【正文】 、 Ｕ REF（ ） ——參考電壓輸入端 ， 分別接 +、 極性的參考電壓 ， 用來提供 D/A轉(zhuǎn)換器權(quán)電阻的標(biāo)準(zhǔn)電平 。 當(dāng) ALE為高電平時 ， 允許 C、 B、 A所示的通道被選中 ， 并將該通道的模擬量接入 A/D轉(zhuǎn)換器 。 第 5章工業(yè)控制計算機及其接口技術(shù) 機電一體化系統(tǒng)設(shè)計 30 OE——輸出允許信號 。 START——啟動 A/D轉(zhuǎn)換器 ， 當(dāng) START為高電平時 ， 開始 A/D轉(zhuǎn)換 。 5） . 較好的 A/D轉(zhuǎn)換器的工作溫度為 40~85℃ ， 較差的為 0~70℃ 。 分辨率是指能使轉(zhuǎn)換后數(shù)字量變化為 1的最小模擬輸入量 。 (2） 多個通道共用一個 A/D轉(zhuǎn)換器的形式 。 該連接通道被稱為輸入與輸出通道 ， 它包括模擬量輸入通道 、 模擬量輸出通道 、 數(shù)字量輸入通道和數(shù)字量輸出通道 ， 其組成如圖 535所示 。目前普遍采用的是共用運算放大器和 A/D轉(zhuǎn)換器的結(jié)構(gòu)形式 ， 其組成方框圖如圖 532所示 。 接口電 第 5章工業(yè)控制計算機及其接口技術(shù) 機電一體化系統(tǒng)設(shè)計 19 （ 1）解決主機 CPU和外圍設(shè)備之間的時序配合和 （ 2） 解決 CPU和外圍設(shè)備之間的數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換和匹配問題 。 （ 8） 兩個 16位定時 /計數(shù)器 ， 1個全雙工串行通信口 。 （ 4） 12MHz工作頻率時機器周期為 1μs， 所有指令的執(zhí)行為 1~4個機器周期 。 第 5章工業(yè)控制計算機及其接口技術(shù) 機電一體化系統(tǒng)設(shè)計 15 MCS51 該系列包括有 803 805 875 205 89C51等多種機型 。 2）可靠性高。 （ 4） 采用電子軟盤取代普通的軟磁盤 ， 使之能適于在惡劣的工業(yè)環(huán)境下工作 。 PC/AT總線的 IBM兼容計算機由于價格低廉 、 使用靈活 、 軟件資源非常豐富 ， 因而用戶眾多 ， 在國內(nèi)更是主要流行機種之一 。 3）便于調(diào)試和維修 。 4. 功能完善。 輸入信號是由按鈕開關(guān) 、 限位開關(guān) 、 繼電器觸點等提供的各種開關(guān)信號 ， 通過接口進(jìn)入 PLC， 經(jīng) PLC處理后產(chǎn)生控制信號 ， 通過輸出接口送給線圈 、 繼電器 、 指示燈 、電動機等輸出裝置 。 第 5章工業(yè)控制計算機及其接口技術(shù) 機電一體化系統(tǒng)設(shè)計 3 第 5章工業(yè)控制計算機及其接口技術(shù) 機電一體化系統(tǒng)設(shè)計 4 二 . 工業(yè)控制計算機系統(tǒng)的基本要求 第 5章工業(yè)控制計算機及其接口技術(shù) 機電一體化系統(tǒng)設(shè)計 5 三 . 工業(yè)控制計算機的分類及其應(yīng)用特點 1. 可編程序控制器 可編程控制器 (PC， Programmable Controller)是一種以微處理器為基礎(chǔ)的通用型自動控制裝置 ， 專為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計 。 工業(yè)控制計算機系統(tǒng)的軟件包括適應(yīng)工業(yè)控制的實時系統(tǒng)軟件 、 通用軟件和工業(yè)控制軟件等 。 第 5章工業(yè)控制計算機及其接口技術(shù) 機電一體化系統(tǒng)設(shè)計 6 三 . 工業(yè)控制計算機的分類及其應(yīng)用特點 1. 可編程序控制器 圖 511是 PLC應(yīng)用于邏輯控制的簡單事例 。 