文档介绍：第3章接口与过程通道配置技术 2017-1-13 微机控制技术 2 内容提要: 概述面向过程通道的接口技术模拟输入过程通道配置模拟输出过程通道配置开关量输入过程通道配置开关量输入过程通道配置 2017-1-13 微机控制技术 3 概述接口与过程通道的区别和联系: 过程通道的基本任务是信号获取、转换及传递; 接口的基本任务是数字信号传递。计算机控制系统中的接口电路特点:除了基本任务外还担负控制过程通道各环节协调工作的任务。 2017-1-13 微机控制技术 4 一般来说计算机无法直接接收和处理生产过程的实际信息,这些实际信息由输入过程通道获取、转换,传递给接口,再由接口送入计算机; 计算机传送到生产过程的控制信息通过接口进入输出过程通道,由输出过程通道转换为生产过程所能接受的信号形式. (1)输入过程通道的信号获取、转换、传递环节: (2)输出过程通道的信号获取、转换、传递环节: 信息工程学院?面向过程通道的接口电路的结构、编程方法等与过程通道的功能、结构、信息传递方式密切相关。?(1)根据主机获取、发送信息的要求及过程通道传送、接收信息的状态,接口电路传递数据的方式分为无条件、查询、中断等。?(2)为适应过程通道转换环节的技术变化,面向过程通道的接口电路同样也应具备数据格式转换、数制转换、实时中断管理等接口的一般功能; ?(3)面向过程通道的接口电路的明显特征是它必须深入过程通道内部对过程通道中各子环节,如多路转换、可编程放大、采样/保持、 A/D 转换、 D/A 转换等进行关系上、功能上、时间上等的有序控制。信息工程学院设计过程通道与面向过程通道的接口时必须注意和解决如下基本问题: ?(1)输入输出信号形式的转换,尤其是不同能量形式的信号转换; ?(2)微机与控制对象两个异步工作的系统实现同步和通信联络; ?(3)高速的微机与低速的控制对象实现速度匹配; ?(4)数据格式转换、数制转换、 A/D 转换、 D/A 转换、电平转换、功率转换等; ?(5)微弱信号放大、滤波、整型,强电信号幅度衰减、滤波、整型,信号幅度规范; ?(6)数据通道与子环节工作控制的端口分配; ?(7)接口电路中的端口触发、时序及负载能力。信息工程学院?研制接口和过程通道电路使用的器件有三大类, ?一类是利用基本的小规模集成电路功能器件(如一片多组的运算放大器等)、逻辑器件(如各类 TTL 器件)、分立元件等,当控制内容单一,过程通道和接口比较简单时采用此类器件设计可避免浪费; ?二类是通用器件,如通用的各类并行、串行 I/O 接口器件,中断管理、定时/计数、键盘/显示等接口器件; ?三类是专用器件,主要有 A/D 转换器、 D/A 转换器、集成多路转换电子开关、可编程放大器等等。 2017-1-13 微机控制技术 8 微计算机 CPU AB CB DB 工业生产过程数据状态控制过程通道通道控制逻辑数据传送端口接口控制逻辑无数据端口 1、接口的基本结构系统总线外部总线面向过程通道的接口技术接口的基本结构、任务和功能 2017-1-13 微机控制技术 9 2、接口电路的基本任务(1)控制信息的传递路径: 根据控制的任务在众多的信息源中进行选择,以确定该信息传送的路径和目的地。(2)控制信息传送的顺序: 计算机控制的过程就是执行程序的过程,为确保进程正确无误,接口电路应根据控制程序的要求,适时地发出一组有序的门控信号。接口电路设计中应解决以下问题: (1)触发方式:同步触发、异步触发; (2)时序; (3)负载能力。 2017-1-13 微机控制技术 10 3、接口的功能(1)寻址功能:确定访问对象及访问对象各部分寄存器; (2)输入输出功能:接口根据 CPU 送来的读/写控制信号, 决定当前进行的输入还是输出操作,并从系统总线上接收来自 CPU 的数据和控制信号,或者将数据或状态信息送到系统总线上; (3)数据转换功能:串并转换; (4)联接功能:发就绪信号; (5)中断管理功能:对于中断控制器的接口; (6)复位功能; (7)可编程功能。