第2章输入输出接口技术与过程通道根据信号的时间特性，按时间和幅值的连续性、离散性可把信号分为4类：1.时间连续、幅值连续的信号，如图a所示；2.时间连续、幅值离散的信号，如图b所示；3.时间离散、幅值连续的信号，如图c所示；4.时间离散、幅值离散的信号，如图d所示；2.I／O通道(1)I／O通道：也称为过程通道。它是计算机和控制对象之间进行信息传送和变换的连接通道。3.I／O接口概念（1）过程通道中包括有I/O接口。（2）接口：计算机与外设交换信息的桥梁。包括输入接口和输出接口两种。（3）接口技术：研究计算机和外设之间如何交换信息的技术。（4）I／O接口电路：是主机和外围设备之间交换信息的连接部件。它能使主机和外设能够协调工作，有效地完成信息交换。4.I／O信号的种类5.I/O接口的3种端口（1）数据端口（双向）；（2）状态端口（单向）（3）控制端口（单向）6.I/O接口功能（1）转换信息格式；例如串—并。（2）提供联络信号；例如“忙”、“准备好”。（3）协调速度差异；（4）进行选址译码；例如74LS138译码器。（5）实现电平转换；例如RS232—TTL.（6）具备时序控制；有的接口电路具有自己的时钟发生电路，以满足微机和各种外设在时序方面的要求。（7）最好是可编程。用程序代码设置接口的某些功能。7.数字量输入输出通道所需的接口性质（1）DI通道需要具有三态功能的接口电路，如器件74LS373、74LS244等；（2）DO通道需要具有锁存功能的接口电路，如器件74LS373、74LS273等。附图1：74LS244引脚图—单向三态门附图2：74LS373引脚图—带三态门的8位锁存器附图3：74LS273引脚图—8位锁存器附图4：74LS245引脚图三态输出八总线收发器使能端/G◆接口芯片和CPU之间必须连接的信号线有4类：74LSl38扩展地址译码器§2.3模拟量输入通道任务：从系统中检测模拟信号，将之转换为数字信号，经接口送入计算机。一、AI通道的组成1.I/V变换；2.多路开关；3.采样保持器；4.A/D转换；5.接口逻辑电路。二、模拟多路转换器—多路开关1.CD4051---单端8通道（8入1出或1入8出）CD405lCD405l的应用：2.CD4052差动式4通道模拟开关DIP16脚，1----8：0Y、2Y、Y、3Y、1Y、INH、VEE（负电源）、VSS(GND)9---16:B、A、3X、0X、X、1X、2X、VDD（正电源）三、信号的采样、保持1.采样在A/D转换前，要对模拟信号进行采样。采样：把一个时间上连续的模拟信号变换为时间上离散、幅值上连续的信号。保持：用来“凝固”随时间变化的快速模拟信号，由于A/D转换需要一定的时间，在转换期间，要求模拟信号保持稳定。附：采样保持集成芯片LFl98四、信号的量化例：设输入的模拟量为0-4.99V时，输出的数字量为000-111，则输入与输出的对应关系为：§2.2A／D转换器组成：例：设：数码寄存器为4位，满刻度值1v，Vi=0.65v，用逐次逼近式A/D转换器转换成二进制数。2.双积分式A/D转换器二、A／D转换器的主要技术参数4．转换时间转换时间是指启动A／D到转换结束所需的时间。5．工作温度范围较好的转换器件工作温度为-40～85℃，差的只有0～70℃。三、ADC与CPU连接时应注意的问题1.ADC的分辨率—ADC的位数与CPU的数据总线的条数是否一致？若分辨率多，则CPU读数据时需分两次或多次读出转换所得的数字量。2.ADC的输出三态门--ADC芯片内是否有三态数据输出，若有，则ADC的数据线可直接接在CPU的数据总线上；若无，则须在ADC的输出数据线与CPU的数据总线之间，外加三态门，才能连接。如74LS244。3.ADC的启动信号—ADC的转换启动，有电平启动和脉冲启动之分。对于电平启动的ADC，其启动电平要在整个转换过程中维持不变，直到转换结束。如果在转换结束之前撤掉其启动信号，就会中止转换过程，而得不到正确值。对于脉冲启动，只要转换开始之后，即可撤除。四、常用的A／D转换器（一）.8位A／D转换器ADC08091.主要特点：（1）分辨率8位；（2）8位8通道的ADC；（3）逐次逼近ADC;（4）转换时间100s,属中速转换器；（5）温度范围-40～+85℃；（6）可使用单一的+5V电源；（7）输出具有三态锁存器，可直接与CPU连接；（8）逻辑电平与TTL兼容；（9）量程为0--+5V；（10）功耗15mW;（11）正脉冲启动。2.ADC0809的电路组成及引脚功能—DIP28IN0—IN7:8路模拟量的输入端，