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；DO数据→AL寄存器 ；DO数据→锁存器的输出端
10
MOV DX，DO_PORT ；接口地址DO_PORT→DX
7．2 模拟量输入通道
1. 模拟量输入通道的一般组成
模拟量输入通道一般由信号预处理、多路转换器、 前置放大器、采样保持器、模/数转换器和接口逻辑电 路等组成。其核心是模/数转换器。
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转换精度：绝对精度指满量程输出情况下模拟量输入
电压的实际值与理想值之间的差值；相对精度指在满量 程已校准的情况下，整个转换范围内任一数字量输出所 对应的模拟量输入电压的实际值与理想值之间的最大差 值。转换精度用LSB的分数值来表示。
线性误差：在满量程输入范围内，偏离理想转换特性 的最大误差定义为线性误差。线性误差常用LSB的分数 表示，如1/2LSB、1/4LSB等。 转换量程：所能转换的模拟量输入电压范围，如0～ 5V，0~10V，－5V～十5V等。
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逻辑控制
CH
图7—13
2
采样保持器的组成
R1
OFFSET
V1

V2

VIN
IN IN
3 8 7

A1
K

A2
5
VO


A3
R2
6 CH
图7—14 集成采样保持器LF398的原理图
16
⑤ A／D转换器
A/D转换器的作用是将模拟量转换为数字量，它是 模拟量输入通道的核心部件，是模拟系统和计算机之间 的接口。 A／D转换器的主要技术指标 分辨率：通常用数字量的位数n（字长）来表示，若 n＝8，满量程输入为5.12V，则LSB对应于模拟电 压 5.12V / 28 mV。 转换时间：从发出转换命令信号到转换结束信号有 效的时间间隔，即完成 n 位转换所需要的时间。
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8位A／D转换器 ADC0809
START
CLOCK
10 7
6
VIN0 VIN1 VIN2 VIN3 VIN4 VIN5 VIN6 VIN7
26 27 28 1 2 3 4 5 A/D 8路 模 拟 开 关 控制与时序
EOC

SAR 三态输 出锁存 缓冲器 开关树
17 14 15 8 18 19 20 21 9
点的机械抖动而产生的振荡信号，通常采用RC滤波电路或 2017/1/15 RS触发电路。
4
② 大功率输入调理电路
24V K
R1 R2
+5V
R3
在大功率系统中，需要 从电磁离合等大功率器 件的接点输入信号。
10μF
C
图 7—3
大功率输入调理电路
为了使接点工作可靠，接点两端至少要加24V或24V 以上的直流电压。因为直流电平的响应快，不易产生干扰， 电路又简单，因而被广泛采用。但是这种电路所带电压高， 容易带有干扰，通常采用光电耦合器进行隔离。
通道。
数字量输入通道由信号调理电路和输入接口电路 2017/1/15 3 构成。
1) 数字量输入调理电路
① 小功率输入调理电路
5V
R1
R2
S
R1
+5V
S
C
R2
（a） 采用RC滤波电路
（b）采用RS触发器
图7—2 小功率输入调理电路
从开关、继电器等接点输入信号。将接点的接通和断开 动作，转换成TTL电平信号与计算机相连。为了清除由于接
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6
2 . 数字量输出通道
DO接口电路
数字量输出通 DO接口电路 输 输 道的任务是把 PC 出 出 总 驱 锁 计算机输出的 线 动 存 器 器 数字信号（或 开关信号）传 送给开关器件 地址译码器 （如继电器或 图 7—4 数字量输出通道结构 指示灯），控 制它们的通、 断或亮、灭， 数字量输出通道主要由输出接口电 简称DO通道。 路和输出驱动电路等组成。
DO 0 (LSB) DO1 DO 2
DO 3 DO 4 DO 5 DO 6 DO 7 (MSB)
比较器
A B C ALE
25 24 23 22
地址 锁存 与译码 11
Vcc
DAC
256R T型电阻网络 12
VRDF
OE
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图7－15
ADC0809的原理框图及引脚
DO 7 DO 6 DO 5 DO 4 DO 3 DO 2 DO1 DO 0
DGND
10VIN
13
5K
3K
时钟 三态输
BIP OFF
REF IN
12 10
9.95K
+
COMP
SAR
出锁存 缓冲器
19.95K
VEE
I REF
I DAC
11 + DAC
图7—16
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AD574A的原理框图及引脚
和数字量输出通道。
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7．1 数字量输入输出通道
1 .数字量输入通道 数字量输入
DI接口电路
通道的任务是把
被控对象的开关 状态信号（或数 字信号）传送给 计算机，简称DI
PC 总 线
输 入 缓 冲 器
输 入 调 理 电 路
来 自 生 产 过 程
地址译码器
图7－1
数字量输入通道结构
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12位A／D转换器 AD574A
AGND REF OUT VCC CE
R/ C A 0 CS 12 / 8 VLOGIC
20VIN
14
5K
9
8
7
6
5
4
3
2
1
28 27 26 25 24 23 22 21 20 19 18 17 16 15
10VREF
控制逻辑
STS
DO11 DO10 DO 9 DO 8

