1、第五章 過程輸入輸出通道,第1節(jié) 過程通道的概念,一 過程通道的概念,過程（輸入輸出）通道：是計算機和工業(yè)生產(chǎn)過程相互交換信息的橋梁。,根據(jù)過程信息的性質(zhì)及傳遞方向，過程輸入輸出通道分類如下：,二 過程輸入輸出通道的組成與功能,模擬量輸入通道：,模擬量輸出通道：,生產(chǎn)過程的參數(shù)(如溫度、壓力、流量、速度、位移、電流、電壓等)一般是隨時間連續(xù)變化的模擬量，通過檢測元件或變送器將其轉(zhuǎn)換為對應(yīng)的模擬電壓或電流，并轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號的過程；,把微機輸出的數(shù)字控制信號轉(zhuǎn)換為模擬信號（電壓或電流）并傳輸給被控對象的過程；,數(shù)字量(開關(guān)量)輸入通道：,數(shù)字量(開關(guān)量)輸出通道：,拾起或檢測反映生產(chǎn)過程或設(shè)備工況

2、的開關(guān)信號（如繼電器接點、行程開關(guān)、按紐等）、脈沖信號（如速度、位移、流量脈沖等）并傳輸給微機的過程；,將數(shù)字信號從微機傳輸給那些接受數(shù)字信號的執(zhí)行機構(gòu)和顯示、指示裝置的過程。,注意：數(shù)字量輸入輸出通道包括多字節(jié)型數(shù)字量。,過程輸入輸出通道示意圖,三 過程輸入輸出通道與CPU交換的信息類型,3控制信息：用來控制過程通道的啟動和停止等 信息，如三態(tài)門的打開和關(guān)閉、觸發(fā)器的啟動 等。,2狀態(tài)信息：又叫協(xié)議信息，如應(yīng)答信息、握手信 息，它反映過程通道的狀態(tài)，如準(zhǔn)備就緒信號。,過程輸入輸出通道與CPU交換的信息類型有三種：,注意：在過程輸入輸出通道中，必須設(shè)置一個與CPU聯(lián)系的接口電路，傳送數(shù)據(jù)信息、

3、狀態(tài)信息和控制信息。,1數(shù)據(jù)信息：反映生產(chǎn)現(xiàn)場的參數(shù)及狀態(tài)的信 息，它包括數(shù)字量、開關(guān)量和模擬量。,四 過程通道的編址方式,2過程通道與存儲器獨立編址方式,1過程通道與存儲器統(tǒng)一編址方式,由于計算機控制系統(tǒng)一般都有多個過程輸入輸出通道，因此需對每一個過程輸入輸出通道安排地址。過程通道編址方式有兩種：,五 過程通道接口設(shè)計應(yīng)考慮的問題,接口電路起著連接過程通道與CPU的橋梁作用，它的基本任務(wù)有： 1控制信息的傳遞路徑：即根據(jù)控制的任務(wù)在眾多的信息源中進行選擇， 2控制信息傳送的順序：計算機控制的過程就是執(zhí)行程序的過程，為確保進程正確無誤，接口電路應(yīng)根據(jù)控制程序的要求，適時地發(fā)出一組有序的門控信號

4、。 以確定該信息傳送的路徑和目的地。,在過程通道接口電路設(shè)計中應(yīng)解決以下問題： 1觸發(fā)方式：有序的門控信號的主要作用就是嚴(yán)格遵循系統(tǒng)工作時序要求，適時對系統(tǒng)中某個或某些特定部件發(fā)出開啟或關(guān)閉(觸發(fā))信號，這必然涉及到同步觸發(fā)和異步觸發(fā)的方式。 2時序：控制邏輯的結(jié)構(gòu)有組合控制邏輯與存儲控制邏輯兩種類型，不管哪種類型都要嚴(yán)格遵守規(guī)定的操作步驟，每一個操作步驟又都是在一組有序的控制信號驅(qū)動下實現(xiàn)的。 3.負載能力：一旦控制邏輯確定后，系統(tǒng)能否可靠運行與器件的選擇關(guān)系密切，器件的選擇除了要考慮電平的擺幅、數(shù)值、延時外，還應(yīng)考慮器件所帶負載是否匹配。,第二節(jié) 模擬量輸入通道,一、模擬量輸入通道的結(jié)構(gòu),

