《计算机控制系统》第二讲.pptVIP

* * 《计算机控制系统》讲稿 本课程主要内容 1、计算机控制系统组成 2、输入输出通道硬件设计 3、标度变换与数字滤波技术 4、计算机通信技术 5、数学基础（Z变换） 6、控制器设计 7、典型离散系统设计4212，2411 8、综合应用系统设计，科研实例讲解 信号 变换器 整形 变换 电平 变换 输入 缓冲器 接口 逻辑 CPU 开关量输入通道的一般结构 《计算机控制系统》之第二讲 输入输出通道硬件设计 开关量输入通道硬件设计 AGND 接近开 关输入 +24V 2.2KΩ +5V 1KΩ OUTPUT 4N25 GND 输出信号输入到ARM7 《计算机控制系统》之第二讲 输入输出通道硬件设计 开关量输入通道硬件设计 光电隔离器件 接近开关量输入通道 光电隔离器件采用抗干扰，保护CPU 《计算机控制系统》之第二讲 输入输出通道硬件设计 开关量输入通道硬件设计 Ro VCC +5V Ri Uo （a）并联方式 Ro VCC ? +5V Ri Uo （b）串联方式 机械触点（按钮）开关量输入电路 Ro VCC +5V Ri Uo 外接直流电源的开关量变换电路 《计算机控制系统》之第二讲 输入输出通道硬件设计 开关量输入通道硬件设计 Ro +5V Ri Uo 采用变压器的开关量变换电路 《计算机控制系统》之第二讲 输入输出通道硬件设计 开关量输入通道硬件设计 Ro VCC +5V Ri Uo Ro VCC +5V Ri Uo 无触点开关量变换电路 《计算机控制系统》之第二讲 输入输出通道硬件设计 开关量输入通道硬件设计 非电量/ 电量变换 光电 隔离 非电量信号 输出 非电量开关量变换电路框图 放大 检波 非电量/电量变换一般采用磁敏、光敏、声敏等元件，它将磁、光、声的变化以电压或电流形式输出。 《计算机控制系统》之第二讲 输入输出通道硬件设计 开关量输入通道硬件设计 触点消抖电路 IN VCC VCC RT C1 C2 CLK D Q OUT 555 2 4 8 5 6 7 3 1 波形整形电路：其目的是使逻辑信号变为较理想的电信号，并提高抗干扰能力。 波形整形包括触点消抖、脉冲定宽、去除尖峰毛刺等。 《计算机控制系统》之第二讲 输入输出通道硬件设计 开关量输入通道硬件设计 开、关状态产生定宽脉冲电路 IN VCC VCC R C1 C OUT 555 2 4 8 5 6 7 3 1 脉冲宽度T＝0.632RC 《计算机控制系统》之第二讲 输入输出通道硬件设计 开关量输入通道硬件设计 回环比较器 该电路具有与史密持触发器相似的特性，门坎电平由W1调节，回环宽度由RF调节。 IN VCC VCC OUT W1 RF R1 R2 P + - 消除毛刺通常采用史密持触发器（例如74LSl4等）或集成比较器。 《计算机控制系统》之第二讲 输入输出通道硬件设计 开关量输入通道硬件设计 （a） R2 +5VV Vi Vo R1 + - R3 +5V Vo Vi + - R1 R2 （b） VDD +5VV Vi Vo MC14010 （c） 电平变换电路 《计算机控制系统》之第二讲 输入输出通道硬件设计 开关量输入通道硬件设计 1Y1 1Y2 1Y3 1Y4 2Y1 2Y2 2Y3 2Y4 1G 2G 1A1 1A2 1A3 1A4 2A1 2A2 2A3 2A4 2A3 8051 P0.0 P0.1 P0.2 P0.3 P0.4 P0.5 P0.6 P0.7 IN0 IN1 IN2 IN3 IN4 IN5 IN6 IN7 74LS244 P2.0 或门 非门 开关量输入通道与CPU的接口电路 《计算机控制系统》之第二讲 输入输出通道硬件设计 开关量输入通道硬件设计 锁存输出 隔离 功放 控制逻辑 执行 机构 CPU 开关量输出通道一般结构框图 《计算机控制系统》之第二讲 输入输出通道硬件设计 开关量输出通道硬件设计 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 D8 CLK Q1 Q2 Q3 Q4 Q5 Q6 Q7 Q8 2A3 8051 P0.0 P0.1 P0.2 P0.3 P0.4 P0.5 P0.6 P0.7 74LS273 P2.0 或非门 非门 74LS273与8051单片机的接口电