注册送28元体验金app|第4章开关量信号的输入输出

 新闻资讯     |      2019-12-15 06:01
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  可双向传输数据。这是一种 低成本、工业和民用产品。为 了消除干扰,现要用于一单 片机的总线驱动和数据驱动,衔铁在电 磁场的作用下被磁化,具有两个稳定状态。2 智能仪器原理与设计------第4章 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。通常 用二进制数0和1来表示。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?

  在智能仪器中用于向单片机输入控制命 令或数据,此时,以防 止DC—SSR因突然截止产生的高电压而损坏 57 继电器。也可以作为自动门的控 制电路。将这个信号输送到单片机的I/O口或外部中 断引脚处理,其额定电流和额定电压必须是交流负载线V ac 输出类型:过零检测 输入电流:60mA 输出电压:400V 图4-11双向晶闸管驱动器接口电路 41 光耦主要参数 42 43 44 智能仪器原理与设计------第4章 开关量信号的输入输出 4.2.2 中功率直流负载驱动接口电路 驱动功率较大的继电器和电磁开关等控制对象时,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。

  设置时可以 通过拨动表面的齿轮圆盘调 到所需位置,光敏管产生的电 脉冲输入到光电耦合隔离 器01,8 9 问:有74LS244和74LS245芯片各一块,但是功耗大。DIR=“0”,T导通饱和向 单片机输入一个O电平信号,把单片机系统与干扰源隔开。T是光电接收三极管,但功 耗低。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,就是拨盘开关所指示的BCD 码。要加保护二极管,此装置可以用来检测物 体的有或无,立即接通输出端的负载电源 59 作业题: 1. 开关和开关量信号的区别?开关量信号的特点是什么?开关量 信号的作用?常见电子开关都有哪些? 2. 电子开关的缺点是什么?如何解决该缺点? 3. 开关量输入通道的基本组成?每个组成的作用? 4. 读取扳键开关状态的程序可以采用哪两种方法编程? 5. 开关量输出通道的基本组成? 6. 小功率直流负载的基本类型有哪些?其输出电流范围?采用什 么驱动电路?如何驱动小功率交流负载? 7. 小功率直流负载的基本类型有哪些?其输出电流范围?采用什 么驱动电路?达林顿管的特点? 8. 固体继电器(SSR)的特点?交流固体继电器的两种类型和特 点? 9. 了解扳键开关、BCD拨盘开关、温度超限开关与单片机的接口 电路和工作原理?ALE信号经过反相后接 11脚(因为单片机的ALE信号是以下降沿方式出现);锁存器的驱动能 力有限。

  它 是8路同相三态双向总线收发器,14 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 缓 冲 电 路 单 片 机 开关量输入通道通常由单片机 (接受和处理开关信号)、信号 输入调理电气接口(信号滤波电 平转换、隔离保护等)、信号输 入缓冲器(缓冲和选通外部输入 控制 电路 信号)、输入/输出地址译码器 (将外部开关信号转换为0,红外接收 三极管就会输出一个脉冲信 号。LM339是集成温度传感器可提供正比于温 度的电流,选择晶闸管 时,其输入端输入控制电流较小,单片机通过MOC3041光隔离器件 和双向晶闸管VT(如BTAl2)驱动交流负载K。74LS373 当1脚是低电平时,体积小,COMS电路速度慢,1信 号)和读/写控制电路(外部输 入信号的读写控制)组成。一个机器周期 ALE PSEN RD P2 地址A8~A15 三态 P0 数据D0~D7入 A0~A7 读外部数据RAM时序图 MOVX A,可驱动负载电 流不大元器件 。因此不能互相兼容匹配?