5、模擬輸入通道的作用是實現(xiàn)模擬待測信號與主控微處理器之間的接口，一般由傳感器、信號調(diào)理電路、多路模擬開關(guān)、放大器、采樣保持器(S/H)和A/D轉(zhuǎn)換器組成。其中A/D轉(zhuǎn)換器是實現(xiàn)模擬待測信號到數(shù)字信號之間轉(zhuǎn)換的關(guān)鍵部件。,模擬量輸入通道根據(jù)不同的應(yīng)用要求，可以有不同的結(jié)構(gòu)形式，,1、單路模擬量輸入通道,2、多路模擬量輸入通道,1、多路轉(zhuǎn)換器,多路轉(zhuǎn)換器又稱多路開關(guān)，它是用來切換模擬電壓信號的關(guān)鍵元件。,多路開關(guān)功能：把多個模擬量參數(shù)分時地接通并送入A/D轉(zhuǎn)換器，即完成多到一的轉(zhuǎn)換；或者把經(jīng)計算機處理，且由D/A轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成的模擬信號按一定的順序輸出到不同的控制回路（或外部設(shè)備）中，即完成一到多的轉(zhuǎn)

6、換。前者成為多路開關(guān)，后者叫做多路分配器，或叫做反多路開關(guān)。,二、模擬量輸入通道中的常用器件及電路,理想多路開關(guān)要求：開路電阻應(yīng)為無窮大，接通時的導(dǎo)通電阻應(yīng)為零，切換速度快、噪聲小、壽命長、工作可靠。,實際多路開關(guān)性能：導(dǎo)通電阻10幾歐，開關(guān)速度幾百納秒,多類開關(guān)的分類： 1) 單向多路開關(guān)(1對多或多對1)，如AD7501（8路）、AD8506(16路)； 2) 雙向多路開關(guān)（1對多且多對1），如CD4051； 3）矩陣多路開關(guān)（多對多），如MT8816；,多路開關(guān)實例：CD4051,CD4051是8通道多路開關(guān) 帶有3個通道選擇輸入端A、B、C，用于選擇8個通道之一 一個禁止輸入端INH，

7、高電平時，禁止模擬信號輸入；低電平時允許模擬信號輸入,VDD與VSS的電平差為 0.5 15V,CD4051的真值表,在實際應(yīng)用中，如果被測參數(shù)多于8路，可以采用將多個CD4051 相連進行擴展。,*由D0D1D2D3來選擇16路通道之一 *其中D30，選中1 *其中D31，選中2,CD4051多路開關(guān)的擴展應(yīng)用,2.1 概述,問題：,模擬信號進行 AD 轉(zhuǎn)換時，從啟動轉(zhuǎn)換到轉(zhuǎn)換結(jié)束輸出數(shù)字量，需要一定的轉(zhuǎn)換時間，當(dāng)輸入信號頻率較高時，會造成很大的轉(zhuǎn)換誤差。,解決方法：,采用一種器件，在AD轉(zhuǎn)換時保持住輸入信號電平，在AD轉(zhuǎn)換結(jié)束后跟蹤輸入信號的變化。,這種功能的器件就是采樣保持器。,2、采用

