電子科技大學計算機控制技術課件04

1、第四章:數(shù)字量輸入輸出通道1.光電耦合隔離器的結構原理及其隔離電路 2.數(shù)字量輸入通道中幾種典型電路3.數(shù)字量輸出通道幾種典型驅(qū)動電路返回總目錄本章要點：:1 本章主要內(nèi)容 引言 4.1 光電耦合隔離技術 4.2 數(shù)字量輸入通道 4.3 數(shù)字量輸出通道 4.4 DI/DO模板 思考題 2引言 在微機控制系統(tǒng)中，除了要處理模擬量信號以外，還要處理數(shù)字信號，包括開關信號、脈沖信號。如開關觸點的閉合和斷開,指示燈的亮和滅，繼電器或接觸器的吸合和釋放，馬達的啟動和停止，晶閘管的通和斷，閥門的打開和關閉，儀器儀表的 BCD 碼，以及脈沖信號的計數(shù)和定時等等 。34.1 光電耦合隔離技術 主要知識點 4.

2、1.1 光電耦合隔離器 4.1.2 光電耦合隔離電路 44.1.1 光電耦合隔離器鏈接動畫圖 光電耦合隔離器的幾種類型5現(xiàn)以三極管型光電耦合隔離器為例來說明它的結構原理 舉例64.1.2 光電耦合隔離電路 圖 光電耦合隔離電路鏈接動畫分類：數(shù)字量同相傳遞與數(shù)字量反相傳遞兩種。同相傳遞光耦的輸入輸出同相，即輸入為低（高）輸出為低（高）；反相傳遞光耦的輸入輸出反相，即輸入為高（低）輸出為低（高）；74.2 數(shù)字量輸入通道 主要知識點 引言 4.2.1 開關輸入電路 4.2.2 脈沖計數(shù)電路 8引言 數(shù)字量輸入通道（DI通道）的任務-是把生產(chǎn)過程中的數(shù)字信號轉(zhuǎn)換成計算機易于接受的形式。 信號調(diào)理電路

3、-雖然都是數(shù)字信號，不需進行A/D轉(zhuǎn)換，但對通道中可能引入的各種干擾必須采取相應的技術措施，即在外部信號與單片機之間要設置輸入信號調(diào)理電路。9 在開關輸入電路中，主要考慮：（1）電平轉(zhuǎn)換用電阻分壓法把電流信號轉(zhuǎn)換為電壓信號。（2）RC濾波用RC濾波器濾出高頻干擾。（3）過電壓保護用穩(wěn)壓管和限流電阻作過電壓保護；用穩(wěn)壓管或壓敏電阻把瞬態(tài)尖峰電壓箝位在安全電平上。（4）反電壓保護串聯(lián)一個二極管防止反極性電壓輸入。（5）光電隔離用光耦隔離器實現(xiàn)計算機與外部的完全電隔離。4.2.1 開關輸入電路10鏈接動畫1圖 開關量輸入信號調(diào)理電路鏈接動畫211鏈接動畫4.2.2 脈沖計數(shù)電路圖 脈沖計數(shù)電路124

4、.3 數(shù)字量輸出通道主要知識點 引言 4.3.1 三極管驅(qū)動電路 4.3.2 繼電器驅(qū)動電路 4.3.3 晶閘管驅(qū)動電路 4.3.4 固態(tài)繼電器驅(qū)動電路 13引 言 數(shù)字量輸出通道簡稱 DO 通道。 任務 把計算機輸出的微弱數(shù)字信號轉(zhuǎn)換成能對生產(chǎn)過程進行控制的數(shù)字驅(qū)動信號。 常用電路三極管輸出驅(qū)動電路、繼電器輸出驅(qū)動電路、晶閘管輸出驅(qū)動電路、固態(tài)繼電器輸出驅(qū)動電路等。 選擇根據(jù)現(xiàn)場負荷的不同，如指示燈、繼電器、接觸器、電機、閥門等，可以選用不同的功率放大器件構成不同的開關量驅(qū)動輸出通道。14 對于低壓情況下的小電流開關量，用功率三極管就可作開關驅(qū)動組件，其輸出電流就是輸入電流與三極管增益的乘積

5、。 分類： 1 .普通三極管驅(qū)動電路 2. 達林頓驅(qū)動電路4.3.1 三極管驅(qū)動電路151 .普通三極管驅(qū)動電路 鏈接動畫圖 小功率三極管輸出電路16 2.達林頓驅(qū)動電路應用場合當驅(qū)動電流需要達到幾百毫安時，如驅(qū) 動中功率繼電器、電磁開關等裝置， 輸出電路必須采取多級放大或提高三 極管增益的辦法。構成多對兩個三極管組成的達林頓復合管構成特點具有高輸入阻抗、高增益、輸出功率大及 保護措施完善的特點，同時多對復合管 適用于計算機控制系統(tǒng)中的多路負荷。 17圖 達林頓陣列驅(qū)動器MC1416 2.達林頓驅(qū)動電路(續(xù))18鏈接動畫MC1416一路驅(qū)動電路圖 達林頓陣列驅(qū)動電路194.3.2 繼電器驅(qū)動電

6、路20鏈接動畫1 繼電器的驅(qū)動電路 圖 繼電器輸出驅(qū)動電路鏈接動畫2214.3.3 晶閘管驅(qū)動電路 分類單向晶閘管、雙向晶閘管 結構陽極A、陰極K、控制極（門極）G三個極單向晶閘管雙向晶閘管22鏈接動畫圖 雙向晶閘管輸出驅(qū)動電路23 4.3.4 固態(tài)繼電器驅(qū)動電路固態(tài)繼電器SSR（Solid State Relay）是一種新型的無觸點開關的電子繼電器，它利用電子技術實現(xiàn)了控制回路與負載回路之間的電隔離和信號耦合，而且沒有任何可動部件或觸點，卻能實現(xiàn)電磁繼電器的功能。優(yōu)點體積小、開關速度快、無機械噪聲、無抖動和回 跳、壽命長。24鏈接動畫常用的固態(tài)繼電器驅(qū)動電路25鏈接動畫4.4 DI/DO模板 26思考題 1. 畫圖分析說明三極管型光電耦合隔離器的工作原理。2. 分析說明光耦隔離器的兩種特性及其隔離電磁干擾的作用機理。3. 結合圖 4-4，簡述信號調(diào)理電路的構成及其各元器件的作用。4. 分析說明圖 4-5脈沖計數(shù)電路的工作過程及其用途。5. 簡述數(shù)字量輸出通道的功能及其常用的輸