文档介绍：输入输出接口与过程通道
第二章
Department of Electrical
Engineering and Automation
Yangzhou University
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本章主要内容
总线扩展技术
数字量输入输出通道
A/D转换器及其接口技术
模拟量输入通道
D/A转换器及其接口技术
模拟量输出通道
硬件抗干扰
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输入输出接口与过程通道
什么是过程通道?
过程通道是在计算机和生产过程之间设置的信息传送和转换的连接通道。
包括
模拟量输入通道
模拟量输出通道
数字量(开关量)输入通道
数字量(开关量)输出通道
在计算机控制系统中,工业控制机必须经过过程通道和生产过程相连,而过程通道中又包含有输入输出接口。
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接口(电路)---是计算机与外部设备交换信息的桥梁。
输入接口:外部设备的各种信息通过输入接口送到计算机。
输出接口:计算机的各种信息通过输出接口送到外部设备。
接口技术---是研究计算机与外部设备之间如何交换信息的技术。
什么是接口?
简单接口电路, 接口芯片
并行, 串行
地址安排
速度匹配: 查询, 中断, 定时传送, DMA
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设计过程通道时要考虑信息交换的效率、信息交换的形式等。
①速度的匹配(快速的CPU与慢速的外设)
② CPU与外设的同步与通信联络(何时可以发送数据及接收数据)
③输入/输出信号形式转换(A/D 、D/A)
④信号的放大、采样、保持、电平转换、整形、驱动等
设计过程通道的注意点:
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总线扩展技术
I/O端口与地址分配
1. I/O端口及操作
端口就是CPU能直接访问的寄存器。一个接口电路有若干个端口。每个端口应有独立的地址。端口操作就是读写寄存器。
1)数据端口
CPU与外设交换数据的中转站,起缓冲作用。
分输入,输出,双向。
2)状态端口
反映、指示外设的当前状态。
如忙(busy), 就绪(ready),错误(error)等。
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3)命令端口
存放CPU发往外设的命令字或控制字。如方式设定,模式设定等。
4)端口操作
读端口:a. 获取外设的状态;b. 读外设数据。
写端口:a. 送命令给外设; b. 送数据给外设。
注意点:
a. 搞对端口地址, b. 选择正确的操作指令。
2. I/O端口编址方式
1)统一编址
2)独立编址
I/O端口
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I/O端口地址译码
CPU访问接口电路中的端口寄存器是通过特定的地址进行的。把地址转换成片选和端口区分靠译码电路完成。
1. 译码电路信号
ISA总线
地址线A9-A0;
IOR,IOW;
AEN=0 非DMA传输;
IO16 选择8位或16位端口操作;
SBHE 选择端口传送高8数据。
I/O译码
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2. 端口译码方法及电路
PC工控机采用ISA总线时,主板上有多个板卡插槽。板卡可以在任意一个插槽插入。如何区分板卡?
译码目的:区分不同的板卡及板卡内端口。
译码方法: 高地址与总线有关控制信号形成片选信号,用于选择芯片。低地址选择芯片的端口。
工控机板卡译码常用的方法:
固定地址译码
开关选择译码
I/O译码
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1)固定地址译码
按图译出3A0H~3A7H连续8个地址。
选用3-8译码器138
地址线10根
最低3位地址线接
138的ABC引脚。
高7位地址
A9A8 A7A6A5A4A3
11 10100
及AEN通过门电路
组合后接到138的
三个控制端。
I/O译码
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