8、保持器,2.2 采樣保持器的工作原理,采樣保持器的一般結(jié)構(gòu)形式如圖所示。,組成,模擬開關(guān)K,電容CH,緩沖放大器A,在t1時刻前，控制電路的驅(qū) 動信號為高電平時，模擬開 關(guān)K 閉合，模擬輸入信號Ui 通過模擬開關(guān)加到電容CH 上，使得CH端電壓UC 跟隨 Ui 變化而變化。,在t1時刻，驅(qū)動信號為低電 平，模擬開關(guān)K斷開，此時 電容CH 上的電壓UC 保持 模擬開關(guān)斷開瞬間的Ui 值 不變并等待AD轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn) 換。,工作原理如下：,t,控 制 信 號,t,模 擬 輸 入,A,t,采 樣 輸 出,跟蹤,t1,A2,t2,A1,t3,保持,A3,t4,A,圖5.2 采樣保持器工作原理,而在t2時刻，

9、保持結(jié)束， 新一個跟蹤時刻到 來， 此時驅(qū)動信號又為高電 平，模擬開關(guān)K 重新閉 合， CH 端電壓UC 又跟 隨Ui 變化而變 化；,t3時刻，驅(qū)動信號為低 電平時，模擬開關(guān)K斷開，.。,從以上討論可知：,采樣保持器是一種用邏輯電平控 制其工作狀態(tài)的器件。,采樣保持器的工作狀態(tài)：,跟蹤狀態(tài),在此期間它盡可能快地接收模擬輸入信號，并精確地跟蹤模擬輸入信號的變化，一直到接到保持指令為止。,保持狀態(tài),對接收到保持指令前一瞬間的模擬輸入信號進行保持。,采樣保持器主要作用：,“穩(wěn)定” 快速變化的輸入信號，以減少轉(zhuǎn)換誤差。,用來儲存模擬多路開關(guān)輸出的模擬信號，以便模擬多路開關(guān)切換下一個模擬信號。,2.3

10、 采樣保持器使用中應(yīng)注意的問題,采樣保持器和AD轉(zhuǎn)換器各完成一次動作所需時間之和應(yīng)小于采樣周期,采樣保持器的性能在很大程度上取決于保持電容器的質(zhì)量。因此，應(yīng)該選擇優(yōu)質(zhì)電容器。,2.4 常用的采樣/保持器,常用的采樣/保持器集成電路有AD582、AD583、AD585、AD346、THS-0025、LF198/298/398等。下面以LF398為例，介紹集成電路S/H的工作原理，其他的S/H的原理與其大致相同。,LF398是一種反饋型采樣/保持器，也是較為通用的采樣/保持器，與LF398結(jié)構(gòu)相同的還有LF198、LF298等，都是由場效應(yīng)管構(gòu)成，具有采樣速率高，保持電壓慢和精度高等優(yōu)點。其采樣時

11、間小于10s，輸入阻抗為，保持電容為1F時，其下降速度為5mV/min。雙電源供電，電源范圍寬，可以從5V到18V。,LF398的組成原理圖如圖所示。,引腳排列如圖所示。,各引腳功能如下：,V+、V-：正負電源電壓輸入引腳，輸入范圍為5V到18V。 OFFSET ADJ：偏置調(diào)整引腳?？捎猛饨与娮枵{(diào)整采樣-保持器的偏差。 VIN：輸入引腳。 VOUT：輸出引腳。 CH：保持電容引腳。用來外接保持電容。 LOGIC REF：參考邏輯電平。 LOGIC：輸入控制邏輯。,LF398典型的電源和信號的接法,保持電容CH可選用漏電流較小的聚苯乙烯電容、云母電容或聚四氟乙烯電容。CH的數(shù)值直接影響采樣時間

12、及保持精度，為了提高精度，就需要增加保持電容CH的容量，但CH增大時又會使其采樣時間加長。因此，當(dāng)精度要求不高（1%）而速度要求較高時， CH可小至100f。當(dāng)精度要求高（0.01%）時，應(yīng)取CH =1000F。當(dāng)CH 400F時，采樣時間tAC與CH有經(jīng)驗公式,tAC=CH/40,式中，CH為保持電容的容量，單位為F；tAC為采樣時間，單位為s。,保持電容的選擇,三、模擬信號的調(diào)理,在計算機控制系統(tǒng)中，模擬量輸入信號類型： 傳感器輸出的信號,變送器輸出的信號, 電壓信號：一般為mV或V信號。 電阻信號：單位為，如熱電阻（RTD）信號，通過電橋轉(zhuǎn)換成mV信號。 電流信號：一般為mA或A信號。,

