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ＳＣｍＮＣＥ＆ＴＥＣ删０ＬＯＧＹⅨＦＯＲＭＡＴＩｏＮ
２００８年第３期
基于８０３１的通用控制器输入输出电路设计
张宏张德泉
（兰州石化职业技术学院电子电气工程系
甘肃兰州７３００６０）
【摘
要】该通用控制器由单片机８０３１、接口芯片８２７９、８１５５、ＡＤｃ０８０９、ＤＡｃ０８３２等构成。在输入／输出电路中，配以高性能模拟量放大电
路ＡＤ６２３、ｖ／Ｉ转换电路ＡＤ６９４及数字量驱动、隔离电路。较之采用多级放大器、隔离变压器等电路，控制器的工作更加稳定、可靠，使用更加灵活、方便。
【关键词】通用控制器输入输出（Ｉ／ｏ）电路设计
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１．引言
在以ＭＣＳ一５１系列单片机８０３１为基础的通用控制器中．单片机与外部设备的连接通常采用标准Ｉ，０芯片以及标准统一的信号。在实际被控对象中，被测物理量（或操纵变量）的信号标准往往是多种多样的。在对模拟量处理时，需要在输入（或输出）电路中适当配置放大、隔离和转换电路。当数字量输入信号与Ｉ／ｏ芯片的要求不相符时．需要进行电平变换；当被控开关设备功率较大时。需要在输出电路中设置功率放大电路，使之能够有效地驱动这些设备。为了提高Ｉ，ｏ电路工作的稳定性和可靠性，必须改变电路的传统设计思路，采用新型高性能电路器件。四
２．概述
２．１通用控制器的组成通用控制器硬件主要由单片机８０３１及其最小系统、键盘，显示接口８２７９及键盘／显示器单元、接口芯片８１５５、Ａ巾转换器ＡＤＣ０８０９、Ｄ，Ａ转换器ＤＡＣ０８３２、晶振电路、复位电路、模拟量Ｉ，ｏ电路和数字量Ｉ，０电路等组成．其结构原理如图ｌ所示。ｌｑ
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图１
通用控制器原理框图
图中：
８０３ｌ——单片机，是控制器的核心，用来进行数据处理、控制运算
以及对各功能部件的协调和控制。
２７６４——片外只读存储器（ＥＰＲＯＭ），容量为８ＫＢ，用来存放监控
程序和应用程序等．地址范围为００００Ｈ一１ＦＦＦＨ。
６２６４一片外随机存储器（ＲＡＭ），容量为８ＫＢ，用来存储现场采
集的原始数据和运算结果等．地址范围为２０００Ｈ一３ＦＦＦＨ。
８２７卜可编程通用键盘／显示控制器，用来接收键盘的输入数
据并进行预处理、数据显示管理和ＬＥＤ显示器控制，端口地址为
６８００Ｈ。
８１５５——可编程ＲＡＭ，１０并行接口．与数字量输入，输出电路连接，用来扩展单片机的Ｉ／０接口，指令口地址为７８００Ｈ。显示器——采用８位７段共阴极ＬＥＤ显示器．用来显示通道号
和数据等信息。
键盘——采用４×４小键盘，其中１０个为数字键，其余为自定义功
２１０
能键。
ＡＤＣ０８０９＿８路８位逐次逼近型加转换器．端口地址为
７０００Ｈ。
ＤＡＣ０８３２——ｌ路８位Ｄ，Ａ转换器，端口地址为６０００Ｈ。
２．２主要技术性能
２．２．１模拟量输入：８路。
其中，６路为０～５Ｖ．ＤＣ输入，ｌ路为０～５ｍｖ．ＤＣ输入，ｌ路为４—
２０ｍＡ．ＤＣ输入。
２．２．２模拟量输出：ｌ路４—２０ｍＡ．ＤＣ，转换精度不低于１％。２．２．３数字量输入：８路。低电平：ＯＶ：高电平：２４Ｖ。２．２．４数字量输出：８路。
其中，４路为２４Ｖ／ｏ．５Ａ．ＤＣ集电极开路输出；４路为２２０Ｖ，ｌＡ．ＡＣ继电器接点输出。
３．模拟量输入／输出单元
３．１模拟量输入电路
模拟量输入电路主要由加转换器
ＡＤＣ０８０９、仪用放大器ＡＤ６２３等组成，如图２所示。
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图２模拟量输入电路图
８路模拟量经过ＡＤＣ０８０９转换后送８０３１进行处理。其中６路Ｏ一５Ｖ．ＤＣ信号直接送入ＡＤＣ０８０９：１路叽５ｍＶ．ＤＣ信号经过ＡＤ６２３进行１０００倍电压放大后送入ＡＤＣ０８０９：１路４．２０ｍＡ．ＤＣ电流信号先经过２５０ｎ电阻转换为１—５Ｖ．ＤＣ．然后送人ＡＤ６２３进行电压放大．同时将零点由１Ｖ迁移至０Ｖ，输出肌５Ｖ．ＤＣ信号送入ＡＤＣ０８０９处理。四３．２模拟量输出电路模拟量输出电路主要由Ｄ／Ａ转换器ＤＡＣ０８３２、变送器ＡＤ６９４等组成．如图３所示。
来自８０３１的数字量经过ＤＡＣ０８３２转换后．变成模拟电流信号，经运算放大器Ｕ７４ｌ放大．送ＡＤ６９４进行电压，电流转换，输出４—
２响Ａ．ＤＣ信号去控制被控对象。
３．３电路特点
（１）采用美国模拟器件公司高增益仪用放大器
ＡＤ６２３，实现对低电平信号（０—５ｍＶ．ＤＣ和４～２０ｒｒＡ．ＤＣ）的放大与变换．克服了多级放大电路中分立元件多。故障率高的弊端，增强了模拟量输入电路的可靠性和通用性。
（２）采用美国模拟器件公司高性能变送器ＡＤ６９４，（下转第１９３页）
万方数据
科技信息。高校讲坛ｏｓｃｍＮｃ置＆ＴＥｃＨＮＯＬＯＧＹ矾Ｆ０蹦ＡＴＩｏＮ２００８年第３期
１）．基站解调时要求载干比超过一定的门限。载干比的计算公式可以表达为：
伽２可而若韧两孵忪舟”
其中：Ｎ是系统中正在通话的用户数；’，是话音激活系数＝ｏ．６７；Ｆ是频率复用系数：ｏ．６；巴是一个手机发射的信号在基站的天线处接收到功率值；Ⅳ＾。是基站整个系统的噪声系数；Ⅳｏ是热噪声功率谱密度；Ｗ是３．８４ＭＨｚ的信号带宽
增加塔放的结果使得‰更小了，也就是使得热噪功率（Ⅳｏ?形?Ⅳ，朋）变得更小了。载干比的下限值为：
ｃ脓。＝（解条芯片要求的最低争）／（扩频增益）（公式一２）
＝４／３１４＝ｏ．０１２７＝一１９ｄ出一是常数
当系统的反向容量达到极限时，可以认为手机的发射功率Ｐｍ趋于无穷大，载干比才能达到解调门限。这时（公式一１）的右边趋于删肛写奉２布一女一常数（公式一３１
由（公式一３）可以求出反向容量
Ｎ＝（南＋１）×Ｆ＝（面ｉ亓拓＋１）×ｏ．６二７ｌ
所以系统的容量只与：‘解调芯片要求的最低鲁’（＿６ｄＢ：４）、‘扩
』Ｖ，
频增益’（＿３１４）、‘话音激活系数１’、‘频率复用系数Ｆ’这些因素有关。而与‘热噪功率（％?彤－Ⅳ。）’无关。塔放能够改善系统的噪声系数，提高基站灵敏度。从理论上说，它不能改善ｗＣＤＭＡ系统的理想极限容量Ⅳ眦。
２）．但是在实际中，由于手机的发射功率有限，并且有些时候考虑容量，需要涉及要求覆盖的一定的范围，也就是说要求满足一定的路损。在这种情况下，能够被反向解调的用户数量Ｎ就与‘热噪功率（Ⅳｎ?形‘Ｋ。）有关。如果从这个角度来看，那么能够被解调的用户容量的确增加了；因为总有ＮｄＶｏ。而Ｎ似＝ｘ就是负载因子，也可以理解为在一定的路损容限的情况下，能够提供的负载因子增加了。
如果要定量分析，我们可以将天线口以下的部分作为一个整体系统考察。并且将从手机发射，到进入系统的损耗定义为１撕ｒ（ｒ），那么珞（ｒ）＝尸如，一尸≯ｌＯｌｇ（１一ｘ）
其中ｋ是系统整体灵敏度；Ｐｍ是手机发射功率；ｘ是负载因子
在一定的空中路损容限下，假设不装塔放的负载因子极限为ｘ１．增加塔放之后负载因子极限为ｘ２，会变大。有关系：ｌｏｌｌｏｇ（罢）＝
ｌ—并Ｚ（灵敏度改善值）＝△则：】【２＝卫旦等掣，