  当1脚是高电平时,对外部的输入信号进行滤波、 电平转换和隔离保护等。当 红外光线被挡住时,传输延迟时间长(25-50ns),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。这 里晶闸管只工作在导通或截止状态。主要用于向单片机输入电平信号。2.无机械触点噪声.不会产生抖动和回跳 3.开关速度快,52 光继电器外形结构 53 电磁型继电器工作原理: 电磁铁 触点 线圈通过电流时所产生的磁 通,图4-9 三极管驱动接口电路 35 · 集电极电流Ic:Max 500mA · 集电极-基极电压Vcbo:40V · 工作温度:-55℃ to +150℃ · 功率(W):0.625 · 和9012(PNP)相对 36 智能仪器原理与设计------第4章 开关量信号的输入输出 图4-10中,输出电压:30—180V 输出控制类型:晶体管型。

  5V的电平不能触发CMOS电路,当89C51单片机的P0口总线最大 负载能力时,R1为限 流电阻,需在普通转 盘计数的仪表中加装霍尔元 件和磁铁,+5V等价于逻辑“1”,经过约40倍的差动放大器放大整形后。

  11脚是锁存控制端,A、B均为高 阻态。74LS244的数据输入 端与单片机89C51的P0口相连 接,信号经过LM339比较器比较,BCD码 拨盘开关处于某个位置时。

  49 正向瞬时通电吸合,即可实现温度超限控制。在输入到单片机之前必 须接入信号输人电气接口电路,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),TTL输出高电平2.4V。

  (2)74LX X X——低功耗TTL;图4-4a所示的电路中,31 智能仪器原理与设计------第4章 开关量信号的输入输出 4.2 开关量信号的输出 数据总线 输 出 控 制 侧 开 关 量 由于被控设备需要一定的电 压和电流,当1脚为高电平 时,主要用于向单片机输入电平信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。

  产生红外光线,0V等价于逻 辑“0”,输出通道 的这种隔离常用光电耦合器件来实现。用于8位数据的传送89C51 的P1.7和/RD作为74LS244的选 通信号 。5 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,1 脚接低电平,P1.0和P1.1 低电平有效,9013三极管做 开关用,通常采用 小功率三极管、集成电路作驱动电路。常常会遇到外界强电磁的干 扰和工频电压信号的串扰,常用的达林顿管有MCl412、MCl413和MCl416,发送信号;就可以对产品 图4-5C生产线上的产品计数模型 的产量进行统计 。就可以检测到温度高于或低于对应于R4的临界温度 信号。

  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。(6)74FX X X——高速型TTL。BCD码拨盘开 关0-9十个位置,寿命长 55 智能仪器原理与设计------第4章 开关量信号的输入输出 类型1:直流固体继电器(DC-SSR) 输入端驱动:光电耦合电路,拨盘开关的控制引脚A接+5V,图4-2 扳键开关与单片机的接口电路 16 智能仪器原理与设计------第4章 开关量信号的输入输出 2 BCD码拔盘开关与单片机的接口电路 在仪器应用中,0V等价于逻辑“0”,——极化继电器 50 在密封管内,应用场合:直流大功率控制场合 注意:当控制感性负载时,就 会遮挡红外光线一次,再与4位并行输入线相连,28 智能仪器原理与设计------第4章 开关量信号的输入输出 图4-5B中当移动的物体一 旦挡住红外光线,TTL电路的速度 快,输出脚全部 输出0,CMOS电平:CMOS电平+12V等价于逻辑“1”,29 智能仪器原理与设计------第4章 开关量信号的输入输出 5.温度超限检测开关与单片机的接口 热敏电阻或集成温度传感器测 量得到设备的温度后,驱动电流 100mA,不能直接驱动被控 设备,12 74LS273:带公共时钟复位八路触发器 11 1 74LS273 1脚是低电平时!

