文档介绍：单片机常用测控电路
本章主要内容
1、开关量输入/输出接口电路
2、A/D转换接口电路
3、D/A转换接口电路
4、步进电机接口电路
开关量输入/输出驱动接口电路
在单片机的测控系统中,常常用到开关量的输入输出。所谓开关量,是指系统中某个测控对象相反的两种状态,输入单片机时对应输入0和1,单片机输出控制时分别输出0和1来对应。
下面介绍几种常用的开关量的输入输出
驱动接口电路。
一、光电隔离输入/输出接口电路
在工业控制领域的现场应用中,对于单片机而言,往往有一些远距离开关量信号的输入和输出,如果直接接入单片机的I/O口,会有以下一些问题:
1) 信号不匹配,输入的信号可能是交流信号、高压信号、按键接点等信号;
2) 比较长的连接线路容易引进干扰、雷击、感应电等;
3) 单片机的I/O口驱动能力有限,或者驱动的是交流强电回路。
对于这些问题的解决,最直接有效的办法就是
利用光电耦合器进行隔离。
光电耦合器件是个什么样的器件呢?
图8-1 三极管型光电耦合器原理图
光电耦合器件就是把发光器件(如发光二极
管)和光敏器件(如光敏三极管)组装在一起,通过光实现耦合,构成电—光和光—电的转换的器件。图8-1所示为常用的三极管型光电耦合器原理图。
在利用光电耦合器实现隔离时应注意:
(1)在光电耦合器的输入部分和输出部分必须分别采用独立的电源,若两端共用一个电源,则光电耦合器的隔离作用将失去意义。
(2)当用光电耦合器来隔离输入输出通道时,必须对所有的信号(包括数字量信号、控制量信号、状态信号)全部隔离,使得被隔离的两边没有任何电气上的联系,否则这种隔离是没有意义的。
二、继电器驱动接口电路
继电器是个什么样的东西?
继电器是一种当输入量(电、磁、声、光、热、时间)达到一定值时,输出量将发生跳跃式变化的自动控制器件。
继电器的种类很多
有电磁继电器、固态继电器 、时间继电器、温度继电器、风速继电器、加速度继电器、其它类型的继电器(如光继电器、声继电器、热继电器)等
图8-5 常用继电器驱动接口电路3
三、可控硅驱动接口电路
可控硅又称晶闸管,它是由四层半导体材料组成的,有三个PN结,对外有三个电极〔图8-6(a)〕:第一层P型半导体引出的电极叫阳极A,第三层P型半导体引出的电极叫控制极G,第四层N型半导体引出的电极叫阴极K。电路符号如图8-6(b)。
图8-6 可控硅符号及内部原理结构
图8-7 双向可控硅隔离驱动
A/D转换接口电路
一、A/D转换的基本概念
在单片机的应用系统中,总是要对许多连续变化的模拟量(如温度、压力等)进行测量,而这些模拟量对于单片机来说是无法直接进行测量的,单片机能够直接接受和处理的是数字信号,因此,必须将这些模拟量数字化才能为单片机所处理。我们把将模拟量转换成数字量的过程称为A/D转换。
本教材中主要介绍典型的并行A/D转换芯片ADC0809和串行A/D转换芯片TLC1549及其与单片机的接口技术。