第2章输出输入接口与过程通道第2章输出输入接口与过程通道2.1总线扩展技术2.1.2I/O端口地址译码技术2.I/O端口地址译码方法及电路形式（1）固定地址译码3.I/O端口地址译码方法及电路形式（2）开关选择译码2.1.3基于ISA总线端口扩展2.2数字量输入输出接口与过程通道2.2.1数字量输入输出接口技术2.数字量输出接口作用：当对生产过程进行控制时，一般控制状态需进行保持，直到下次给出新的值为止，这时输出就要锁存。完成过程：用74LS273作8位输出锁存口，对状态输出信号进行锁存。由于PC总线工业控制机的I/O端口写总线周期时序关系中，总线数据D0～D7比I/O写前沿(下降沿)稍晚，因此利用I/O写的后沿产生的上升沿锁存数据。经过端口地址译码，得到片选信号，当在执行OUT指令周期时，产生I/O写信号。2.2.2数字量输入通道2.输入调理电路（1）小功率输入调理电路R—S触发器消除开关两次反跳电路（2）大功率输入调理电路2.2.3数字量输出通道2.输出驱动电路在数字量输出通道中，关键是驱动，因为从锁存器中出来的是TTL电平，驱动能力有限，所以要加上驱动电路。（1）小功率直流驱动电路①功率晶体管输出驱动继电器电路继电器包括线圈和触点。因负载呈电感性，所以输出必须加装克服反电势的保护二极管D，J为继电器的线圈。D的作用是泄流，通过D放掉J上所带的电荷，防止反向击穿。R的作用是限流。作用过程：当TTL电平为1时，晶体管截止，J不吸合当TTL电平为0时，晶体管导通，J吸合②达林顿阵列输出驱动继电器电路。MC1416是达林顿阵列驱动器.达林顿晶体管DT（Dar1ingtonTransistor）亦称复合晶体管。它采用复合过接方式，将两只或更多只晶体管的集电极连在一起，而将第一只晶体管的发射极直接耦合到第二只晶体管的基极，依次级连而成，最后引出E、B、C三个电极。(2)大功率交流驱动电路在大功率交流驱动电路中，固态继电器SSR作交流开关使用。SSR是一种无触点通断电子开关，是一种有源器件，其中两个端子为输入控制端，另外两个为输出受控端，为实现输入与输出之间的电气隔离，器件中采用了高耐压的专用光电耦合器。2.2.4数字（开关）量输入/输出通道模板举例2.2.4数字（开关）量输入/输出通道模板举例2.3模拟量输入接口与过程通道2.3模拟量输入接口与过程通道2.3.2信号调理和I/V变换（2）信号放大电路1)基于ICL7650的前置放大电路失调电压0.7uV,失调电压平均温度系数：0.01uV/℃;输入电流为35uA;输入电阻为1012Ω;共模拟制比为130dB;增益带宽为2MHz；放大器增益可设置为1-500倍；2）AD526可编程仪用放大器AD526是可通过软件对增益进行编程的单端输入的仪用放大器，器件本身所提供的增益是xl、x2、x4、x8、x16等五挡。它是一个完整的包括放大器、电阻网络和TTL数字逻辑电路的器件，使用时不需外加任何元件就可工作。AD526可以在透明与锁存两种模式下工作。（表2-5提供状态表）透明模式是13脚CLK端接地。锁存模式是CLK内逻辑信号提供。图2-18AD526内部结构和基本接法2.I/V变换变送器输出的信号为0～10mA或4～20mA的统一信号，需要经过I/V变换变成电压信号后才能处理。对于电动单元组合仪表，DDZ-Ⅱ型的输出信号标准为0～10mA,而DDZ—Ⅲ型和DDZ—S系列的输出信号标准为4～20mA，因此，针对以上情况我们来讨论I/V变换的实现方法。（1）无源I/V变换R1:限流电阻；D:将电压钳制在5V+0.3V以内；R2:电压采样电阻，其压降即为输出电压，精密电阻，精度为0.1%；C和R1：组成阻容低通滤波电路。当变送器输出为0-10mA的电流时，可取：R1=100Ω，R2=500Ω.此时输出的V为0-5V。（2）有源I/V变换2.3.3多路转换器2.3.4采样、量化及采样／保持器2.量化量化：采用一组数码(如二进制码)来逼近离散模拟信号的幅值，将其转换为数字信号。也就是怎样将离散模拟变量变为二进制码，二进制数的大小和量化单位有关。量化过程：将采样信号转换为数字信号的过程称为量化过程。量化装置：执行量化动作的装置是A/D转换器。量化单位：字长为n的A/D转换器，其最低有效位(LSB)所对应的模拟量q称为量化单位。量化误差：量化过程实际上是一个用q去度量采样值幅值高低的小数归整过程，如同人们用单位长度(毫米或其它)去度量人的身高一样。由于量化过程是一个小数归整过程，因而存在量化误差，量化误差为(±1/2)q。例如，q=20mV时，量化误差为±10mV，0．990～1．009V范围内的采样值，其量化结果是相同