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从这个式子可以直观地看出：在一定的路损容限下．负载因子ｘ与系统整体灵敏度有相关性。系统容量的变化与灵敏度变化及当时接人的用户数有函数关系。市区或用户量大的区域是一个自干扰系统即干扰受限。而在干扰受限系统中主要干扰来自于其他用户。在系统中其他用户的干扰远高过热噪声，容羹主要取决于载干比。而塔放不能提高载干比，在干扰受限系统中，加入塔放后，对容量的改善微小（具体定量数值要根据仿真来得到），可以忽略不计。
４．结束语
塔放主要是改善覆盖问题，它主要应用在小容量大覆盖的地区和基站馈线损耗较大、基站接收机噪声系数较大情况下：即一般城区和农村地区。对于密集城区，主要是扩大基站的容量；由于塔放对基站上行容量有一定的影响，故在密集城区，不使用塔放。ｌ寥
１－
【参考文献】
［１］陈邦嫒．射频通信电路ｆＭｌ．北京：科学出版社，２００２．
［２】朱文勃，塔顶放大器在ＣＤＭＡ网络无线覆盏中的应用．无限通信．２０∞．
［责任编辑：田瑞鑫】
（上接第２１０页）以实现电压，电流转换，使模拟量输出电路更稳定、更可靠。ＡＤｆ讲的输入信号为肌ｌＯＶ、输出信号为４—２０Ⅱ认、参考电压为１０Ｖ、电源电压为１２．５Ｖ。将引脚ＦＢ（ｐｉｎｌ）与一ＳＩＧ（ｐｉｎ２）相连接，使放大器成为电压跟随器来驱动Ｖｎ转换器。开，关引脚（ｐｉｎ９）与接地脚（ｐｉＩｌ５）相连以产生４ｍＡ的偏移电流。引脚＋ＳＩＧ（Ｐｉｎ３）接输入信号，引脚Ｉｏｕｔ（Ｐｉｎｌｌ）接输出信号田。
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图３模拟量输出电路图
４．数字量输入／输出单元
４．１数字量输入，输出电路数字量输入，输出电路主要由并行接口８１５５，光电耦合器Ｔ脯２４，反相放大器ＵＬＮ２８０３、继电器隔离电路等组成，ＤＩ、Ｄｏ信号连接方法如图４所示。
４．２电路特点
（１）采用８１５５进行８路数字量输入，输出扩展。
（２）８路低电平ｏｖ，高电平２４ｖ的数字输入信号经光电耦合器７几Ｐ６２４隔离、转换，变为０￣５Ｖ的数字信号，送至８１５５端口Ａ，提高了电路的抗干扰能力。
（３）８路数字量输出信号经ＵＬＮ２８０３放大后，４路集电极开路输出，４路继电器输出，使控制器能适应多种控制对象。
图４数宇量输入／输出单元电路圈（局部）
翻０＇
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５．结束语
由单片机８０３ｌ、接口芯片８２７９、８１５５、ＡＤＣ０８０９、ＤＡＣ０８３２等所构成的通用控制器，配以高性能模拟量放大电路ＡＤ６２３、转换电路ＡＤ６９４及数字量驱动、隔离电路，不仅能够满足信号处理的需要．而且提高了整个控制器的稳定性、可靠性和通用性，可广泛应用于数据采集和控制领域。作者曾将ＡＤ６２３、ＡＤ６９４成功运用于工业色谱仪中。效果良好。ｅ
【参考文献】
［１］凌志浩主编．智能仪表原理与设计技术ｆＭｌ．华东理工大学出版社．２００３．
［２】孙德辉等编著．微型计算机控制系统『Ｍ１．冶金工业出版社．２００２．
［３］《Ａ豫崦脚ｉｃｅ５ＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃＤａ￡ｅｂ００ｋ＞阱，Ｖ啪ｉ册Ｂ．１ＡＮＡＩＤＧＤＥｖＩＣＥｓＣｏｒｐ，２００３
［４］蔡朝洋编著．单片机控制实习与专题制做ｆＭｌ．北京航空航天大学出版社．烈Ｘ碡．
作者简介：张宏，１９６卜，男，汉族，甘肃甘谷人，教师．讲师，本科，硕士生。主要研究方向为单片机应甩元器件检潮。
张德采，１９砷一，男，汉族，甘肃天水市人，自动控制进行研究室主任，副教授．本科，主要研览方向为单片机应用茂仪表自动化。
［责任编辑：翟成梁】
１９３
万方数据
基于8031的通用控制器输入输出电路设计
作者：张宏， 张德泉， Zhang Hong， Zhang De-quan
作者单位：兰州石化职业技术学院电子电气工程系,甘肃,兰州,730060
刊名：
科技信息（科学·教研）
英文刊名：SCIENCE & TECHNOLOGY INFORMATION
年，卷(期)：2008，(3)
引用次数：0次
参考文献(4条)
1.凌志浩智能仪表原理与设计技术 2003
2.孙德辉微型计算机控制系统 2002
3.《Analong Devices Electronic Datebook》Version B,1 2003
4.蔡朝洋单片机控制实习与专题制做 2006
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本文链接：https://www.doczj.com/doc/814402373.html,/Periodical_kjxx200803173.aspx
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在Java程序中截获控制台输出 在Java开发中，控制台输出仍是一个重要的工具，但默认的控制台输出有着各种各样的局限。本文介绍如何用Java管道流截取控制台输出，分析管道流应用中应该注意的问题，提供了截取Java程序和非Java程序控制台输出的实例。 即使在图形用户界面占统治地位的今天，控制台输出仍旧在Java程序中占有重要地位。控制台不仅是Java程序默认的堆栈跟踪和错误信息输出窗口，而且还是一种实用的调试工具（特别是对习惯于使用println()的人来说）。然而，控制台窗口有着许多局限。例如在Windows 9x平台上，DOS控制台只能容纳50行输出。如果Java程序一次性向控制台输出大量内容，要查看这些内容就很困难了。 对于使用javaw这个启动程序的开发者来说，控制台窗口尤其宝贵。因为用javaw启动java程序时，根本不会有控制台窗口出现。如果程序遇到了问题并抛出异常，根本无法查看Java运行时环境写入到System.out或System.err的调用堆栈跟踪信息。为了捕获堆栈信息，一些人采取了用try/catch()块封装main()的方式，但这种方式不一定总是有效，在Java运行时的某些时刻，一些描述性错误信息会在抛出异常之前被写入System.out和S ystem.err；除非能够监测这两个控制台流，否则这些信息就无法看到。 因此，有些时候检查Java运行时环境（或第三方程序）写入到控制台流的数据并采取合适的操作是十分必要的。本文讨论的主题之一就是创建这样一个输入流，从这个输入流中可以读入以前写入Java控制台流（或任何其他程序的输出流）的数据。我们可以想象写入到输出流的数据立即以输入的形式“回流”到了Java程序。 本文的目标是设计一个基于Swing的文本窗口显示控制台输出。在此期间，我们还将讨论一些和Java 管道流（PipedInputStream和PipedOutputStream）有关的重要注意事项。图一显示了用来截取和显示控制台文本输出的Java程序，用户界面的核心是一个JTextArea。最后，我们还要创建一个能够捕获和显示其他程序（可以是非Java的程序）控制台输出的简单程序。 一、Java管道流 要在文本框中显示控制台输出，我们必须用某种方法“截取”控制台流。换句话说，我们要有一种高效地读取写入到System.out和S ystem.err 所有内容的方法。如果你熟悉Java的管道流PipedInputStream和PipedOutputS tream，就会相信我们已经拥有最有效的工具。 写入到PipedOutputStream输出流的数据可以从对应的PipedInputS tream输入流读取。Java的管道流极大地方便了我们截取控制台输出。Listing 1显示了一种非常简单的截取控制台输出方案。 【Listing 1：用管道流截取控制台输出】 PipedInputS tream pipedIS = new PipedInputStream(); PipedOutputS tream pipedOS = new PipedOutputStream(); try { pipedOS.connect(pipedIS); } catch(IOException e) { System.err.println("连接失败");
