單片機(jī)常用測(cè)控電路(已修改)
2025-01-09 00:02 本頁(yè)面
【正文】 單片機(jī)實(shí)用教程 第 8章 單片機(jī)常用測(cè)控電路第 8章 單片機(jī)常用測(cè)控電路本章主要內(nèi)容開關(guān)量輸入 /輸出接口電路 A/D轉(zhuǎn)換接口電路 D/A轉(zhuǎn)換接口電路步進(jìn)電機(jī)接口電路單片機(jī)實(shí)用教程 第 8章 單片機(jī)常用測(cè)控電路開關(guān)量輸入 /輸出驅(qū)動(dòng)接口電路 在單片機(jī)的測(cè)控系統(tǒng)中，常常用到開關(guān)量的輸入輸出。所謂開關(guān)量，是指系統(tǒng)中某個(gè)測(cè)控對(duì)象相反的兩種狀態(tài)，輸入單片機(jī)時(shí)對(duì)應(yīng)輸入 0和 1，單片機(jī)輸出控制時(shí)分別輸出 0和 1來(lái)對(duì)應(yīng)。 下面介紹幾種常用的開關(guān)量的輸入輸出驅(qū)動(dòng)接口電路。 單片機(jī)實(shí)用教程 第 8章 單片機(jī)常用測(cè)控電路一、光電隔離輸入 /輸出接口電路在工業(yè)控制領(lǐng)域的現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用中，對(duì)于單片機(jī)而言，往往有一些遠(yuǎn)距離開關(guān)量信號(hào)的輸入和輸出，如果直接接入單片機(jī)的 I/O口，會(huì)有以下一些問(wèn)題：1)信號(hào)不匹配，輸入的信號(hào)可能是交流信號(hào)、高壓 信號(hào)、按鍵接點(diǎn)等信號(hào)；2)比較長(zhǎng)的連接線路容易引進(jìn)干擾、雷擊、感應(yīng)電 等；3)單片機(jī)的 I/O口驅(qū)動(dòng)能力有限，或者驅(qū)動(dòng)的是交流強(qiáng)電回路。 對(duì)于這些問(wèn)題的解決，最直接有效的辦法就是利用光電耦合器進(jìn)行隔離。單片機(jī)實(shí)用教程 第 8章 單片機(jī)常用測(cè)控電路光電耦合器件是個(gè)什么樣的器件呢？圖 81三極管型光電耦合器原理圖 光電耦合器件就是把發(fā)光器件（如發(fā)光二極管）和光敏器件（如光敏三極管）組裝在一起，通過(guò)光實(shí)現(xiàn)耦合，構(gòu)成電 — 光和光 — 電的轉(zhuǎn)換的器件。圖 81所示為常用的三極管型光電耦合器原理圖。單片機(jī)實(shí)用教程 第 8章 單片機(jī)常用測(cè)控電路?在利用光電耦合器實(shí)現(xiàn)隔離時(shí)應(yīng)注意： （ 1）在光電耦合器的輸入部分和輸出部分必須分別采用獨(dú)立的電源，若兩端共用一個(gè)電源，則光電耦合器的隔離作用將失去意義。 （ 2）當(dāng)用光電耦合器來(lái)隔離輸入輸出通道時(shí)，必須對(duì)所有的信號(hào)（包括數(shù)字量信號(hào)、控制量信號(hào)、狀態(tài)信號(hào)）全部隔離，使得被隔離的兩邊沒(méi)有任何電氣上的聯(lián)系，否則這種隔離是沒(méi)有意義的。 單片機(jī)實(shí)用教程 第 8章 單片機(jī)常用測(cè)控電路二、繼電器驅(qū)動(dòng)接口電路 168。繼電器是個(gè)什么樣的東西？ 繼電器是一種當(dāng)輸入量（電、磁、聲、光、熱、時(shí)間）達(dá)到一定值時(shí)，輸出量將發(fā)生跳躍式變化的自動(dòng)控制器件。 繼電器的種類很多 有電磁繼電器、固態(tài)繼電器 、時(shí)間繼電器、溫度繼電器、風(fēng)速繼電器、加速度繼電器、其它類型的繼電器（如光繼電器、聲繼電器、熱繼電器）等單片機(jī)實(shí)用教程 第 8章 單片機(jī)常用測(cè)控電路圖 85常用繼電器驅(qū)動(dòng)接口電路 3單片機(jī)實(shí)用教程 第 8章 單片機(jī)常用測(cè)控電路三、可控硅驅(qū)動(dòng)接口電路168。 