输入输出通道接口技术.ppt

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1、第四章输入输出通道接口技术课题：第4章输入输出通道接口技术4.1数据采集与处理技术基础4.2模拟量输入通道4.3模拟量输出通道4.4开关量输入／输出通道4.5电机、步进电机接口技术4.6数据采集系统举例目的与要求：了解微机测控系统中输入/输出通道的作用；了解信号调理的一般方法和信号调理电路中常用的器件和电路；掌握数据采集系统的基本概念；掌握输入/输出通道的一般结构和常用器件的使用方法；学会输入/输出通道的及软、硬件设计方法。课时授课计划第四章输入输出通道接口技术重点与难点：重点：输入/输出通道的设计方法；难点：模拟量输入通道的信号调理。课堂讨论：模拟信号调理的主要

2、功能是什么？采样定理与采样周期的确定。模拟量输入通道中，模/数转换的方式有哪些？现代教学方法与手段：微型计算机测控技术网络课程PowerPoint复习（提问）：在模拟输入通道中，采样/保持器有什么作用？是否模拟输入通道中必须采用采样/保持器？为什么？光电耦合器使用时应注意什么？课时授课计划第四章输入输出通道接口技术第4章输入输出通道接口技术4.1数据采集与处理技术基础4.1.1数据采集系统概论4.1.2数据采集系统的一般结构4.1.3采样定理4.1.4信号的放大与隔离技术及常用器件4.1.5V/I和I/V转换电路4.1.6数据采集中的误差分析4.2模拟量输入通道4

3、.2.1模拟量输入通道的一般结构4.2.2模拟量输入通道中的常用器件及电路4.2.3模拟量输入通道设计课程提纲第四章输入输出通道接口技术4.3模拟量输出通道4.3.1模拟量输出通道的一般结构4.3.2模拟量输出通道常用器件及电路4.3.3模拟量输出通道设计4.4开关量输入/输出通道4.4.1开关量I/O通道的一般结构4.4.2开关量输入信号的调理4.4.3开关量输出驱动电路4.4.4开关量I/O通道设计4.5电机、步进电机接口技术4.5.1电动机控制接口4.5.2步进电机控制接口技术4.6数据采集系统举例4.6.1数据采集系统的技术要求4.6.2数据采集系统的设计

4、举例思考题与习题：P1672.4.7.10.11.12.课程提纲第四章输入输出通道接口技术第4章输入输出通道接口技术微机测控系统实质上是在微机最小应用系统的基础上根据现场被测、被控对象的情况，通过扩展相应的接口并在软件的支持下实现由模拟量到数字量再到模拟量的转换，从而完成系统所要求的测控目标。“测”，即所谓的数据采集过程。它是通过被测信号的输入通道，将传感器送来的过程参数，转换成数字量送入微机；“控”，即所谓的数字信号转换成模拟信号的过程。它是由输出通道将微机运算的结果变成控制参量送到执行机构取得相应的控制效果。课程内容1第四章输入输出通道接口技术4.1数据采集与

5、处理技术基础4.1.1数据采集系统概论微机测控系统的任务就是对生产现场的过程参数进行检测、记录、存储、处理、打印、显示及报警。1.数据采集系统的基本功能数据采集系统的功能：①时钟功能。即确定数据采样周期，同时也能为系统提供时间基淮。②将现场检测传感器送来的模拟电信号按一定的次序巡回地采样、进行A／D转换并存储数据，即完成数据的采集。③对数字量按预定算法进行处理。④显示和打印输出。⑤当过程参数越限时进行报警。课程内容2计算机数据采集系统第四章输入输出通道接口技术2.设计数据采集系统所涉及的主要问题（1）分辨率和精度（2）模拟量输入通道的数量（3）采样频率（4）数据处

6、理的要求3.数据采集系统的发展①新型快速、高分辨率的数据转换器件的发展；②数据采集与信号处理紧密结合；③智能传感器的发展；④分布式数据采集系统，适合不同环境的要求。课程内容3第四章输入输出通道接口技术4.1.2数据采集系统的一般结构数据采集系统的硬件主要由输入通道、输出通道组成的。1.输入通道的一般结构（1）输入通道的内容输入通道是将被测对象信号传送到单片机数据总线上的数据通路。结构型式取决于被测对象的环境、输出信号的类型、数量、大小等。根据传感器输出信号的大小、类型，输入通道的结构类型如表所示。①传感器输出信号为大信号模拟电压若直接满足A/D转换输入的要求，则可

7、直接送入A/D转换器。②传感器输出的是小信号模拟电压应将该信号电压放大，以满足A/D、V/F转换所要求的输入电压。课程内容4第四章输入输出通道接口技术输入通道结构类型表课程内容5第四章输入输出通道接口技术③以电流为输出信号的传感器或传感仪表则应通过I/V转换，将电流信号转换成电压信号。④频率信号，能满足TTL电平要求的直接输入I/O口；不满足则应通过放大、整形变换成TTL电平信号后再送入。⑤开关信号，若能满足TTL电平要求时，可直接输入到I/O口，否则，就应进行整形处理。（2）输入通道的结构①单通道数据采集系统。如图所示。模拟信号经放大器放大，通过采样/保持器（S

8、/H）送入