好文档就是一把金锄头!
欢迎来到金锄头文库![会员中心]
电子文档交易市场
安卓APP | ios版本
电子文档交易市场
安卓APP | ios版本

计算机接口设计.doc

19页
  • 卖家[上传人]:博****1
  • 文档编号:516608604
  • 上传时间:2022-10-20
  • 文档格式:DOC
  • 文档大小:931KB
  • / 19 举报 版权申诉 马上下载
  • 文本预览
  • 下载提示
  • 常见问题
    • 计算机接口设计5.4.1 I/O 接口与系统的连接计算机接口是CPU和外围设备之间的连接界面 典型的I/O接口和外部的连接如图 5-25所示址线OtA縊爺出寄隅图5-25典型的I/O接口与外部的连接图5-26、图5-27和图5-28中,分别画出了典型的 I/O 接口芯片Z80PIO、8255A和8251A 与CPU和外围设备的连接关系由图 5-26、图5-27和图5-28可见,接口芯片与 CPU之间 必要的连接信号有下列 4类:(1 )数据信号DO〜D72) 读/写控制信号 3) 片选信号 CS和地址线 Al、A04) 时钟、复位、中断控制、联络信号等控制信号Z80CPU数据总线11M译码器图5-26 Z80PIO 与CPU和外设的连接Z80PIOB/AC/DpgCEIEIii?fIEOMiRDi IORQARDY端OBBRDYBSTB8255A°02D7RDWR8086主机M/ioRESET图5-27 8255A 与CPU和外设的连接cM/'IO8086RDWR和A端口 C8251ATRDY vTH-»RESETSYNDE1' v尸数審/定厅器C/DRDWRDRESETC/D图5-28 8251A 与CPU和外设的连接巳RDp%WRA。

      P07csPGD厂9cs端口 BDTRDSRRTSCTSt2dKORC外设542 I/O 接口扩展1. 地址译码器的扩展扩展I/O接口必然要解决I/O接口的端口(寄存器)的编址和选址问题每个通用接口部件都包含一组寄存器,一般称这些寄存器为 I/O端口74LS138的管脚图如图5-29所示16输出A%BYoCYi_ 74LS138Ele2Y3Y4乞Ya15D 1413D 12□—11 s—10—9译码输出图5-29 74LS138管脚图例5-1此例采用8位的Z80CPU勺微机控制系统,按控制要求扩展一个并行接口芯片PIO、一个计数器/定时器( CTC、一个8位的A/D转换器(ADC0808和一个8位的D/A转换器(DAC0832若指定它们的地址分别为 40HH 43H、44H〜47H、58H和5CH,那么可 以设计出如图5-30所示的地址译码电路74LS138图5-30 I/O 接口地址译码扩展2. 负载能力的扩展扩展的I/O接口和存储器的数据线都同时要挂到 CPU的数据总线上,各芯片的地址也都要挂到CPU的地址线上,控制线也一样要挂到 CPU的控制总线上表5-2 TTL和MOS器件的输入/输出电流nw f I E* IW7 * T * LJ\ 器件74XXXI 74LSXXXMOSAh输人为高电平时的输入电流40 pA20必10 M人L箱人为低电平时的输入电流—1.6 mA— 0,4 mA一 (k 1 mA輸出为高电平时的拉电流一 0.4 mA- 0» 2~ -1.2 mA-0, 2 mA|人L输出为低电平时即灌电流16 mA8 〜16 mAL 6 mA由表5-2可见,MOS器件的输入电流小,驱动能力也差。

      从图5-31中可以看到,8286具有两组对称的数据引线, A7~A0为输入数据线,B7〜B0为输出数据线当然,由于在收发器中数据是双向传输的,因此实际上输入线和输出线也 可以交换用T表示的引脚信号就是用来控制数据传输方向的当 T= 1时,就使A7〜A0为输入线;当T= 0时,则使B7〜B0为输入线在系统中,T端和CPU的DT/R端相连,DT/R 为数据收发信号当 CPU进行数据输出时,DT/为高电平,于是数据流由 A7〜A0进入,从 B7〜B0送出;当CPU进行数据输入时,DT/R为低电平,于是数据流由 B7〜B0进入,而从A7〜A0送出6828坷纠免^蠲扯鸟每0E01234567ADADADADADADADAD88O8DENDT/R图5-31 8286收发器和8088的连接5.4.3模拟量的采样与处理模拟量输入通道可完成模拟量的采集并将它转换成数字量送入计算机的任务依据被 控参量和控制要求的不同,模拟量输入通道的结构形式不完全相同目前普遍采用的是公 用运算放大器和 A/D转换器的结构形式,其组成方框图如图 5-32所示A/L*和就大器比样单元图5-32模拟量输入通道的组成方框图1•信号处理装置信号处理装置一般包括敏感元件、传感器、滤波电路、线性化处理及电参量间的转换 电路等。