3. 編程簡單，使用方便。 2）提高系統(tǒng)可靠性。 早期產(chǎn)品是基于一塊大底板結(jié)構(gòu) ， 加上幾個 I/O擴充槽 。 （ 3） 加上帶過濾器的強力通風(fēng)系統(tǒng) ， 加強散熱 ， 增加系統(tǒng)抵抗粉塵的能力 。 1）受集成度的限制，片內(nèi)存儲器容量較小。 5）一般單片機內(nèi)無監(jiān)控程序或系統(tǒng)通用管理程序。 （ 3） 5V電源 ， 40引腳雙列直插式封裝 。 （ 7） 21個專用寄存器 ， 有位尋址功能 。 它在主機和外圍設(shè)備之間的信息交換中起著橋梁和紐帶作用 。 依據(jù)被控參量和控制要求的不同 ， 模擬量輸入通道的結(jié)構(gòu)形式不完全相同 。 所以在微機和生產(chǎn)過程之間 ， 必須設(shè)置信息的傳遞和變換的連接通道 。 （ 1） 一個通道設(shè)置一個 A/D轉(zhuǎn)換器的形式 。 分辨率為 8位表示它可以對滿量程的 1/28＝ 1/256的增量作出反應(yīng) 。 4） . 轉(zhuǎn)換時間是指從啟動 A/D到轉(zhuǎn)換結(jié)束所需的時間 。 第 5章工業(yè)控制計算機及其接口技術(shù) 機電一體化系統(tǒng)設(shè)計 28 圖 550 ADC0808/0809的原理框圖 第 5章工業(yè)控制計算機及其接口技術(shù) 機電一體化系統(tǒng)設(shè)計 29 2） . ADC0808/0809 ADC0808/0809的管腳排列如圖 551所示，其主要管腳的功能如下： IN0～ IN7——8個模擬量輸入端 。 此信號可作為 A/D轉(zhuǎn)換是否結(jié)束的檢測信號或中斷申請信號 。 ALE——地址鎖存允許 ， 高電平有效 。 第 5章工業(yè)控制計算機及其接口技術(shù) 機電一體化系統(tǒng)設(shè)計 31 D7～ D0——數(shù)字量輸出端 。 第 5章工業(yè)控制計算機及其接口技術(shù) 機電一體化系統(tǒng)設(shè)計 32 圖 551 ADC0808/0809管腳排列圖 第 5章工業(yè)控制計算機及其接口技術(shù) 機電一體化系統(tǒng)設(shè)計 33 5. 12位 A/D轉(zhuǎn)換器 AD574 AD574是一個完整的 12位逐次逼近式帶三態(tài)緩沖器的 A/D轉(zhuǎn)換器 ， 它可以直接與 8位或 16位微型機總線進(jìn)行接口 。 第 5章工業(yè)控制計算機及其接口技術(shù) 機電一體化系統(tǒng)設(shè)計 35 圖 552 AD574原理框圖 第 5章工業(yè)控制計算機及其接口技術(shù) 機電一體化系統(tǒng)設(shè)計 36 2)． AD574 AD574各個型號都采用 28引腳雙列直插式封裝 ，引腳圖如圖 553所示 。 UEE——負(fù)電源 15V（ ～ ） 。 CS——片選擇信號 ， 低電平有效 。 第 5章工業(yè)控制計算機及其接口技術(shù) 機電一體化系統(tǒng)設(shè)計 40 CE＝ CS＝ 0、 R/C＝ 0、 A0＝ 0時 ， 啟動 12位轉(zhuǎn)換 CE＝ CS＝ 0、 R/C＝ 0、 A0 ＝ 1時 ， 啟動 8位轉(zhuǎn)換 CE＝ CS＝ 0、 R/C＝ A0 ＝ 0時 ， 讀取轉(zhuǎn)換后的高 8位數(shù) CE＝ CS＝ 0、 R/C＝ A0 ＝ 1時 ， 讀取轉(zhuǎn)換后的低 4位數(shù)據(jù) （ 低 4位 +0000） 。 第 5章工業(yè)控制計算機及其接口技術(shù) 機電一體化系統(tǒng)設(shè)計 41 STS——轉(zhuǎn)換狀態(tài)信號 。 5V。 REFIN——參考電壓輸入 。 單極性輸入電路和雙極性輸入電路分別如圖 55 圖 555所示 。 