计算机的外部接口课件,课件：计算机接口设计.ppt

课件：计算机接口设计.ppt

* 图4.34 ADC0809与8031的接口逻辑 ADC0809的8位数字量输出端D0~D7，直接与单片机的数据总线连接，单片机的P2.7引脚与/RD或/WR控制对ADC0809的读写。8路模拟量输入端IN0~IN7，输入待采集的模拟信号。A、B、C：模拟量输入通道地址选择线，其8种编码分别对应IN0~IN7。 33、ADC0809与单片机的接口 单片机控制ADC时，可采用查询和中断控制两种方式。查询方式是单片机把启动信号送到ADC之后执行别的程序，同时对0809的EOC引脚的状态进行查询，以检查ADC变换是否已经结束，如查询到变换已经结束，则读入转换完毕的数据。 中断控制方式是在启动信号送到ADC之后，单片机执行别的程序。0809转换结束并向单片机发出中断请求信号时，单片机响应此中断请求，进入中断服务程序，读入转换数据。中断控制方式效率高，所以特别适用于变换时间较长的ADC。 ADC0809对输入模拟量要求：信号单极性，电压范围是0~5V，若信号太小，必须进行放大；输入的模拟量在转换过程中应该保持不变，如若模拟量变化太快，则需在输入前增加采样保持电路。 34、开关量(数字量)大致可分为三种形式：机械有触点开关量、电子无触点开关量和非电量开关量。不同的开关量要采用不同的变换方法。 35、继电器、接触器、开关、行程开关、阀门、按钮等都属于机械有触点开关。机械有触点开关常用的三种变换方式：控制系统自带电源方式、外接电源方式、恒流源方式。控制系统自带电源方式一般用于开关安装位置离控制系统较近的场合，供电电源为直流24V以下；外接电源方式适合于开关安装在离控制系统较远位置的场合。外接电源可采用直流或交流形式；恒流源方式适用于抗干扰能力要求高、传输距离较远的场合。电流一般取0~10mA，即触点闭合时输出电流为10mA，触点断开时输出电流为0。 36、下图为并联式机械有触点开关检测电路，开关K1闭合时，Vo输出为高电平；开关K1断开时，Vo输出为低电平。 图4.39 并联式机械有触点开关检测电路 37、固态继电器、功率电子器件、模拟开关、三极管等都属于电子无触点开关。电子无触点开关量的特点是开关速度快、开关与主电路没有完全隔离。下图为串联式电子无触点开关检测电路，Vi输入高电平时，三极管导通，Vo输出为低电平；Vi输入低电平时，三极管截止，Vo输出为高电平。 图4.39 电子无触点开关量变换电路 38、下图为开关量整形与电平变换的典型电路图，试说明电路中各元件的作用及功能。 1、FB5、CT5、C17的作用：去除毛刺尖峰； 2、R1、WD1的作用：利用稳压管WD1设置导通门限电压为30V，大于30V，导通，小于30V截止，提高抗干扰能力； 3、光耦TLP1的作用：电气隔离与电平转换； 4、斯密特触发器U10的作用：波形整形，转换成标准方波信号； 图4.41 开关量整形与电平变换典型电路图 39、根据计算机控制系统的功能要求，CPU 对开关量输入信号的处理形式主要有三种：开关状态检测、脉宽测量和脉冲计数。开关状态检测可以由74LS244完成；脉宽测量和脉冲计数可以由8253完成。 40、控制微机通过信息采集接口检测机械系统的状态，经过运算处理，发出有关控制信号，经过控制输出接口的匹配、转换、功率放大，驱动执行元件去调节机械系统的运行状态，使其按设计要求运行。 41、模拟量输出通道的任务是把微型机输出的数字量变换成模拟量，这个任务主要由D/A转换器来完成， DA转换器：即数模转换器，就是把数字信号转换成模拟信号的器件，常见的有DAC0832、DAC1208等。对于模拟量输出通道，要求可靠性高，满足一定的精度，还必须具有保持的功能。模拟量输出通道有两种基本结构形式：独立D/A转换器形式和共用D/A转换器形式。 42、在D/A转换器接口设计中，主要考虑的问题是D/A转换芯片的选择、数字量码的输入及模拟量的极性输出、参考电压电流源、模拟电量输出的调整与分配等。 43、D/A转换器的主要技术指标。 分辨率：分辨率通常用数字量的位数表示，如8位、10位、12位、16位等。分辨率越高，对输入量的微小变化的反应越灵敏。 输出形式：电压输出形式或电流输出形式。电流输出的D/A转换器，如需模拟电压输出，可在其输出端加一个I-V转换电路。 输出信号范围：一般输出电压范围0~5V，0~10V，-5V~+5V，-10V~+10V等；一般输出电流的范围0~20mA。 转换时间：完成一次DA转换所需的时间称为转换时间。不同型号、不同分辨率的器件，其转换时间长短相差很大，可能为几十纳秒到几微秒。 工作温度范围：由于温度会对运算放大器