13、 電流信號：一般為010mA（01.5k負載）或420mA（0500負載）。 電壓信號：一般為05V或15V信號。,模擬信號的調(diào)理理由：,2、電流信號轉(zhuǎn)化為電壓信號；,注意：信號調(diào)理電路的設(shè)計主要是根據(jù)傳感器輸出的信號、變送器輸出的信號及A/D轉(zhuǎn)換器的具體情況而有所不同。,3、非電壓信號轉(zhuǎn)化為電壓信號；,4、噪音信號的抑制；,1、電壓信號的“標(biāo)準(zhǔn)化”；,3.1 電橋,電橋是將電阻、電容、電感等參數(shù)的變化變?yōu)殡妷夯螂娏鬏敵龅囊环N測量電路。其輸出既可用指示儀表直接測量，也可以送入放大器進行放大。由于橋式測量電路結(jié)構(gòu)簡單，并具有較高的精確度和靈敏度，因此在測試裝置中得到了廣泛應(yīng)用。 與其他測試裝置的

14、分類一樣，電橋亦有不同的分類方式：按照激勵電源的性質(zhì)可分為直流電橋與交流電橋；按照橋臂阻抗性質(zhì)又可分為電阻電橋、電容電橋和電感電橋。,（以直流電橋為例）,直流電橋的平衡條件,3.2 運算放大器,運算放大器本質(zhì)上是一個高增益的負反饋直流放大器。加上外部反饋網(wǎng)絡(luò)可以實現(xiàn)加、減、乘、除、微分和積分等數(shù)學(xué)運算，還可以與其它外設(shè)電路組成測試系統(tǒng)中常用的差動放大器、電橋放大器、電荷放大器、壓頻變換器、有源濾波器以及交流放大器等測試裝置。,（1）單端運算放大器,功能： 1、輸入為單端； 2、在不存在共模電壓的時候使用,（2） 差動放大器,當(dāng),得,特點： 1、輸入為雙端； 2、在不存在共模電壓的時候使用 3、

15、調(diào)整放大系數(shù)，則調(diào)零點破壞破壞平衡條件,（3）測量放大器,三運放差動放大器通常也稱為測量放大器，或稱儀表放大器。,由電路分析可知,通常電路中,則測量放大器的增益為,四、模擬量輸入通道的設(shè)計,1、模擬量輸入通道的應(yīng)考慮的問題：, 信號的拾起方式； 信號的調(diào)理； A/D轉(zhuǎn)換器的選擇； 電源的配置；,2、模擬量輸入通道的設(shè)計,第三節(jié) 模擬量輸出通道,一 模擬量輸出通道的一般結(jié)構(gòu),模擬量輸出通道的功能是把計算機的運算結(jié)果（數(shù)字量）轉(zhuǎn)換成模擬量，并輸出到被選中的某一控制回路上，完成對執(zhí)行機構(gòu)的控制動作。,模擬量輸出通道通常由D/A轉(zhuǎn)換器、輸出保持器、多路切換開關(guān)、低通濾波電路和功放電路所組成。,1、單模

