4-1_控制器原理及应用--SYMC原理及应用.ppt

（九）输入开关量的电平变换 由于实际应用电路或传感器输出的开关信号电平有可能与微控制器的输入接口不一致，因此进行彼此连接时，需要将非标准电平转换为标准电平。 (a) 利用晶体管 (b)利用光耦合电路 （十）模拟量输入与放大 工程机械的很多种传感器（温度、压力、转速）所输出的电信号很多是电压或电流之类的模拟信号，往往幅度很小（mV、mA级）。在进入微控制器前，首先需要进行放大处理，将小的电信号变成“标准”的电信号（如0~5V、0~10V、4~20mA等）。 实际应用中，一般采用集成运算放大器作为放大元件（如LM2904、MC1458、LM324等）。 同相输入 反相输入 如图所示，1M是同一输入组内各输入信号的公共点，当外接触点 接通时，光耦合器中两个反并联的发光二极管亮，光敏三极管饱和导 通；外部触点断开时，光耦合器中的发光二极管熄灭，光敏三极管截 止。信号经内部电路传送给 CPU 模块。显然，输入用的发光二极管 是两个反并联的， 1M 点可以是负 极，也可以是正极。 CPU提供的集成I/O具有固定的I/O地址，I/O点的编号采用八进制， 逢八进一，其中首字母I代表输入点，Q代表输出点 5.6k 内部电路 0.0 1M 1k ● 数字量输入技术要求： 项 目 指 标 “1”信号 15－35V,2.5-4mA “0”信号 0－5V，1mA 输入连续电压最大值 30V DC 输入电压浪涌值 35V/0.5S 标准输入的延迟时间 0.2－12.8ms（可调整） 高速计数器 I0.0~I0.5，30kHz （十一）输出接口电路 经过微控制器分析处理后输出各种控制信号，最终控制相应的执行器的操作，如发动机起动和调速、行驶换档及制动等。这些执行器有模拟量如直流电动机，也有开关量如开关电磁阀，这些电器通常要有较高电压和较大电流驱动，显然微控制器不能直接驱动它们，通常需要功率驱动器件进行放大其控制信号。 （一）采用集成电路芯片的驱动电路 ● 驱动交流负载和直流负载的小型继电器输出形式。 ● 晶体管输出：驱动直流负载的大功率晶体管或场效应管，驱动交流负载双向晶闸管。 （a） （b） （二）采用光耦合器的驱动电路 在工程机械电子控制系统中常常使用继电器、电磁阀和电机等作为控制对象。为了避免这类电器产生的电磁干扰，提高控制系统的抗干扰能力，在输出通道经常会使用光耦合器进行电气隔离。 （三）串行通信与CAN总线基础 串行通信是指外设和计算机间使用一根数据信号线,数据在一根数据信号线上按位进行传输，每一位数据都占据一个固定的时间长度。 这种通信方式使用的数据线少，在远距离通信中可以节约通信成本，当然，其传输速度比并行传输慢。 现场总线是连接智能现场设备和自动化系统的数字式、双向传输、多分支结构的通讯网络。目前总线技术应用比较成熟和影响力的主要有：CAN现场总线、PROFIBUS现场总线、MODBUS现场总线等。它适应了工业控制系统向分散化、网络化和智能化发展趋势。 （一）技术上主要特点： 系统开放性好； 具有互可操作性与互用性； 使现场设备具有智能化与功能自治性； 系统结构的高度分散性； 对环境的强适应性； 系统成本低、性能高。 （二） CAN总线与CANopen简介　　CAN(Controller Area Network)即控制器局域网络最初是由德国的BOSCH公司为汽车监测、控制系统而设计的。CAN总线就是用来实现汽车内部控制系统与各检测和执行机构间的数据通信。由于CAN总线本身的特点，其应用范围已不再局限于汽车行业，而向纺织机械、机器人、数控机床、医疗机械、工程机械及传感器等领域发展，CAN已被公认为最有前途的现场总线之一。　　CAN属于总线式串行通信网络，CAN信号传输介质为双绞线，通信速率最高可达1Mbps/40m，直接传输距离最远可达10km/5kbps,可挂接设备数最多可达110个。 （一） 力士乐RC系列 主模块：RC2-2，4AI/，12DI/10DO RC4-4，7AI/1AO，21DI/20DO RC6-9，12AI/1AO，29DI/36DO 工作电压：8~32VDC 工作温度：-40~85℃ 驱动电流：2.6A（开关量）， 2.3A（PWM,220Hz） 防护等级：IP6