输入输出模块设计 (1).doc

辅导教师 成绩 实验日期 2011年5月 实验时间 1、实验名称：数字输入输出模块设计 2、实验内容及要求： 内容：设计一个8 通道的光耦隔离I/O 输入和8通道光耦隔离I/O 输出模块 要求： 数字量输入模块用于将远距离的开关量信号接入单片机系统。 数字量输出模块用于从控制器向过程变量输出数字量信号。数字量输出模块把单片机的内部信号电平转换成过程所要求的外部信号电平。用于连接电磁阀、接触器、小功率电机、灯和电机启动器等。 设置适当的数量LED灯指示模块工作状态。 通过对单片机编程，能够实现一定的控制功能。 完成原理图绘制及仿真。 扩展任务：完成PCB板设计。 3、实验原理： 1、光耦器件及工作原理 光电耦合器（简称光耦）是以光为媒介把输入端信号耦合到输出端，来传输电信号的器件，通常把发光器（红外线发光二极管LED）与受光器（光敏半导体管）封装在同一管壳内，将它们的光路耦合在一起，当输入端加电信号时发光器发出光线，受光器接受光线之后就产生光电流，从输出端输出，从而实现了“电—光—电”转换。输入和输出之间不共地，因此广泛地应用于需要信号隔离的电路中。由于它具有体积小、寿命长、无触点，工作稳定，输入端与输出端完全实现了电气隔离，信号单向传输，输出信号对输入端无影响，抗干扰能力强，传输信号的效率高等优点，在电路上获得了广泛的应用。光耦一般采用DIP 封装，常见的光耦有： TLP521-1、TLP521-2、TLP521-4，分别是1 个光耦、2 个光耦和4 个光耦，如图4.13.1 所示。 图1 光耦封装图 4、实验过程及电路图： 图2开关输入模块 图3整体电路图 实验代码： #include8051.h void main() { while(1) P2 = P1; /* Insert your code here. */ } 系统框架： 开关闭合输入光电耦合隔离光电耦合隔离单片机处理 开关闭合输入 光电耦合隔离 光电耦合隔离 单片机处理 LED点亮显示 LED点亮显示 5、实验结果及分析： 开关KeyA和KeyF闭合，LED的显示结果 图4实试验结果 6、实验总结（心得体会）：通过此次课程设计，我知道了光电耦合器件的工作原理，及其在电路系统中的作用，同时也学会了如何设计输入模块和输出模块。在电路软件仿真过程中，遇到了不少问题，通过与同学交流和求助学长，自己对仿真软件的操作更加熟练了，学会了许多知识和技巧，受益匪浅！