16、擬量輸出通道的結(jié)構(gòu),組成：接口電路、寄存器、DA轉(zhuǎn)換器和放大變換電路,2、多模擬量輸出通道的結(jié)構(gòu),多路模擬量輸出通道的結(jié)構(gòu)形式主要取決于輸出保持器的構(gòu)成方式。 輸出保持器的作用主要是在新的控制信號到來之前，使本次控制信號維持不變。保持器一般有數(shù)字保持方案和模擬保持方案兩種。這就決定了模擬量輸出通道的兩種基本結(jié)構(gòu)形式。,這是一種數(shù)字保持方案。 優(yōu)點:轉(zhuǎn)換速度快，工作可靠，即使某一路D/A轉(zhuǎn)換器發(fā)生故障，也不影響其他通道的工作。 缺點:使用了較多的D/A轉(zhuǎn)換器，使得這種結(jié)構(gòu)的價格很高。,2.1 一個通道設(shè)置一片D/A轉(zhuǎn)換器,2.2 多個通道共用一片D/A轉(zhuǎn)換器,共用D/A轉(zhuǎn)換器的結(jié)構(gòu)形式如圖所示。

17、,由于公用一片D/A轉(zhuǎn)換器，因此必須在計算機控制下分時工作，即依次把D/A轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成的模擬電壓（或電流），通過多路開關(guān)傳送給輸出采樣保持器。 優(yōu)點:節(jié)省了D/A轉(zhuǎn)換器。 缺點：因為分時工作，只適用于通道數(shù)量多且速率要求不高的場合。它還要使用多路開關(guān)，且要求輸出采樣保持器的保持時間與采樣時間之比較大，這種方案工作可靠性較差。,因為電流信號易于遠距離傳送，且不易受干擾，特別是在過程控制系統(tǒng)中，自動化儀表只接收電流信號，所以在微機控制輸出通道中常以電流信號來傳送信息，這就需要將電壓信號再轉(zhuǎn)換成電流信號，完成電流輸出方式的電路稱為V/I變換電路。電流輸出方式一般有兩種形式： 1普通運放V/I變換電路

18、 2集成轉(zhuǎn)換器V/I變換電路,二、 電壓/電流轉(zhuǎn)化電路,2.1 普通運放V/I變換電路,（1）0 10 mA的輸出,圖為010 V/010 mA的變換電路，由運放A和三極管T1、T2組成，R1 和 R2是輸入電阻，Rf 是反饋電阻，RL是負載的等效電阻。輸入電壓Vin 經(jīng)輸入電阻進入運算放大器A，放大后進入三極管T1、T2。由于T2射極接有反饋電阻R f，得到反饋電壓Vf加至輸入端，形成運放A的差動輸入信號。該變換電路由于具有較強的電流反饋，所以有較好的恒流性能。,輸入電壓 Vin 和輸出電流 Io 之間關(guān)系如下： 若 R3、R4Rf、RL，可以認(rèn)為 Io 全部流經(jīng) Rf，由此可得: V Vi

19、nR4/（R1R4）IoRLR1 /（R1R4） V Io（RfRL）R2 /（R2R3） 對于運放，有V V，則 VinR4/（R1R4）IoRLR1 /（R1R4）= Io（RfRL）R2 /（R2R3） 若取R1 = R2 ，R3 = R4，則由上式整理可得 Io = VinR3 /（R1Rf ） 可以看出，輸出電流 Io 和輸人電壓 Vin 呈線性對應(yīng)的單值函數(shù)關(guān)系。 R3 /（R1Rf）為一常教，與其他參數(shù)無關(guān)。 若取Vin 010 V，R1 = R2 = 100 k，R3 = R4 =20 k，Rf 200 ，則輸出電流Io = 0 10 mA。,（2） 4 20 mA的輸出,圖為

20、1 5 V/ 4 20 mA的變換電路，兩個運放A1、A2均接成射極輸出形式。,2.2 集成轉(zhuǎn)換器V/I變換電路,圖是集成V/I轉(zhuǎn)換器ZF2B20的引腳圖，采用單正電源供電，電源電壓范圍為1032V，ZF2B20的輸入電阻為10K，動態(tài)響應(yīng)時間小于25S，非線性小于土 0.025。,三、模擬量輸出通道設(shè)計舉例,模擬量輸出通道一般根據(jù)系統(tǒng)需求可由多路開關(guān)、采樣保持器、D/A轉(zhuǎn)換器及接口電路等組成。采樣保持器的作用及工作原理如前中所述，多路開關(guān)在模擬量輸出通道中的作用是實現(xiàn)多選一操作，即利用多路開關(guān)將一路D/A轉(zhuǎn)換器的輸出分時切換至后級的各執(zhí)行機構(gòu)。,3.1 模擬量輸出通道設(shè)計的基本方法 模擬量輸

