文档介绍：1
第8章输入输出通道及接口技术
总体要求:
掌握光电耦合器的使用
掌握常用人机交互设备及接口技术
掌握DAC、ADC和MCS-51的接口及应用
掌握步进电机的原理及接口应用
能够独立完成本章作业
学习重点:
常用人机交互设备及接口技术
DAC0832 、ADC0809接口技术及应用
输入/输出通道概述
光电隔离接口
常用人机交互设备接口
D/A、A/D转换器
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输入输出通道概述
输入通道概述
将单片机用作测控系统时,系统都会有一个被测信号的输入通道,单片机通过输入通道拾取必要的输入信号。
输入通道是设置在单片机和被测对象之间的信息传送和转换的连接通道,单片机对被测对象状态的拾取,一般离不开传感器或敏感元件。
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输入通道的特点:
(1) 输入通道的类型取决于从传感器送入信号的类型,由于不同的信号需要不同的转换电路,这也就决定了输入通道的类型。
(2) 输入通道的主要技术指标是信号的转换精度和速度,它们是选择转换器件的依据。
(3) 输入通道往往是模拟电路和数字电路的混合电路,对于传感器输出的微弱信号必须加以放大。
(4) 对于被测现场环境较差的情况,为防止干扰信号进入单片机控制系统,需要在输入通道中加入抗干扰措施。
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图8-1 输入通道结构图
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输出通道概述输出通道是计算机用以连接各种被控装置的信号通道。计算机完成对输入通道所输入的数据处理后,总是以数字信号送往输出通道的。然后根据被控装置控制信号的要求,在输出通道中将送入的信号进行变化,以达到控制被控装置的目的。如图8-2是输入通道的结构图。
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图8-2 输出通道结构图
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光电隔离接口
光电耦合器件简介
单片机控制系统要控制或检测高电压、大电流的信号时,必须采取电气上的隔离,以防止现场强电磁干扰或工频电压干扰通过输出通道反窜到控制系统。信号的隔离,最常用的是光—电隔离技术,因为光信号的传送不受电场、磁场的干扰,可以有效地隔离电信号。
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光电耦合器是一种能有效地隔离噪音和抑制干扰的新型半导体器件。图8-3是常用的三极管型光电耦合器原理图。
光电耦合器是以“电--光--电”转换的过程进行工作的。
光电耦合器之所以在传输信号的同时能有效地抑制尖脉冲和各种噪声干扰,使通道上的信号噪声比大为提高,主要有以下几方面的原因:
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图8-3 三极管型光电耦合器的原理图