《计算机控制技术》习题解答 第一章 什么是计算机控制系统计算机控制系统由哪几部分组成 答：计算机控制系统就是利用计算机（通常称为工业控制计算机，简称工业控制机）来实现生产过程自动控制的系统。 计算机控制系统的组成：计算机控制系统由计算机（工业控制机）和生产过程两大部分组成。 、微型计算机控制系统的特点是什么 微机控制系统与常规的自动控制系统相比，具有如下特点： a.控制规律灵活多样，改动方便 b.控制精度高，抑制扰动能力强，能实现最优控制 c.能够实现数据统计和工况显示，控制效率高 d.控制与管理一体化，进一步提高自动化程度 计算机控制系统结构有哪些分类指出这些分类的结构特点和主要应用场合。
答： （1）操作指导控制系统 优点：结构简单，控制灵活，安全。 缺点：由人工操作，速度受到限制，不能控制多个对象。（2）直接数字控制系统（DDS） 优点：实时性好，可靠性高，适应性强。 （3）监督控制系统（SCC） 优点：生产过程始终处于最优工况。 （4）分散控制系统（DCS） 优点：分散控制、集中操作、分级管理、分而自治和综合协调。（5）现场总线控制系统（FCS） 优点：与DCS相比，降低了成本，提高了可靠性。国际标准统一后，可实现真正的开放式互联系统结构。 .计算机控制系统的控制过程是怎样的 计算机控制系统的控制过程可归纳为以下三个步骤： (1)实时数据采集：对被控量的瞬时值进行检测，并输入给计算机。
(2)实时决策：对采集到的表征被控参数的状态量进行分析，并按已定的控制规律，决定下一步的控制过程。 (3)实时控制：根据决策，适时地对执行机构发出控制信号，完成控制任务。 .实时、在线方式和离线方式的含义是什么 答：所谓实时，是指信号的输入、计算和输出都要在一定的时间范围内完成，亦即计算机对输入信息，以足够快的速度进行控制，超出了这个时间，就失去了控制的时机，控制也就失去了意义。 在计算机控制系统中，生产过程和计算机直接连接，并受计算机控制的方式称为在线方式或联机方式；生产过程不和计算机相连，且不受计算机控制，而是靠人进行联系并做相应操作的方式称为离线方式或脱机方式。 操作指导、DDC和SCC系统的工作原理如何它们之间有何区别和联系 (1)操作指导控制系统：在操作指导控制系统中，计算机的输出不直接作用于生产对象，属于开环控制结构。计算机根据数学模型、控制算法对检测到的生产过程参数进行处理，计算出各控制量应有的较合适或最优的数值，供操作员参考，这时计算机就起到了操作指导的作用。其原理框图如图所示。
java控制台输入 (2009-12-08 11:13:28) 转载 分类：IT 标签： 杂谈 0引言 从控制台中读取数据是一个比较常用的功能，在JDK 5.0 以前的版本中的实现是比较复杂的，需要手工处理系统的输入流。有意思的是，从JDK 5.0 版本开始，能从控制台中输入数据的方法每增加一个版本号，就有一种新增的方法，这也增加了选择的种类，可以依据不同的要求来进行选择。下面来看一下，各个版本中如何从控制台中读取数据以及各自的优缺点。 1JDK 1.4 及以下版本读取的方法 JDK 1.4 及以下的版本中要想从控制台中输入数据只有一种办法，即使用System.in获得系统的输入流，再桥接至字符流从字符流中读入数据。示例代码如下： import java.io.IOException; import java.io.InputStreamReader; public class Test1 { public static void main(String[] args) { String str = readString("请输入字符串："); System.out.println("readString 方法的输入：" + str); } private static String readString(String prompt) { BufferedReader br = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in)); String str = null; try {
System.out.print(prompt); str = br.readLine(); } catch (IOException e) { e.printStackTrace(); } return str; } } 从上面的代码段来看，这种控制台输入的方法非常地麻烦，为了能读取整行的数据，采用了BufferedReader类来进行处理，而且在读取的过程中还需要捕获IOException。不过这是JDK 1.4 及以下版本中从控制台读取数据唯一的办法。还有一种非控制台读入数据的办法，就是采用Swing 中的JOptionPane，会弹出一个非常漂亮的输入对话框让使用者输入数据，但这是一种比较另类的做法，不推荐使用。 import javax.swing.JOptionPane; public class Test2 { public static void main(String[] args) { String str = readStringFromDialog("请输入字符串："); System.out.println("readStringFromDialog 方法的输入：" + str); } private static String readStringFromDialog(String prompt) { return JOptionPane.showInputDialog(prompt); } } 上面的两种方法都有个共同的缺点——只能读取字符串，若需要读取其他类型的数据需要手工进行转换。
CH06 输入输出控制 习题与思考题 1．CPU与外设之间的数据传输控制方式有哪几种？何谓程序控制方式？它有哪两种基本方式？请分别用流程图的形式描述其处理过程。 解答：CPU与外设之间的数据传输控制方式有三种：程序控制方式、中断方式、DMA方式。程序控制方式：程序方式就是指用程序来控制进行输入输出数据传输的方式。 程序控制方式的两种基本方式：无条件程序控制方式，条件程序控制方式； 流程图： 2．采用用查询方式将数据区DATA开始的100个字节数据在FCH端口输出，设状态端口地址为FFH，状态字的D0位为1时表示外设处于“忙”状态。试编写查询程序。 解答： DA TA SEGMENT BUFF DB 100 DUP(?) DA TA ENDS CODE SEGMENT ASSUME CS：CODE，DS：DATA START：MOV AX，DATA MOV DS，AX MOV BX，OFFSET BUFF；送缓冲区指针 MOV CX，100；送计数初值 WAIT1：IN AL，0FFH；查询状态，若为1，则等待 TEST AL，01H JNZ WAIT1 MOV AL, [BX] OUT 0FCH, AL ；输出一个数据 INC BX LOOP WAIT1