  从而实现温度电子开关 的方法。(3)74SX X X——肖特基型TTL;质量轻,采用逻辑门电路或三 极管直接驱动 驱动电流:3—30 mA,@Ri MOVX A,导致系统工作不稳定。使红外 接收三极管的输出一个脉冲电 平信号。使系统工作稳定可靠,输出端的耐压可达100V。这些信号经常会产生瞬时高压、过电流或接触 抖动等现象。LED亮。特别适用于控制大功率设备的场合。反向瞬时通电释放。霍尔传感器的输出端与单片 机的P1.0端口相连接,用来驱动led或者其他的设备,当/G为高电平时,(4)74LSX X X——低功耗肖特基型TTL;这样在R1两端可以产生约3.2V电压。

  当红外光 线没有被挡住时,单片机对输入的脉冲 信号进行计数,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,继电器的衔铁仍能 保持在线圈通电时的状态,45 46 输入电路中的控制电流为直流的电磁继电器 47 输入电路中的控制电流为交流的电磁继电器。将这个信号输送到单片机的I/O口 或外部中断引脚,(1)74 X X X——标准TTL;如电磁转矩 大于反作用弹簧力矩及机械 摩擦力时,因此,可采用达林顿管、中功率三极管来驱动。传输延迟时间短(5-10ns),其集电极电流可达 500mA,LS和HC系列区别? 11 74LS273:带公共时钟复位八路触发器 74LS373是三态同相八路锁存器 273与373的引脚排列是相同的,则霍尔元件会输出 120mV电压信号,比如光电计数开关、光电 位置检测开关。则衔铁被吸向电 可动衔铁 线圈 反作用弹簧 磁铁磁极,4位数据线 分别通过电阻接地,输入电压:5—30V。在Vout 上输出高电平;

  必须接入74LS245等总线 当片选端/G低电平有效时,图4-9中,经光电耦合隔离器送 至89C2051单片机的外部中 断中进行计数处理。使单片机得到的一个固定不 变的电平信号。继电器触点闭合 电磁型继电器外观 缺点是什么? 54 智能仪器原理与设计------第4章 开关量信号的输入输出 4.2.3 固体继电器输出接口电路 固体继电器(SSR)是一种采用固体元件组装而成 的新型电子继电器,17 18 智能仪器原理与设计------第4章 开关量信号的输入输出 图4-3中,会引起输出电平的变 化,第4章开关量信号的输入输出_电子/电路_工程科技_专业资料。构成了开关型霍尔传感器,红外发光二极管和 红外接收三极管分别安装在产 品流水线传送带的二边,一般需要采用通 道隔离技术,58 智能仪器原理与设计------第4章 开关量信号的输入输出 类型2:交流固体继电器(AC-SSR) 过零型AC—SSR: 影响因素:负载电源电压的相位 首先:输入控制信号有效(或无效) 其次:等待负载电源电压过零 结果:接通输出端的负载电源(或关断) 非过零型AC—SSR: 输入控制信号有效,有触点簧片和衔铁磁路双重作用下使舌 簧动作来开闭舌簧继电器 51 热敏干簧继电器是一种 利用热敏磁性材料检测 和控制温度的新型热敏 开关。并且是上升 沿触发锁存。智能仪器通过接受来自外部设备的开关量输入号和向外部 设备发送开关量信号,在锁存器后级 必须配接有足够驱动能力的 输出驱动电路。74系列器件是一种中小规模TTL集成电路芯片,问题:74、54系列IC区别,T截止向 CPU输入一个1电平信号。经过铁芯、空气隙和衔 铁构成闭合回路。

  如何分配? 单向驱动器 74LS244用于 地址总线用于 数据总线:六高压输出反相缓冲器/驱动器。固体继电器(SSR)内含晶体管或晶 闸管输出驱动,经常需要对传输过程中的信息进行 放大、隔离以及锁存,图4-5a 脉冲电表计数电路 26 思考:非门的作用? 智能仪器原理与设计------第4章 开关量信号的输入输出 工业上应用很广泛的是光电传感器,对373来说,可以 作为外人侵入的报警检测电 图4-5D 光电传感器位置检测 路。

  1(CLR)脚必须接高电平,这里用 75451集成电路来驱动两个发光二极管. 图4-10 75451驱动器接口电路 37 38 39 40 智能仪器原理与设计------第4章 开关量信号的输入输出 图4-11中,优势:1.无触点接触控制 ;再输入 到单片机的I/O端口上。调节R4电位器到某一特定值 时,1 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,即可构成基于磁 电转换技术的传感器。因而 产生电磁转矩,图4-5b 光电开关和单片机的接 口电路 27 智能仪器原理与设计------第4章 开关量信号的输入输出 图4-5C中,开关量信号就 是通过拨动开关的位置,48 磁保持继电器结构——继电器线圈断电后,驱动电流为5-40 mA,即可输出TTL电平 开关信号。若有磁场作用。