第 5章工業(yè)控制計算機及其接口技術(shù) 機電一體化系統(tǒng)設(shè)計 46 2） . A/D轉(zhuǎn)換器的數(shù)據(jù)輸出有兩種方式 。 轉(zhuǎn)換結(jié)束信號也有兩種：電平信號和脈沖信號 。 （ 3） 固定的延遲程序方式 。 通過多路模擬開關(guān)選擇通路 。 對于一個 N位的 D/A轉(zhuǎn)換器 , （ 57 ） 分辨率通常用數(shù)字量的位數(shù)來表示 ， 如 8位 、 10位 、 12位 、 16位等 。 穩(wěn)定時間是指 D/A轉(zhuǎn)換器中代碼有滿刻度值的變化時 ， 其輸出達(dá)到穩(wěn)定 （ 一般指穩(wěn)定到與177。 也有一些高壓輸出型 ， 輸出電平為 24～ 30V。 其他類型編碼可在 D/A轉(zhuǎn)換前用 CPU進(jìn)行代碼轉(zhuǎn)換變成二進(jìn)制編碼 。 3. 8位 D/A轉(zhuǎn)換器 DAC0832 DAC0832是雙列直插式 8位 D/A轉(zhuǎn)換器 ,能完成從數(shù)字量輸入到模擬量 （ 以電流形式 ） 輸出的轉(zhuǎn)換 。 因為有兩級鎖存器 ， 所以 DAC0832可以工作在雙緩沖器方式下 ， 即在輸出模擬信號的同時 ， 可以采集下一個數(shù)據(jù) 。 ILE——允許鎖存信號 。 DI7～ DI0——8位數(shù)據(jù)輸入端 ， DI7為最高位 。 UREF——參考電壓輸入端 ， 此端可接一個正電壓 ，也可接負(fù)電壓 ， 范圍為 +10～ 10V。 DGND——數(shù)字量地 。 第 5章工業(yè)控制計算機及其接口技術(shù) 機電一體化系統(tǒng)設(shè)計 61 （ 2） 單緩沖方式 。 主要在以下兩種情況下需要用雙緩沖方式的 D/A 其一 ， 需在程序的控制下 ， 先把轉(zhuǎn)換的數(shù)據(jù)傳入輸入寄存器 ， 然后在某個時刻再啟動 D/A轉(zhuǎn)換 。 這樣 ， 可先執(zhí)行一條 OUT指令 ， 選中 CS端口 ， 把數(shù)據(jù)寫入輸入寄存器；再執(zhí)行第二條 OUT指令 ， 選中 XFER端口 ， 把輸入寄存器內(nèi)容寫入DAC寄存器 ， 實現(xiàn) D/A轉(zhuǎn)換 。 再執(zhí)行第二條 OUT指令 ，選中 XFER端口 ， 把輸入寄存器的內(nèi)容寫入 DAC寄存器 ，并啟動轉(zhuǎn)換 。 D/A芯片輸出電流 i經(jīng)輸出電路轉(zhuǎn)換成單極性的電壓輸出 。圖 546就是 DAC082雙極性輸出電路實例 。 具體電路可參閱圖 538。否則，如果使用同一電源（或共地的兩個電源），外部干擾信號可能通過電源串到系統(tǒng)中來，如圖 542所示，這樣就失去了隔離的意義。 圖 543是控制計算機控制單向晶閘管實現(xiàn) 220V交流開關(guān)的例子。 圖 543為雙向晶閘管與控制計算機的接口電路。它是用晶體管或晶閘管代替常規(guī)繼電器的觸點開關(guān)，而在前級中與光電隔離器融為一體。以下是幾種典型的固態(tài)繼電器原理電路圖。其原理圖如 553所示。 第 5章工業(yè)控制計算機及其接口技術(shù) 機電一體化系統(tǒng)設(shè)計 100 一. PLC的組成及工作原理 3． PLC的工作過程 第 5章工業(yè)控制計算機及其接口技術(shù) 機電一體化系統(tǒng)設(shè)計 101 二 、 PLC控制系統(tǒng)設(shè)計 1． PLC控制系統(tǒng)設(shè)計步驟 1)首先要分析控制任務(wù)，了解被控對象的工藝過程，畫出工藝流程。 5)根據(jù)工藝流程、結(jié)合輸入輸出編號對照表，畫出 PLC控制的梯形圖。 9)進(jìn)行 PLC控制系統(tǒng)硬件的安裝連線，設(shè)計 PLC外圍電路，將外圍控制裝置與 PLC輸入輸出端連接起來。 PLC的選用主要包括 PLC容量估算、PLC功能選擇和 I／ O模塊選擇。 3 若 12位 A/D轉(zhuǎn)換器的參考電壓是 177。