MOV AH，4CH INT 21H CODE ENDS END START 3．何谓中断优先级，它对于实时控制有什么意义？有哪几种控制中断优先级的方式？ 解答：当系统中有多台设备(即多个中断源)同时提出中断请求时，就有先响应谁的问题，也就是如何确定优先级的问题。一般来讲，CPU总是先响应具有较高优先级的设备。解决优先级问题的方法一般有三种：软件查询法、简单硬件方式和专用硬件方式。 4．什么叫DMA传送方式? 其主要步骤是什么？试比较DMA传输、查询式传输及中断方式传输之间的优缺点和适用场合? 解答：在DMA方式下，外部设备利用专门的接口电路直接和存储器进行高速数据传送，而不需经过CPU，数据传输的速度基本上取决于外设和存储器的速度，传输效率大大提高。DMA主要步骤： 一般来说，完成一次DMA传输的主要步骤为： (1)当外设准备就绪时，它向DMA控制器发DMA请求，DMA控制器接到此信号后，经过优先级排队(如需要的话)，向CPU发DMA请求(送至CPU的HOLD引脚)。 (2)CPU在完成当前总线周期后会立即对DMA请求做出响应。CPU的响应包括两个方面：一方面将控制总线、数据总线和地址总线置高阻，另一方面将有效的HLDA信号加到DMA控制器上，以此来通知DMA控制器，CPU已经放弃了对总线的控制权。 (3)DMA控制器收到HLDA信号后，即取得了总线控制权。这时，它往地址总线上发送地址信号(指出本次数据传输的位置)，同时，发出相应的读/写信号(决定是进行输入还是输出操作)。 (4)每传送一个字节，DMA控制器会自动修改地址寄存器的内容，以指向下一个要传送的字节。同时，修改字节计数器的内容，判别本次传输是否结束。 (5)当字节计数器的值达到计数终点时，DMA过程结束。DMA控制器通过使HOLD 信号失效，撤消对CPU的DMA请求。CPU收到此信号，一方面使HLDA无效，另一方面又重新开始控制总线，实现正常的运行。 程序方式的特点：使用方便，系统开销不大，但速度较慢。适用于设备不多且实时响应要求不高的小系统。 中断方式：CPU与外设之间可以并行工作，因此大提高CPU的工作效率，但一系列的保护(恢复)现场的工作，仍要花费不少CPU的时间。适用于设备较多且实时响应要求较高的系统。 DMA方式：需要增加DMA控制器，适用于大量高速的数据传送。 5．什么是中断向量？中断向量表的功能是什么？已知中断源的中断类型码分别是84H和FAH，它们所对应的中断向量分别为：2000H:1000H, 3000H:4000H, 这些中断向量应放在中断向量表的什么位置？如何存放？编程完成中断向量的设置。 解答：中断向量----中断服务程序的入口地址；中断向量表----存放中断向量的表，中断向量与中断类型码有对应关系。 84H的位置：210H~213H；FAH的位置：3E8H~3EBH 0000：210H 00 10 00 20
工业控制系统的输入与 输出信 Document number【SA80SAB-SAA9SYT-SAATC-SA6UT-SA18】
工业控制系统的输入与输出信号 工业生产过程实现计算机控制的前提是，必须将工业生产过程的工艺参数、工况逻辑和设备运行状况等物理量经过传感器或变送器转变为计算机可以识别的电信号（电压或电流）或逻辑量。 传感器和变送器输出的信号有多种规格，其中毫伏（mV）信号、0~5V电压信号、1~5V电压信号、0~10mA电流信号、4~20mA电流信号、电阻信号是计算机测控系统经常用到的信号规格。在实际工程中，通常将这些信号分为模拟量信号和数字量信号两大类。 针对某个生产过程设计一套计算机控制系统，必须了解输入输出信号的规格、接线方式、精度等级、量程范围、线性关系、工程量换算等诸多要素。 1．模拟量信号 许多来自现场的检测信号都是模拟信号，如液位、压力、温度、位置、PH 值、电压、电流等，通常都是将现场待检测的物理量通过传感器转换为电压或电流信号；许多执行装置所需的控制信号也是模拟量，如调节阀、电动机、电力电子的功率器件等的控制信号。 模拟信号是指随时间连续变化的信号，这些信号在规定的一段连续时间内，其幅值为连续值。 模拟信号有两种类型：一种是由各种传感器获得的低电平信号；另一种是由仪器、变送器输出的4~20mA的电流信号或1~5V的电压信号。这些模拟信号经过采样和A/D转换输入计算机后，常常要进行数据正确性判断、标度变换、线性化等处理。 模拟信号非常便于传送，但它对干扰信号很敏感，容易使传送中信号的幅值或相位发生畸变。因此，有时还要对模拟信号做零漂修正、数字滤波等处理。 模拟量输出信号可以直接控制过程设备，而过程又可以对模拟量信号进行反馈。闭环PID控制系统采取的就是这种形式。模拟量输出还可以用来产生波形，这种情况下D/A变换器就成了一个函数发生器。 模拟信号的常用规格： 1）1~5V电压信号 此信号规格有时称为DDZ-Ⅲ型仪表电压信号规格。1~5V电压信号规格通常用于计算机控制系统的过程通道。工程量的量程下限值对应的电压信号为lV，工程量上限值对应的电压信号为5V，整个工程量的变化范围与4V的电压变化范围相对应。过程通道也可输出1~5V电压信号，用于控制执行机构。 2）4~20mA电流信号 4~20mA电流信号通常用于过程通道和变送器之间的传输信号。工程量或变送器的量程下限值对应的电流信号为4mA，量程上限对应的电流信号为20mA，整个工程量的变化范围与16mA的电流变化范围相对应。过程通道也可输出 4~20mA电流信号，用于控制执行机构。 有的传感器的输出信号是毫伏级的电压信号，如K分度热电偶在l000℃时输出信号为。这些信号要经过变送器转换成标准信号（4~20mA）再送给过程通
2.2.1 Console.WriteLine( ) 方法 WriteLine( )方法的作用是将信息输出到控制台，但是WriteLine方法在输出信息的后面添加一个回车换行符用来产生一个新行。 在WriteLine( )方法中， 花括号（“{}”）用来在输出字符串中插入变量。既占位符 N表示输出变量的序号，从0开始，如当N为0时，则对应输出第1个变量的值，当N 为5时，则对应输出第6个变量的值，依次类推。 [,M]其中M表示输出的变量所占的字符个数，当这个变量的值为负数时，输出的变量按照左对齐方式排列；如果这个变量的值为正数的时候，输出的变量按照右对齐方式排列。 [:格式化字符串]也是可选项，因为在向控制台输出时，常常需要指定输出字符串的格式。通过使用标准数字格式字符串，可以使用Xn的形式来指定结果字符串的格式，其中X 指定数字的格式，n指定数字的精度，即有效数字的位数。这里提供8个常用的格式字符。 1．货币格式 货币格式C或者c的作用是将数据转换成货币格式，在格式字符C或者c后面的数字表示转换后的货币格式数据的小数位数。 例如： double k=1234.789; Console.WriteLine(“{0,8:c}”, k); //结果是￥1,234.79 Console.WriteLine(“{0,10:c4}”, k); //结果是￥1,234.7890 2．整数数据类型格式 格式字符D或者d的作用是将数据转换成整数类型格式。 例如： int k=1234; Console.WriteLine(“{0:D}”, k); //结果是1234 Console.WriteLine(“{0:d3}”, k); //结果是1234 Console.WriteLine(“{0:d5}”, k); //结果是01234 3. 科学计数法格式 格式字符E或者e的作用是将数据转换成科学计数法格式。 例如： int k=123000; double f=1234.5578; Console.WriteLine(“{0:E}”, k); //结果是1.230000E+005 Console.WriteLine(“{0:e}”, k); //结果是1.230000e+005
