潘新民 微型计算机控制技术(第二版)课件 第2章概要1.ppt

第二章 模拟量输入/输出通道的接口技术 前言 2.1 多路开关及采样-保持器 　 2.2 模拟量输出通道的接口技术 　 2.3 模拟量输入通道接口技术 第二章 模拟量输入/输出通道的接口技术 在微型机控制系统与智能化仪器中 被测物理量多为模拟量， 而计算机只能接收数字量。 在检测/控制系统中 必须先把传感器输出的模拟量转换成数字量， 才能送到计算机进行数据处理，实现控制或显示。 能够变模拟量为数字量的器件 称作模/数转换器（简称 A/D 转换器）。 第二章 模拟量输入/输出通道的接口技术 经计算机处理后的以数字量输出。 大多数执行机构只能接收模拟量。 （如电动执行机构、气动执行机构以及直流电机等） 必须把数字量变成模拟量 即完成数/模转换（简称D/A转换）。 可见: A/D、D/A 转换是微型机接收、处理、控制 模拟量参数过程中必不可少的环节。 2．1 多路开关及采样／保持器 多路开关、采样/保持器 是微型机控制系统的重要元件， 是计算机进行多路控制、采集数据 必不可少的组成部分。 本节主要介绍他们的原理及应用。 2．1 多路开关及采样／保持器 2．1．1 多路开关 2．1．2 采样／保持器 2．1．1 多路开关 多路开关的主要用途 (1)把多个模拟量参数分时地接通送入 A/D 转换器 即完成多到一的转换。称为多路开关。 (2)把经计算机处理后输出 且由 D/A 转换器转换成的模拟信号 按顺序输出到不同的控制回路/外部设备， 即完成一到多的转换。称多路分配器 或反多路开关。 2．1．1 多路开关 2.多路开关的种类： (1)单向多路开关， 如 AD7501（8路），AD7506（16路）。 (2)双向多路开关， 如CD4051（8路），CD4067（16路）。 (3)差动输入多路开关 如 CD4052 (双4通道), CD4053 (三重二通道) CD4097 (双8通道)。 (4)多路输入/多路数出矩阵多路开关 如8816（16入8出）等。 2．1．1 多路开关 3.半导体多路开关 （1）采用标准的双列直插式结构，尺寸小，便于安排 （2）直接与 TTL（或 CMOS）电平相兼容； （3）内部带有通道选择译码器，使用方便； （4）可采用正或负双极性输入； （5）转换速度快， 通常导通/关断时间为 1μs 有些产品已达到几十～几百ns。 （6）寿命长，无机械磨损； （7）接通电阻低，一般小于100Ω,有的可达几个Ω。 （8）断开电阻高，通常达109Ω以上。 2．1．1 多路开关 1. CD4051 2. CD4067B/CD4097B 3. 多路开关的扩展 1. CD4051 1. CD4051 1. CD4051 （1）CD4051 的组成： ① 逻辑转换单元 完成 TTL 到 CMOS 的转换。 输入电平范围大: 数字量为 3～15V， 模拟量可达 15VP-P。 ② 二进制 3：8译码器 对选择输入端 C、B、A的状态进行译码， 以控制所选电路 TG 的开/关，使某一路开关接通， 将输入和输出通道接口。 ③ 电子开关 TG 用来接通或断开输入/输出通道。 1. CD4051 （2）控制原理 ① 禁止输入端 INH ② 3个通道选择输入端 C、B、A C、B、A 的信号编码 用来选择 8个通道之一被接通。 1. CD4051 （3）用法 ① 用作多路开关 8 进 1 出 ② 用作分路路开关 1 进 8 出 1. CD4051 表2-2 CD4051真值表 2. CD4067B/CD4097B 2. CD4067B/CD4097B CD4067B 和 CD4097B 相比: · 相同:原理基本， · 不同: CD4067B 单16路，双向、 4个选择控制端: D、C、B 、A CD4097B 双 8 路，双向、 3个选择控制端: C、B 、A CD4051 单 8 路，双向、