可控硅又稱晶閘管，它是由四層半導(dǎo)體材料組成的，有三個(gè) PN結(jié)，對(duì)外有三個(gè)電極〔圖 86(a)〕：第一層 P型半導(dǎo)體引出的電極叫陽(yáng)極 A，第三層 P型半導(dǎo)體引出的電極叫控制極 G，第四層 N型半導(dǎo)體引出的電極叫陰極 K。電路符號(hào)如圖 86（ b）。 圖 86可控硅符號(hào)及內(nèi)部原理結(jié)構(gòu)單片機(jī)實(shí)用教程 第 8章 單片機(jī)常用測(cè)控電路圖 87雙向可控硅隔離驅(qū)動(dòng)單片機(jī)實(shí)用教程 第 8章 單片機(jī)常用測(cè)控電路A/D轉(zhuǎn)換接口電路 一、 A/D轉(zhuǎn)換的基本概念 在單片機(jī)的應(yīng)用系統(tǒng)中，總是要對(duì)許多連續(xù)變化的模擬量（如溫度、壓力等）進(jìn)行測(cè)量，而這些模擬量對(duì)于單片機(jī)來(lái)說(shuō)是無(wú)法直接進(jìn)行測(cè)量的，單片機(jī)能夠直接接受和處理的是數(shù)字信號(hào)，因此，必須將這些模擬量數(shù)字化才能為單片機(jī)所處理。我們把將 模擬量轉(zhuǎn)換成數(shù)字量的過(guò)程 稱為 Ａ／Ｄ轉(zhuǎn)換 。 本教材中主要介紹典型的并行 A/D轉(zhuǎn)換芯片ADC0809和串行 A/D轉(zhuǎn)換芯片 TLC1549及其與單片機(jī)的接口技術(shù)。 單片機(jī)實(shí)用教程 第 8章 單片機(jī)常用測(cè)控電路A/D轉(zhuǎn)換器的主要性能指標(biāo)： （ 1）分辨率A/D轉(zhuǎn)換器的分辨率是指 A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換輸出的數(shù)字量最低位變化一個(gè)字所對(duì)應(yīng)的被轉(zhuǎn)換模擬電壓的變化量。通常會(huì)用 A/D轉(zhuǎn)換器的位數(shù)來(lái)表示分辨率。（ 2）轉(zhuǎn)換時(shí)間 轉(zhuǎn)換時(shí)間指的是 A/D轉(zhuǎn)換器完成一次 A/D轉(zhuǎn)換所需要的時(shí)間。 單片機(jī)實(shí)用教程 第 8章 單片機(jī)常用測(cè)控電路A/D轉(zhuǎn)換器的種類： 根據(jù)內(nèi)部轉(zhuǎn)換原理的不同，主要可分為比較型和積分型兩種。 （ 1）比較型 比較型 A/D轉(zhuǎn)換屬于直接的 A/D轉(zhuǎn)換，經(jīng)過(guò)幾次的逐次比較逼近就可以直接得到 A/D轉(zhuǎn)換的結(jié)果，轉(zhuǎn)換的速度快，精度較高，是目前使用最為廣泛的一種 A/D轉(zhuǎn)換。 （ 2）積分型 積分型的 A/D轉(zhuǎn)換是一種間接的 A/D轉(zhuǎn)換，經(jīng)過(guò)兩次積分的過(guò)程得到 A/D轉(zhuǎn)換的結(jié)果，這種 A/D轉(zhuǎn)換的時(shí)間長(zhǎng)，但精度高，抗干擾能力強(qiáng)，適用于速度要求不高且有較多干擾但精度要求較高的場(chǎng)合。 單片機(jī)實(shí)用教程 第 8章 單片機(jī)常用測(cè)控電路二、并行 A/D（ ADC0809）及其接口電路 DAC0809是 8通道 8位 CMOS逐次逼近式 A/D轉(zhuǎn)換器，是目前國(guó)內(nèi)應(yīng)用最廣泛的 8位通用并行A/D芯片。如圖為該芯片內(nèi)部原理結(jié)構(gòu)框圖。 單片機(jī)實(shí)用教程 第 8章 單片機(jī)常用測(cè)控電路ADC0809主要性能指標(biāo) ：1）分辨率為 8位。2）單電源 +5V供電，參考電壓由外部
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