      2. 采样单元采样单元也称为多路转换器或多路切换开关,它的作用是把多个已变换成统一电压信 号(0~40mV的测量信号按序或随机地接到采样保持器或直接接到数据放大器上3. 计算机采样与量化模拟信号的计算机数据采集过程需要解决用离散数据表示连续信号的精度问题 模拟信号转换为数字信号的过程1) 采样过程如图5-33所示2 )量化过程量化过程(简称量化)就是用一组数码(如二进制码)来逼近离散模拟信号的幅值, 将其转换成数字信号的过程,如图 5-34所示图5-33采样过程(a )模拟信号;(b )离散模拟信号图5-34量化过程(a )离散模拟信号;(b )数字信号量化单位q是指量化后二进制数的最低位所对应的模拟量的值 设fmax和f min分maxi~nm<5-1)例如,模拟信号 fmax = 16V、fmin = 0,取i = 4,贝U q = 1V,量化误差最大值 emax=± 0.5V5.4.4输入/输出通道在微机控制系统中,为了实现对生产过程的控制,要将对象的各种测量参数,按要求 的方式送入微机微机经过运算、处理后,将结果以数字量的形式输出,此时也要把该输 出变换为适合于对生产过程进行控制的量。

      所以在微机和生产过程之间,必须设置信息的 传递和变换的连接通道该连接通道被称为输入与输出通道,它包括模拟量输入通道、模拟量输出通道、数字量输入通道和数字量输出通道,其组成如图 5-35所示DZA 转换器保持器A/D转换器中央处理器I/O接口电路釆样器检测元件现场运行 操作台图5-35输入与输出通道的组成1.模拟量输入通道A/D转换器等组成模拟量输入通道一般由信号处理装置、多路转换器、采样保持和模拟量输出通道有以下两种基本结构形式1) 一个通道设置一个 D/A转换器的形式这种形式是指在微机和通路之间通过独立的接口缓冲器传送信息,这是一种数字保持的方案,如图5-36所示D/A通路1D/A图5-36 一个通路一个 D/A转换器(2 )多个通道共用一个 D/A转换器的形式3. 数字量输入通道随输入数字信号的类型不同,数字量输入通道的结构也不同1) 编码信号(2) 脉冲列(3) 开关信号图5-37画出了几种微机系统中常用的电平转换、 滤波、去抖动及光电隔离和继电器隔 离电路ss+ 5Vf5v5.1城+ 24 V+ 24 VTTi 74LS04 oi74LS04(a)(b)图5-37开关量输入电路;(a )电平转换及滤波器;(b )继电器隔离及电平转换电路;(c )消除开关二次反跳触发器电路; (d )光电隔离及电平转换电路74LS00S.l ]£1丄(d)图5-37开关量输入电路;(a )电平转换及滤波器;(b )继电器隔离及电平转换电路;(c )消除开关二次反跳触发器电路; (d )光电隔离及电平转换电路4. 数字量输出通道数字量输出通道输出的数字信号有三类:二进制编码数字、“ 1”或“0”的开关信号和脉冲信号 具体电路可参阅图 5-38。

      图5-39画出了几种开关量输出的具体电路WRJC^_A,C£CLI^/dCUTa 比方CLK] 卿門CITT1申卿JCXJT0CLJL)-rsate a1). R2卑?GU,J,F/DCLF^-VR単记]吗CUT,-11CLVCS鈣厂ClTJo -+碍I~y~厂>+F1.-L.1瑚rTYT013 松耳A -*A bS cCPCF图5-38 —种使用步进电动机串行 D/A转换电路4-5360 0iM曲I输出端口 F位输出ABC 耳形分駅黑PC900|74LS046图5-39开关量输出电路(a ) TTL电平输出(PC900为高速光电隔离电路)丄 74LS04 d174LS040—A爺出占74LS04O0)0Lkfi输出(b)161442II151449X31 kfi390 Q图5-39开关量输出电路(b )晶体管开关输出;> +16 V〜+24 V+5 V 3360 QMC1413pal8255A*74LS04率台七输出端口]TLP521图5-39开关量输出电路(c )继电器输出。

      点击阅读更多内容
      关于金锄头网 - 版权申诉 - 免责声明 - 诚邀英才 - 联系我们
      手机版 | 川公网安备 51140202000112号 | 经营许可证(蜀ICP备13022795号)
      ©2008-2016 by Sichuan Goldhoe Inc. All Rights Reserved.