选择填空： 1 计算机控制系统由工业控制计算机主体（包括硬件、软件与网络结构）及其输入输出通道和被控对象（工业生产对象（被控对象、工业自动化仪表））。两大部分组成。自动控制系统的基本功能是信号的传递、处理和比较，分为开环控制系统和闭环控制系统两种。 2 计算机控制系统的分类：数据采集系统（DAS）、直接数字控制系统（DDC）、监督控制系统（SCC）、集散控制系统（DCS）、现场总线控制系统（FCS）、工业过程计算机集成制造系统（流程CIMS）、网络控制系统（NCS）。 1内部总线：（1）STD总线（2）PCI总线：（3）PC104总线 2 外部总线: IEEE-488总线 3无论是RS-232还是RS-485，均可采用串行异步收发数据格式。 连接握手：是指发送者在发送一个数据块之前使用一个特定的握手信号来引起接收者的注意，表明要发送数据，接收者则通过握手信号回应发送者，说明它已经做好了接收数据的准备。连接握手可以通 5 LED显示器的驱动方式：静态驱动和时分割驱动；LED显示器的扫描方式：动态和静态。 6 采样定理：由采样信号完全无失真地恢复原信号的条件是采样速度要满足： ,其中：，为采样角速度；T为采样周期；为原信号频谱中最高角频率；为的各种信号分量中最小的时间常数。 7 模拟开关 （1）CD4051为单端8通道低价格模拟开关，引脚如图4-10所示。 （2）CD4052：低成本差动4通道模拟开关，引脚如图4-12所示，真值表如表4-3所示。 其中X、Y分别为X组和Y组的公共端。 （3）32通道模拟量输入电路设计实例:8 模拟量输入通道
转换器工作原理： 量化：是用有限字长的一组数码和二进制数码去整量化或逼近时间离散幅值连续的采样信号。 对n位字长的A/D转换器，若满度（满量程）输入的模拟量值表示为FSR，则量化单位q由下式确定q=FSR/。假设满度输入电压为5V，现用12位的A/D转换器进行转换，有：q=5V/=5V/4096≈1.22mV 显然，对同一个FSR的值，A/D转换器的位数越多，q所代表的量值就越小。 编码：（1）单极性编码 最常用的单极性编码形式是二进制数码。在这种编码中，数字量是用加权和来表示的： 式中是0或是1取决于相应数位的值是0或是1； （2 ①符号-数值码②偏移二进制码③补码表示法 A/D转换器的技术指标 1．分辨率 如8位、10 映。所以，n 分辨率 2 1.0~200μs。 0.05%/%ΔUs时，其含义是电源电压 Us的1%时，相当于引入0.05%的模拟输入值的变化。 9模拟量输出通道 组成： 两种基本结构形式：一个通道设置一片D/A转换器，多个通道共用一片D/A转换器 技术指标： 1．分辨率：含义与A/D转换器相同。 2．稳定时间：指D/A转换器中代码有满度值的变化时，其输出达到稳定（一般稳定到与±1/2最低位值相当的模拟量范围内）所需的时间。一般为几十毫秒到几微秒。 3．输出电平：不同型号的D/A转换器的输出电平相差较大，一般为5~10V，也有一些高压输出型的为24~30V。还有一些电流输出型，低的为20mA，高的可达3A。 4．输入编码：如二进制、BCD码、双极性时的符号-数值码、补码、偏移二进制码等。必要时可在D/A转换前用计算机进行代码转换。 10 电流/电压转换：变送器的输出信号为电流信号时，要转化成可被单片机系统处理的电压信号用。 11 干扰的类型按其产生的原因、噪声传导模式和噪声波形的性质的不同进行划分。
BIOS(基本输入输出系统)完全解读 -------------------------------------------------------------------------------- 前一阵子造成全球多处电脑严重受损的CIH病毒大家还应当记忆尤新吧。CIH病毒就是破坏了主板的BIOS,使得BIOS不能正常工作，不能完成电脑启动(POST)时硬件自检、配置和引导，逼着我们更换BIOS或整个主板才罢休，所以此病毒很厉害，从而也证明BIOS 在电脑中的重要地位！那么这就要求我们首先要了解BIOS,知己知彼百战不殆吗！那么BIOS 它到底是什么？是怎样工作的?怎样对它进行正确的设置…… BIOS的基本概念 BIOS大家关注过它吗？其实每当你按下机箱上的po wer键时，它就认认真真的为你工作了。那么什么是BIOS呐？书本上给了我们一个定义：“BIOS是Basic Input-output System(基本输入输出系统)的缩写，它负责开机时对系统的各项硬件进行初始化设置和测试，以确保系统能够正常工作。若硬件不正常则立即停止工作，并把出错的设备信息反馈给用户。BIOS包含了系统加电自检（POST）程序模块、系统启动自举程序模块，这些程序模块主要负责主板与其它计算机硬件设备通讯的作用。” ——晕，两个字——糊涂！（呵J呵）其实简单的说BIOS就是被“固化”在计算机硬件中的一组程序，它为你的计算机提供最低级的、最直接的硬件控制。BIOS实际上相当于计算机硬件与软件程序之间的一座桥梁，它本身其实就是一个程序也可以说是一个软件。我们对它最直观的认识就是POST(Power On System Test)功能，当计算机接通电源后，BIOS将进行检验其内部所有设备的自检，包括对CPU、内存、只读存储器、系统主板、CMOS存储器、并行和串行通信子系统、软盘和硬盘子系统以及键盘进行测试。自检测试完成后，系统将在指定的驱动器中寻找操作系统，并向内存中装入操作系统。（哈哈^_*，这下清楚许多了吧。） CMOS是什么？ BIOS程序存放在电脑的什么地方呐？它的安乐窝就是CMOS存储器，CMOS是complementary metal-oxide semiconductor的首写字母缩写，中文就是互补金属氧化物半导体，它是一种半导体技术，可以将成对的金属氧化物半导体场效应晶体管（MOSFET）集成在一块硅片上。该技术通常用于生产RAM和交换应用系统，用它生产出来的产品速度很快功耗极低，而且对供电电源的干扰有较高的容限。具体到我们这是指电脑主机板上一块