21、出通道的設(shè)計原則主要考慮以下幾點： 安全可靠 盡量選用性能好的元器件，并采用光電隔離技術(shù)。 性能價格比高 既要在性能上達到預(yù)定的技術(shù)指標(biāo)，又要在技術(shù)路線、芯片元件上降低成本。,通用性 D/A轉(zhuǎn)換模板的設(shè)計應(yīng)具有通用性，它主要體現(xiàn)在三個方面：符合總線標(biāo)準(zhǔn)，可選接口地址以及可選輸出方式。 對于電流輸出而言，常用的是010mA DC或420mA DC這兩種信號范圍，能滿足該范圍輸出的電路所示。,DAC0832輸出電流經(jīng)運算放大器Al和A2變換成輸出電壓V2，再經(jīng)三級管T1和T2變換成輸出電流IOUT。當(dāng)短接柱K1的12短接時，通過調(diào)零點電位器W1和量程電位器W2，為外接負載RL提供010mA DC電

22、流；當(dāng)K1的13短接時，通過調(diào)節(jié)W1和W2，為RL提供 420mA DC電流。,D/A轉(zhuǎn)換的電流輸出,若需電壓輸出則有單極性和雙極性兩種輸出形式，如圖所示。當(dāng)短接柱K2的12短接時，則為單極性電壓（010V DC）輸出；K2的14和23短接時，則為雙極性電壓（10V DC010V DC）輸出。,D/A轉(zhuǎn)換的單/雙極性電壓輸出,3.2 模擬量輸出通道的設(shè)計 模擬量輸出通道設(shè)計步驟是：確定性能指標(biāo)，設(shè)計電路原理圖，設(shè)計和制造印制線路板，最后焊接和調(diào)試電路板。其中，數(shù)字電路和模擬電路應(yīng)分別排列走線，盡量避免交叉，連線要盡量短。模擬地（AGND）和數(shù)字地（DGND）分別走線，通常在總線引腳附近一點接地

23、。光電隔離前后的電源線和地線要相互獨立。調(diào)試時，一般是先調(diào)數(shù)字電路部分，再調(diào)模擬電路部分，并按性能指標(biāo)逐項考核。,圖（a）、（b）給出了具有8路D/A轉(zhuǎn)換的模擬量輸出通道模板結(jié)構(gòu)框圖和其中1路的電路原理圖。該模板由總線接口邏輯、8片DAC0832以及V/I變換電路等組成。,8路D/A轉(zhuǎn)換模板(a),圖 8路D/A轉(zhuǎn)換模板(b),其中每路的D/A轉(zhuǎn)換器均接為單緩沖輸入工作方式，且均具有電壓、電流兩種可選的輸出方式。這里的V/I變換電路與負載共電源，輸出電流IOUT=VCC/R5。當(dāng)R5 =500，VCC05V時，IOUT=010mA；當(dāng)R5250，VCC=15V時，IOUT=420mA。 設(shè)8個

24、輸出數(shù)據(jù)存放在內(nèi)存數(shù)據(jù)段BUF0BUF7單元中，主過程已裝填DS，8片DAC0832占據(jù)從CH0開始的8個連續(xù)地址，輸出子程序如下：,DOUT PROC NEAR MOV DX, CH0 MOV CX, 8 MOV BX, OFFSET BUF0 NEXT: MOV AL, BX OUT DX, AL INC DX INC BX LOOP NEXT RET DOUT ENDP,第三節(jié) 數(shù)字量輸入輸出通道,一、數(shù)字量輸入輸出通道的結(jié)構(gòu),數(shù)字量輸入輸出通道一般由三部分組成：CPU接口邏輯電路、輸入緩沖器和輸出鎖存器、輸入輸出電氣接口亦即數(shù)字量輸入信號調(diào)理和輸出信號驅(qū)動電路。,各種數(shù)字量輸入輸出電氣

