第4讲开关量移动网络信号输入输出.pdf

智能仪器原理与设计第4章开关量信号的输入输出 第四章 开关信号的输入/输出 1．开关和开关量信号的区别？ 开关是一种有二个可选择的、有固定位置的装 置，主要用于向单片机输入电平信号。开关量信号就 是通过拨动开关的位置，使单片机得到的一个固定不 变的电平信号。在智能仪器中用于向单片机输入控制命 令或数据，开关信号可以通过机械式开关、电子式开 关、温度开关等方式产生。 2 ．开关量信号的特点是什么？ 只有开和关、通和断、高电平和低电平两种状态的 信号叫开关量信号，在智能仪器的电子电路中，通常 用二进制数0和1来表示。 1 智能仪器原理与设计第4章 开关量信号的输入输出 3 ．开关量信号的作用？ 开关量输入、输出部分是智能仪器与外部设备的联系部 件，智能仪器通过接受来自外部设备的开关量输入号和向外部 设备发送开关量信号，实现对外部设备状态的检测、识别和对 外部执行元器件的驱动和控制。 4 ．常见电子开关都有哪些？ 常见电子开关有：扳键开关、BCD码拔盘开关、磁性开关、 光敏器件开关（光电开关、光纤开关等）、温度超限开关。 5. 电子开关的缺点是什么？如何解决该缺点？ 由于外部装置输入的开关量信号的形式一般是电压、电流 和开关的触点，这些信号经常会产生瞬时高压、过电流或接触 抖动等现象。因此为使信号安全可靠，在输入到单片机之前必 须接入信号输人电气接口电路，对外部的输入信号进行滤波、 电平转换和隔离保护等。 2 智能仪器原理与设计第4章 开关量信号的输入输出 外界的开关量信号在一般情况下可直接连入 以单片机为核心的智能仪器中。但当外界的开关量 信号的电平幅度与单片机I ／O端口的信号电平不 相符时 （由于这些电平信号功率有限，加上外界还 存在各种干扰和影响），应在电平转换后(采用各 种缓冲、放大、隔离和驱动电路等措施），再输入 到单片机的I ／O端口上。 3 智能仪器原理与设计第4章 开关量信号的输入输出 4.1开关量信号的输入 开关量信号和单片机的电气接口有TTL 电平、CMOS 电平、非标准电平、开关或继电器的触点等，请说明 TTL 电平和CMOS 电平的特征？ 4 智能仪器原理与设计第4章 开关量信号的输入输出 TTL 电平（晶体管- 晶体管逻辑电平）,通常数据表示采用二 进制规定，+5V等价于逻辑“1”，0V等价于逻辑“0”，这是 计算机处理器控制的设备内部各部分之间通信的标准技术。 TTL输出高电平2.4V，输出低电平0.4V 。TTL 电路的速度 快，传输延迟时间短(5-10ns)，但是功耗大。 CMOS 电平：CMOS 电平+12V等价于逻辑“1”，0V等价于逻 辑“0”， COMS 电路速度慢，传输延迟时间长(25-50ns),但功 耗低。 5V的电平不能触发CMOS 电路，12V的电平会损坏TTL 电 路，因此不能互相兼容匹配。 5 智能仪器原理与设计第4章 开关量信号的输入输出 74系列芯片的特征，类别功能和区别 在外设接口电路中，经常需要对传输过程中的信息进行 放大、隔离以及锁存，能实现上述功能的接口芯片最简单的 就是缓冲器、数据收发器和锁存器。 74系列器件是一种中小规模TTL集成电路芯片，这是一种 低成本、工业和民用产品。 （1）74 X