Open, Read and Write in Fortran 1：write(*,*)"string"；write(unit=*,FMT=*)"string"；write(unit=6,FMT=*)"string"。以上等价，6是默认输出位置，即屏幕。 2：print*,"string"。Print只能对屏幕输出。 3：integer(kind=4) a !f90；integer*4 a !f77；integer(4) a !f77。以上等价。 real(kind=4) a !f90；real*4 a !f77；real(4) a !f77。以上等价。 4：f77，变量名长度1~6；f90，变量名长度1~31。 5：read(*,*)"string"；write(unit=*,FMT=*)"string"；write(unit=5,FMT=*)"string"。以上等价，5是默认输入位置，即键盘。 6：FORMAT （http://202.118.74.226/fortran/pages/730.htm）
6.1 格式输出 格式输出语句由两部分组成：输出语句和输出格式语句。输出语句的一般形式为： WRITE(*,L) 输出表列或：PRINT L 输出表列 其中：* 代表隐含的输出设备，L 指输出格式语句的标号。 输出格式语句的一般形式： L FORMAT(1X,S) 其中：L 输出格式语句的标号，1X 纵向走纸符，S 输出格式,用不同的―格式编辑符‖（简称―编辑符‖）来实现指定的输出格式，各格式间用逗号相隔。 FORMAT语句又叫―格式语句‖，是一个非执行语句，本身不产生任何操作，只是提供输入或输出的格式。FORMAT语句可以出现在程序的任何地方（但必须在PROGRAM语句之后和END语句之前，如果在子程序中用FORMAT语句，则应在子程序定义语句之后）。系统按WRITE语句或PRINT语句中指定的语句标号找到相应的FORMAT语句，并按FORMAT语句所规定的格式对数据进行输出。注意，PRINT语句中不能再用―*‖，PRINT语句中的第一个标识符是语句标号而不是要打印输出的数据。 输出格式分两类基本格式 6.1.1 I格式(又叫整数格式) 一般形式：Iw 或：Iw.m 其中：w 一个数据占的位数宽度（又称―字段宽度‖），m 需要输出的最少数字位数。例1： WRITE （*，100）M，N 100 FORMAT（1X，I4，I4） 如果M=40，N=-12，则输出如下： ??40 ?-12 例2： WRITE (* , 100) I,J,K 100 FORMAT(1X,I5.3,I6.3,I4) 若I=1234，J=-24，K=24689 则输出为: ?1234 ???-24 **** （1）数字在指定的区域内向右端靠齐，如果数字位数比指定的字段宽度w小，则左边补以空格。负数的符号也包含在字段宽度内。 （2）如果数字位数超过了规定的字段宽度w，则不输出有效数据，而在该字段宽度范围内充满―*‖符号。 （3）如果数字位数超过了m,则按实际应输出的位数输出（但条件是不能超过w)。m不包括负号所占的一列。 6.1.2 F格式(又叫小数型格式) 一般形式：Fw.d w 各数值占的总位数d 输出数据的小数位数（小数点后的位数）。例1：WRITE（*，100）A，B，C 100 FORMAT(1X,F10.2,F9.3,F8.4) 若A=1234.56，B=3456.78，C=234.56789 则输出:
基本輸入/輸出系統(BIOS)研究 指導老師: 陳德生 學生 : 楊逸翔 曾成濱 班級 : 資訊四甲
目錄 目錄................................................................................................................................I 摘要.............................................................................................................................III 致謝.............................................................................................................................IV 第一部份 x86基本硬體架構.. (1) Chapter 1 基本輸入/輸出系統(BIOS) -Introduction (1) 1.1什麼是 BIOS? (2) 1.2 BIOS in ROM (3) 1.3 執行BIOS的目的與基本流程 (3) Chapter 2 重要之硬體介紹 (5) 2.1 主要的集成電路(IC) (6) 2.1.1 中央處理器(CPU) (6) 2.1.2 晶片組(Chip-set) (8) 2.1.3 整合中低速率介面(Super I/O) (9) 2.1.4 鍵盤控制器(Keyboard Controller) (9) 2.1.5 CMOS(RTC/CMOS 計時/參數晶片) (11) 2.1.6 其它一般IC (11) 2.2 匯流排系統(BUS System) (12) 2.2.1 週邊元件介面匯流排PCI (Peripheral Component Interface Bus)12 2.2.2 系統管理匯流排SMBus (System Management Bus) (13) 2.2.3 低針腳數LPC (Low pin count) (14) 2.2.4 GP I/O(General Purpose I/O) (14) 2.3 電源管理(Power management) (14) 2.3.1 系統管理模式SMM (System Management Mode) (14) 2.3.2 進階電源管理APM (Advanced Power Management) (15)
第一章作业 课本(p.12)题2．计算机控制系统由哪几部分组成？请画出计算机控制系统的组成框图。 答：计算机控制系统由计算机主机系统、模拟量输入输出接口、数字量输入输出接口、键盘显示接口、打印接口和通信接口等部分组成。 课本(p.12)题4. 实时、在线方式和离线方式的含义是什么？ 在计算机控制系统中，生产过程和计算机直接连接，并受计算机控制的`方式称为在线方式或联机方式；生产
过程不和计算机直接连接，且不受计算机控制，而是靠人进行联系并做相应操作的方式称为离线方式或脱机方式。 所谓实时，是指信号的输入、计算和输出都要在一定的时间围完成，亦即计算机对输入信息，以足够快的速度进行控制，超出了这个时间，就失去了控制的时机，控制也就失去了意义。实时地概念不能脱离具体的过程，一个在线的系统不一定是一个实时系统，但一个实时控制系统必定是在线系统。 补充题1. 两种USB口的特点及区别？通用指标，传输模式，USB器件，硬件接口。 答： 两种USB的特点： (1)USB接口支持设备的热插拔功能,采用菊花式的连接. (2)USB有2电源线（5V）,2数据线,采用差分信号传输,可为连接在其上的设备提供5V电压/100mA电流的供电,最大可提供500mA的电流. (3)一个USB控制器可以连接多达127个外设,而两个外设间的距离（线缆长度）可达5米. 两种USB的区别:协议不同,USB1.1传输速率是12Mbps,USB2.0传输速率是480Mbps.