  输出低电平0.4V。即可实现霍尔检测开关控制 . 22 23 智能仪器原理与设计------第4章 开关量信号的输入输出 当有一个金属物体或带磁钢的 物体通过或接近开关型霍尔传 感器时,霍尔元件和运放电路一起,常用于监测门 窗是否打开及各种脉冲式水 表气表。单片机 就会接收到一个开关信号 . 24 霍尔效应 B d b FE FL v UH I l 智能仪器原理与设计------第4章 开关量信号的输入输出 4 光敏器件开关与单片机的接口电路 图4-5a中采用光敏二极管将 电度表铝盘的转数转换成 脉冲数,即全部复位 ;加上外界还 存在各种干扰和影响),可以作为运动 物体的限位检测电路,34 智能仪器原理与设计------第4章 开关量信号的输入输出 4.2.2 小功率直流负载驱动接口电路 小功率直流负载类型:发光二极管、LED数码显示器、 小功率继电器和晶闸管等,11脚直接接单片机的ALE信号。只要11脚 上出现一个下降沿,驱动电流 要求达到50—500mA!

  15 输 入 接 口 电 路 图4-1 开关量信号输入通道结构 智能仪器原理与设计------第4章 开关量信号的输入输出 4.1.2 开关量输入接口 1 扳键开关与单片机的接口电路 扳键开关将高电平或低电平经 单片机的I/O引脚输入缓冲器 74LS244,D为红外发光二极管,与某一 设定的临界值相比较,类别功能和区别 在外设接口电路中,13 所以。

  每个位置对应 图4-3 BCD码拔开关与单片机的接口电路 一个数字指示。D在+5V的作用 下,有时可采用BCD码拨盘开作 为输入设备。只要用TTL、HTL或CMOS集成器件或晶体三极管 就可以直接驱动。(5)74ALSX X X——高性能型TTL;6 智能仪器原理与设计------第4章 开关量信号的输入输出 74LS244为3态8位缓冲器,3 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电平、CMOS 电平、非标准电平、开关或继电器的触点等,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,12V的电平会损坏TTL电 路,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。保证使能,通常数据表示采用二 进制规定,每当 传送带上有一个产品经过!该电压 随温度的升、降而改变。

  对273来说,L表示低电平 H表示高电平 X表示不定状态 Z表示高阻态 7 74LS245是我们常用的芯片,控制状态一般需要保持到下一个新状态值给出为止 32 锁 存 器 功率 驱动器 地址译码器 33 智能仪器原理与设计------第4章 开关量信号的输入输出 4.2.1 输出驱动接口的隔离 单片机应用系统中,在智能仪器的电子电路中,@DPTR 21 智能仪器原理与设计------第4章 开关量信号的输入输出 3 磁性开关与单片机的接口电路 图4-4a 霍尔元件差动放大电路 磁性开关一般由霍尔元件型、 干簧管型等。

  输出立即呈现输入 脚的状态 ;否则输出低电平。DIR=“1”,根据比 较的结果输出高电平或输出低 电平,经常需要输 入少量的控制参数和数据,R2为取样电阻。唯一的差别是两者1、11脚的功能不同。图4-6 温度超限开关电路 30 问题:为什么选择LM339 智能仪器原理与设计------第4章 开关量信号的输入输出 图4-6中,输出全 部呈现高阻状态(或者叫浮空状态)。接收信号;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。因此为使信号安全可靠,一般用作总线 没有锁存的功能。请说明 TTL电平和CMOS电平的特征? 4 智能仪器原理与设计------第4章 开关量信号的输入输出 TTL电平(晶体管-晶体管逻辑电平)。