R11 R12
1k
S1 S2
2
500
250
3 5 9

A1
R4
15V


C3
10 k
15V
R1 500 R2 500
R13
R14 VI VI
S3
S4
A3
125
R6 10 k
10 k
W1
15V

15V
C2 A2
1 2 KA
3 4
R5

10 k
R3 10 k
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VDD
② 多路转换器
多路转换器又称 多路开关，多路开关 的作用是用来将各路 被测信号依次地或随 机地切换到公共放大 器或A/D转换上。
VSS
INH A
B C
VEE
电平 转化
译码驱动电路
┅
X
X0 X1
┇
X7
┇
图7—11 表 7 —1
CD4051原理图
CD4051通道选择表
C 0 0 … B 0 0 A 0 1 X接通 X0 X1
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I
R
V
R1
0～10mA
C
0～5V
RP
图7—9
无源I/V 变换电路
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• 有源I/V变换
I 0～10mA
R
C
R2

A
R1

R4
V
有源I/V变换是利用 有源器件运算放大 器和电阻组成。
图 7—10
R3 RP
Rf
有源I/V变换电路
利用0～10mA电流在电阻R上产生的输入电压，若 取 R 200 ，则 I 10 m A 时，产生2V的输入电压。该电 路的放大倍数为 Rf A 1 R1 若取 R1 100k ，Rf 150KΩ ，则0～10mA输入对应于 0～5V的电压输出。
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② 继电器输出接口
一般在驱动大型设备 时，往往利用继电器作为 控制系统输出到输出驱动 级之间的第一级执行机构， 通过第一级继电器输出， 可完成从低电压直流到高 电压交流的过渡。
③晶闸管输出接口技术
5V
K J
R2
Vc
VD1
OP
R4 R1
负载
K1 - 1
VT1
R3
L
C1
AC220V
过 程 参 数
变 送 器
信号 预处 理
多路 转换 器
前置 放大 器
采样 保持 器
A/D 转换 器
接口 逻辑 电路
PC 总 线
模拟输入通道
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图 7 —8
模拟量输入通道的组成结构
11
2. 模拟量输入通道中常用器件和电路 ① 信号预处理
信号预处理的功能是对来自传感器或变送器的信 号进行处理。如将4mA～20mA或0～10mA电流信号 变为电压信号，将热电阻(Pt100或Cu50)的电阻信号 经过桥路变为电压信号等。 • 无源I/V变换 无源I/V变换可以利用一 个的精密电阻，将0～ 10mA的电流信号转换为 0～5V的电压信号。
N
图7－7 继电器输出驱动
晶闸管是一种大功率半导体器件。在计算机控制系 统中，可作为大功率驱动器件，具有用较小功率控制大 功率、开关无触点等特点，在交直流电动机调速系统、 调功系统、随动系统中有着广泛的应用。
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2）数字量输出接口 数字量输出(DO)接口包括输出锁存器和接口地址译 码。当CPU执行输出指令OUT时，接口地址译码电路产 生写数据信号，将计算机发出的控制信号送到锁存器的 输出端，再经输出驱动电路送到开关器件。 设采用PC总线，接口程序为： MOV AL，DATA OUT DX，AL