。2.2数字量输入过程通道数字量（开关量）1，02.2.1数字量输入过程通道的结构2.2.2输入调理电路2.2.3数字量输入接口（输入缓冲器）2.2数字量输入过程通道2.2.1数字量输

6、入过程通道的结构2.2数字量输入过程通道输入调理电路2.2.2输入调理电路2.2数字量输入过程通道为了将外部的开关量信号安全有效的输入到计算机，必须将现场的信号经过转换，保护，滤波，隔离等措施转换成计算机能够接受的逻辑信号，这些功能称为信号调理。＋5VKCR1R2图2.2输入调理电路2.2.3数字量输入接口(输入缓冲器)2.2数字量输入过程通道图2.3数字量输入接口74LS2442.3数字量输出过程通道2.3数字量输出过程通道2.3.1数字量输出过程通道的结构2.3.2输出驱动电路2.3.3数字量输出接口（输出锁存器）2.3.1数

7、字量输出过程通道的结构2.3数字量输出过程通道输出锁存器2.3.2输出驱动电路2.3数字量输出过程通道计算机产生的TTL电平信号往往不能直接去控制生产过程中的各种设备，必须将其进行必要的转换，增强其驱动能力，这就用到输出驱动电路。＋24VRD功率晶体管图2.5功率晶体管输出驱动继电器J2.3.3数字量输出接口(输出锁存器)2.3数字量输出过程通道图2.6数字量输出接口74LS273输入使能端G允许输出端输入D输出QHLLLHLHHLL*（锁存状态）*H*Z（高阻态）2.4模拟量输入过程通道温度，压力，液位，流量二进制数A/D2.4

8、模拟量输入过程通道2.4.1模拟量输入过程通道的结构2.4.2I/V变换2.4.3多路转换器2.4.4采样保持器2.4.5A/D转换器2.4.1模拟量输入过程通道的结构2.4模拟量输入过程通道图2.7模拟量输入通道的组成结构2.4.2I/V变换2.