补充题2. 光驱、硬盘、软驱的总线形式。 答： (1)光驱:IDE，ATA/ATAPI，SCSI，USB，部并行总线. (2)硬盘:IDE，SATA，SCSI，部并行总线. (3)软驱:软驱分置和外置两种,置软驱使用专用的FDD接口, 而外置软驱一般用于笔记本电脑,使用USB接口. 补充题3. I2C、SPI、SCI总线的特点？ 答： (1)I2C总线由数据线SDA与时钟线SCL两条线构成通信线路，既可以发送数据也可以接收数据，在CUP与被控IC之间，IC与IC之间都可以进行双向传送，最高传输速度为400Kbps. (2)SPI是一个环形总线结构,是一种标准的四线同步双向串行总线,在SCK的控制下，两个双向移位寄存器进行数据交换,可以同时发出和接收串行数据. (3)SCI是一种通用异步通信接口UART. SCI模块采用标准非归零（NRZ）数据格式,能够实现多CPU之间或同其他具有兼容数据格式SCI端口的外设进行数据通信. 第二章作业 PC总线
BIOS(基本输入/输出系统)是被固化在计算机CMOS RAM芯片中的一组程序，为计算机提供最初的、最直接的硬件控制。BIOS主要有两类∶AWARD BIOS和AMI BIOS。正确设置BIOS可大大提高系统性能。 第一部分、AWARD BIOS设置 一、进入 BIOS 设置 电脑刚启动，出现如下图1画面时。 图1 当出现图1画面时,按下Delete(或者Del)键不放手直到进入BIOS(基本输入/输出系统)设置，如下图2 图2(主菜单) 上图是AWARD BIOS设置的主菜单。最顶一行标出了Setup程序的类型是Award Software 。项目前面有三角形箭头的表示该项包含子菜单。主菜单上共有13个项目，分别为∶ Standard CMOS Features(标准CMOS功能设定) 设定日期、时间、软硬盘规格及显示器种类。 Advanced BIOS Features(高级BIOS功能设定) 对系统的高级特性进行设定。
Advanced Chipset Features(高级芯片组功能设定) 设定主板所用芯片组的相关参数。 Integrated Peripherals(外部设备设定) 使设定菜单包括所有外围设备的设定。如声卡、Modem、USB键盘是否打开... Power Management Setup（电源管理设定） 设定CPU、硬盘、显示器等设备的节电功能运行方式。 PNP/PCI Configurations（即插即用/PCI参数设定） 设定ISA的PnP即插即用介面及PCI介面的参数,此项仅在您系统支持PnP/PCI时才有效。 Frequency/Voltage Control（频率/电压控制） 设定CPU的倍频,设定是否自动侦测CPU频率等。 Load Fail-Safe Defaults（载入最安全的缺省值） 使用此菜单载入工厂默认值作为稳定的系统使用。 Load Optimized Defaults（载入高性能缺省值） 使用此菜单载入最好的性能但有可能影响稳定的默认值。 Set Supervisor Password（设置超级用户密码） 使用此菜单可以设置超级用户的密码。
计算机专业基础综合计算机组成原理（输入／输出(I／O)系统） 历年真题试卷汇编2 (总分：64.00，做题时间：90分钟) 一、单项选择题(总题数：25，分数：50.00) 1.计算机的外部设备是指____。 （分数：2.00） A.输入／输出设备 B.外存储器 C.输入／输出设备和外存储器√ D.电源 解析：解析：考查计算机外部设备的概念。除主机以外的硬件装置统称为外部设备或外围设备，包括输入／输出设备和外存储器。 2.下列说法正确的是____。 （分数：2.00） A.计算机中一个汉字内码在主存中占用4B B.输出的字型码16×16点阵在缓冲存储区中占用32B √ C.输出的字型码16×16点阵在缓冲存储区中占用16B D.以上说法都不对 解析：解析：考查基本概念。计算机中一个汉字内码在主存中占用2B，输出的字型码16×16点阵在缓冲 存储区中占用(16×16／8)B=32B。 3.对于字符显示器，主机送给显示器的是打印字符的____。【北京理工大学2002年】 （分数：2.00） A.AscII码√ B.列点阵码 C.BCD码 D.行点阵码 解析：解析：考杏字符显示器。当显示器刷新显示时，首先要从缓冲存储器中读出一个要显示的字符编码，即打印字符的ASCII码，然后以此编码为依据，到字符发生器读取该字符的第1行光点信息，然后通过并串转换电路，变成串行信息送到CRT显示。对于字符显示器来说，生机送给显示器的是打印字符的ASCII 码，而从字符发生器中取出的是字符的行点阵码。 4.在打印机或显示器的字库中，存放着字符的____。【北京理工大学2002年】 （分数：2.00） A.二进制码 B.ASCII码 C.BCD码 D.点阵编码√ 解析：解析：考查打印机和显示器的字符存放方式。在打印机或显示器的字库中，存放着字符的点阵编码。 5.CRT的分辨率为1024×1024像素，像素的颜色数为256，则刷新存储器的容量为____。【大连理工大学2005年】 （分数：2.00） A.256MB B.1MB √ C.256KB D.32MB 解析：解析：考查刷新存储器容量的计算。刷新存储器的容量为1024×1024×8bit=1MB。
九大管理输入输出及工具法记忆口诀 一、整体管理：项目整体管理就是要决定在什么时间把工作量分配到相应的资源上，有哪些潜在的问题并在其变糟之前积极处理，以及协调各项工作使项目整体上取得一个好的结果，是一项综合性和全局性的工作，是对项目管理过程组中的不同过程和活动进行识别、定义、整合、统一和协调的过程。 （信息法七全有，监控挣值指无家：项目管理信息系统PMIS 项目管理法专家判断监控挣值：挣值分析，计划：预测技术） 1、项目启动：制定项目章程，正式授权项目或者项目阶段的开始。 制定发布项目章程这个文档，正式的批准这个项目（项目的阶段）启动，为项目经理授权。 合书环组得章程 输入：1合同2项目工作说明书3环境的、组织的因素4组织过程资产输出：项目章程 2、编制项目围说明书（初步）：编制一个初步的项目围说明书，概要的描 述项目的围。 在项目的前期要编写一个围说明书，当然，这个时候还是比较初步的。 章书环组得初书 输入：1项目章程2项目工作说明书3环境的、组织的因素4组织过程资产 输出：项目围说明书（初步） 3、编制项目管理计划：将确定、编写、集成和协调所有分计划、以形成整体项 目管理计划。
