《机电系统计算机控制》pptch2 过程通道.ppt

第一节 I/O接口（Interface）概述 接口的概念 接口是计算机与外部设备交换信息的桥梁。 常见的接口： 通用接口：并行I/O接口、串行I/O接口、中断管理接口、DMA管理、定时／计数接口等 专用接口：A/D转换接口、D/A转换接口 、多路转化器等 1.接口的功能 寻址功能 输入输出功能 数据转换功能 联接功能 中断管理功能 复位功能 可编程功能 2.接口中的典型信号 （1）数据：8位或16位。 数字量：二进制、ASCⅡ码表示 模拟量： 现场信息 计算机 开关量：一位二进制数表示 （2）状态信息：READY、BUSY （3）控制信息： 第二章 输入输出接口技术和输入输出通道 3.端口 数据端口 控制端口 状态端口 计算机和外部的通信方式 并行通信：ex.8212、Z80 PIO、8255A、8155 串行通信： RS232、IE488、I2C总线、8251A、USB 全双工方式 半双工方式 异步通信 同步通信 第二章 输入输出接口技术和输入输出通道 中断控制器8259A 第三节 I/O接口设计 I/O接口的编址方式 1.I/O接口独立编址 2.I/O接口与存储器统一编址方式 I/O接口与系统的连接 接口芯片与CPU之间必要的连接信号有： 1）数据信号D0-D7 2）读写控制信号RD#、WR#（或IOR#、IOW#） 3）片选信号CS#和地址线A1、A0 4）时钟、复位、中断控制、联络信号等 通用I/O接口与系统的联接举例 1.Z80 (略) 2.可编程并行接口Intel8255A Intel8255A的组成原理 3个8位的输入输出数据端口： 端口A 端口B 端口C可以按位来设置其输入输出方式。 8255A有3种工作方式： 方式0是基本输入方式； 方式1是选通输入方式； 方式2是双向传送方式。 8255A的应用 3.Intel8251A通用可编程串行接口 有关串行通信的几个问题 a.调制和解调 b.波特率 c.硬件握手和软件握手 RTS（请求送数） CTS（批准送数） DTR（数据终端准备好） DSR（数据设备准备好） 串行接口8251A结构框图 I/O接口的扩展 1.地址译码器的扩展 2.负载能力的扩展 四位双向总线收发器8216和8226 八位双向总线收发器8286和8287 单向三态门74LS244 三态输出锁存器74LS373（74LS273） 三态输出八总线收发器74LS245 第四节 I/O通道 第二章 输入输出接口技术和输入输出通道 采样定理 对于角频率范围为（ ）的连续信号进行采样，当采样频率 时，采样器的输出信号x*(t)就能充分表征原始的连续信号x(t)，换言之，为使采样信号的频谱能无失真地恢复原来的连续信号的频谱，采样周期T必须小于输入信号变化最小周期 的1/2，即： 采样周期应满足香农定理。在工程实践中按下面经验公式选择采样周期 采样周期选取的一般原则： （1）系统受扰动情况 。若扰动和噪声都较小，采样周期T应选大些； 。对于扰动频繁和噪声大的系统，采样周期T应选小些； （2）被控系统动态特性 。滞后时间大的系统，采样周期T应选大些； 。对于快速系统，采样周期T应选小些； （3）控制品质指标要求 。若超调量为主要指标，采样周期T应选大些； 。若希望过渡过程时间短些，采样周期T应选小些； 2.模入通道的组成 第二章 输入输出接口技术和输入输出通道 模出通道 1.一个输出通路设置一个D/A转换器的结构形式 2.多个输出通路共享一个D/A转换器的结构形式 第二章 输入输出接口技术和输入输出通道 第二章输入输出接口和输入数通道 数入通道 在电路中起到通、断作用的各种按钮、触点、开关，其端子引出均统称为开关信号。在开关输入电路中，主要是考虑信号调理技术，如电平转换，RC滤波，过电压保护，反电压保护，光电隔离等。 （1）电平转换是用电阻分压法把现场的电流信号转换为电压信号。 （2）RC滤波是用?RC?滤波器滤出高频干扰。