25、接口作用：主要完成濾波、電平轉(zhuǎn)換、隔離和功率驅(qū)動等功能。,輸入緩沖器功能：對輸入信號緩沖、加強和選通；,輸出鎖存器功能：對輸出信號鎖存供外圍設(shè)備使用；,1 信號轉(zhuǎn)換處理,從工業(yè)現(xiàn)場獲取的開關(guān)量或數(shù)字量，在邏輯上表現(xiàn)為邏輯“1”或邏輯“0”，信號形式則可能是電壓、電流信號或開關(guān)的通斷，其幅值范圍也往往不符合數(shù)字電路的電平范圍要求，因此必須進行轉(zhuǎn)換處理。,對于電壓輸入，V1某一值，為邏輯1 對于電流輸入， I 某一值，為邏輯1,二、數(shù)字量輸入信號調(diào)理和信號隔離,電壓輸入電路,如果是電壓輸入，R1和R2電阻分壓，使得V2符合TTL邏輯規(guī)范,電流輸入電路,如果是電流輸入，I在電阻R2上的壓降符合TTL

26、邏輯規(guī)范,開關(guān)觸點輸入電路,對于開關(guān)輸入，S斷開，V2=5V，為邏輯“1” S閉合，V2=0V，為邏輯“0”,V2,R地阻值可在4.7K100K之間選取,2 安全保護措施,在設(shè)計一個計算機控制系統(tǒng)時，必須針對可能出現(xiàn)的輸入過電壓、瞬間尖峰或極性接反的情況，預(yù)先采取安全保護措施。 信號轉(zhuǎn)換電路，雖然也考慮邏輯電平問題，但在工業(yè)應(yīng)用中，還可能出現(xiàn)意外的過電壓（電流），瞬間干擾等。 就是非工業(yè)控制應(yīng)用也可能出現(xiàn)瞬間尖峰過電壓（過電流），例如雷電引起的等。 因此還需要有安全保護電路。 常用的保護電路為：,輸入保護電路,電平轉(zhuǎn)換與保護電路組合使用的一個例子：,這時，我們可以把分壓電阻去掉，用穩(wěn)壓二極管,

27、3 隔離處理,從工業(yè)現(xiàn)場獲取的開關(guān)量或數(shù)字量的信號電平往往高于計算機系統(tǒng)的邏輯電平； 即使輸入開關(guān)量電壓本身不高，也有可能從現(xiàn)場引入意外的高壓信號； 因此必須采取電隔離措施，以保障計算機系統(tǒng)的安全。 常用的隔離措施是采用光電耦合器件實現(xiàn)的。 下圖給出了兩種開關(guān)量光電耦合輸入電路，它們除了實現(xiàn)電氣隔離之外，還具有電平轉(zhuǎn)換功能。,工業(yè)控制的現(xiàn)場開關(guān)，一般使用24VDC電源。 注意：現(xiàn)場側(cè)和CPU側(cè)兩邊沒有電的聯(lián)系（獨立的電源和地線）,機械式按鍵再按下或釋放時，由于機械彈性作用的影響，通常伴隨有一定時間的觸點機械抖動，然后其觸點才穩(wěn)定下來。抖動時間的長短與開關(guān)的機械特性有關(guān)，一般為510 ms。,4 消除觸點抖動,去抖的方法： 軟件（延時） 硬件 在硬件上可采用在鍵輸出端加R-S觸發(fā)器(雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器)或單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器構(gòu)成去抖動電路。,二、數(shù)字量輸出信號隔離和驅(qū)動電路,1 隔離處理,當(dāng)