和大家一起编制一个项目管理的计划，为以后项目的执行奠定了基础。 章初环组过效预----项管配管和变控 输入：1项目章程2项目围说明书（初步）3环境的、组织的因素4组织过程资产5其他管理过程的输出6工作绩效信息7预测 输出：项目管理计划配置管理系统变更控制系统） 4、指导和管理项目执行：执行在项目管理计划中所定义的工作以达到项目的目 标。 有了项目管理的计划，并不意味着可以不管了，我们需要按照项目管理计划指导和管理项目的执行。 项管纠预变缺修----交变纠预变缺效 输入：1项目管理计划2已批准的纠正措施已批准的预防措施已批准的变更申请已批准的缺陷预防3确认的缺陷修复 输出：1可交付成果2请求的变更3已实施的纠正措施已实施的预防措施已实施的变更已实施的缺陷修复4工作绩效信息 5、监督控制项目工作：监督和控制项目的启动、计划、执行和收尾过程，以达 到项目计划所定义的项目目标。 在执行的过程中，一定要注意不断的监控，进行对比分析，做好项目的纠偏控制等工作，确保项目正常进行。 项管工效上效报----纠预变缺告 输入：1项目管理计划2工作绩效信息3工作绩效报告 输出：1推荐的纠正措施推荐的预防措施推荐的变更推荐的缺陷修复2项目报告
科技信息。职校论坛Ｏ ＳＣｍＮＣＥ＆ＴＥＣ删０ＬＯＧＹⅨＦＯＲＭＡＴＩｏＮ ２００８年第３期 基于８０３１的通用控制器输入输出电路设计 张宏张德泉 （兰州石化职业技术学院电子电气工程系 甘肃兰州７３００６０） 【摘 要】该通用控制器由单片机８０３１、接口芯片８２７９、８１５５、ＡＤｃ０８０９、ＤＡｃ０８３２等构成。在输入／输出电路中，配以高性能模拟量放大电 路ＡＤ６２３、ｖ／Ｉ转换电路ＡＤ６９４及数字量驱动、隔离电路。较之采用多级放大器、隔离变压器等电路，控制器的工作更加稳定、可靠，使用更加灵活、方便。 【关键词】通用控制器输入输出（Ｉ／ｏ）电路设计 Ｉ，０ＣｉｒｃｌＩｉｔＤｅｓｉ印ｏｆＧｅｎｅ随ＩＣＯｎｔｒｏｌＩ盯Ｂａｓｅｄ岫ｍｅ踟３ｌＭＣＵ Ｚｈａｎｇ Ｈ０雌 Ｚｈａ岵Ｄｅ－ｑ啪 ０Ｄｅｐ盯岫ｅｍ０ｆＥＩｅｃｔｒｏｎｉｃ ａｎｄ Ｅｌｅｃｔｒｉ咖Ｅｎｇｉｎ∞ｒｉ呜，Ｌａ北ｈｏｕＰｅｔ瑚ｈｅＩＩｌｉｃａｌ ｃｏｌｌｅ辞０ｆ Ｖ哪ａ伽ａｌ １ｋｈｎｏＩｏ留，Ｌ蚰疝伽７３００砷ＣＭ∞） 【Ａｂｓｔ娜ｔ】Ｔｌｌｅｇｅｎｅｒａｌｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ ｉｓ ｃｏｎｓｉｓｔｅｄｏｆ８０３ｌＭｃｕａｎｄ８２７９，８１５５，ＡＤｃ０８０９ＤＡｃ０８３２ｉｍｅｒｆ如ｅ ｃｈｉｐｓ．ｎｅＩ，０ｐ舐ｏｆｔｈｉ８ｃ∞咖ｕｅｒ ｕ∞８ｔｈｅ ｈｉ曲ｑｌｌａｌｉｔｙ蛐ａ１０９啪ｐｌｉｆｉｅｒ ＡＤ６２３，ｔｈｅＶ／Ｉ ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ ＡＤ６９４，ｄｉ舀ｔａｌｄｒｉｖｅｒ觚ｄｉｓｏｌａｔｉ仰ｃｉｒ｝ｃｕｉｌ．Ｃ伽Ｐａｒｅ０ｆ ｕｓｉｎｇ ｍｕｌｔｉｌｅｖｅｌ锄ｐｌ滴凹锄ｄ ｉ∞ｌａｔｉｏｎ协眦ｓｆ０瑚ｅｒ，ｔｌｌｅｒｅｈａｖｅｈｉ小ｓｔａｂｉｌｉｔｙ明ｄｃｒｅｄｉｂｉｌｉｔ丫’ｉｔｉｓａｌｓｏ ｃｏｎｖｅｎｉｅｎｃｅ ａｎｄｆａｃｉｌｉｔｙｉｎｕｓｉｎｇｐｒｏｃｅ酾． 【ｌ【ｅｙｗｏｒｄｓ】ｇｅｎｅｒａｌｃｏｎｔｍｌｌｅｒ；ｉｎｐｕｔａｎｄｏｕｔｐｕｔ；ｃｉｒｃｕｉｔｄｅｓｉ印 １．引言 在以ＭＣＳ一５１系列单片机８０３１为基础的通用控制器中．单片机与外部设备的连接通常采用标准Ｉ，０芯片以及标准统一的信号。在实际被控对象中，被测物理量（或操纵变量）的信号标准往往是多种多样的。在对模拟量处理时，需要在输入（或输出）电路中适当配置放大、隔离和转换电路。当数字量输入信号与Ｉ／ｏ芯片的要求不相符时．需要进行电平变换；当被控开关设备功率较大时。需要在输出电路中设置功率放大电路，使之能够有效地驱动这些设备。为了提高Ｉ，ｏ电路工作的稳定性和可靠性，必须改变电路的传统设计思路，采用新型高性能电路器件。四 ２．概述 ２．１通用控制器的组成通用控制器硬件主要由单片机８０３１及其最小系统、键盘，显示接口８２７９及键盘／显示器单元、接口芯片８１５５、Ａ巾转换器ＡＤＣ０８０９、Ｄ，Ａ转换器ＤＡＣ０８３２、晶振电路、复位电路、模拟量Ｉ，ｏ电路和数字量Ｉ，０电路等组成．其结构原理如图ｌ所示。ｌｑ Ｐ２７—Ｐ２５ ∞３１ Ｌ０二＝二———————一 ｐ２●一Ｐ２＿０ ｌ晶擐卜－一 ×Ｔ＾Ｌ＇ⅢＬｓ ｌ ｌ ｌ电路卜＿一 ＸＴ＾Ｌ２ ｒ乙掣撼 ｊ 挑 １■ ｐｓＥＮ－ Ｉ吖ＨＬ嘲Ｉ Ｉ搿｝Ｉ８２７９匡 豇 ＾ＬＥ ｌ Ｉ岬１ 付ｐ０７．Ｐ００ ｌ箍卜 －＿ 砌怖 雌Ｓ￡Ｔ 断胁牌Ｉ∞０９ｌ Ｉ ｏＢ３２ ｌ ｆ Ｉ｝ｆｒＯ 宁甲Ｗ’ｌ ｌ。［马ｌ幔拟置Ｉ／ｏ电路｛陋宇置Ｉ／ｏ电路ｌ Ｉ—Ｉ ｌＩ 图１ 通用控制器原理框图 图中： ８０３ｌ——单片机，是控制器的核心，用来进行数据处理、控制运算 以及对各功能部件的协调和控制。 ２７６４——片外只读存储器（ＥＰＲＯＭ），容量为８ＫＢ，用来存放监控 程序和应用程序等．地址范围为００００Ｈ一１ＦＦＦＨ。 ６２６４一片外随机存储器（ＲＡＭ），容量为８ＫＢ，用来存储现场采 集的原始数据和运算结果等．地址范围为２０００Ｈ一３ＦＦＦＨ。 ８２７卜可编程通用键盘／显示控制器，用来接收键盘的输入数 据并进行预处理、数据显示管理和ＬＥＤ显示器控制，端口地址为 ６８００Ｈ。 ８１５５——可编程ＲＡＭ，１０并行接口．与数字量输入，输出电路连接，用来扩展单片机的Ｉ／０接口，指令口地址为７８００Ｈ。显示器——采用８位７段共阴极ＬＥＤ显示器．用来显示通道号 和数据等信息。 键盘——采用４×４小键盘，其中１０个为数字键，其余为自定义功 ２１０ 能键。 ＡＤＣ０８０９＿８路８位逐次逼近型加转换器．端口地址为 ７０００Ｈ。 ＤＡＣ０８３２——ｌ路８位Ｄ，Ａ转换器，端口地址为６０００Ｈ。 ２．２主要技术性能 ２．２．１模拟量输入：８路。 其中，６路为０～５Ｖ．ＤＣ输入，ｌ路为０～５ｍｖ．ＤＣ输入，ｌ路为４— ２０ｍＡ．ＤＣ输入。 ２．２．２模拟量输出：ｌ路４—２０ｍＡ．ＤＣ，转换精度不低于１％。２．２．３数字量输入：８路。低电平：ＯＶ：高电平：２４Ｖ。２．２．４数字量输出：８路。 其中，４路为２４Ｖ／ｏ．５Ａ．ＤＣ集电极开路输出；４路为２２０Ｖ，ｌＡ．ＡＣ继电器接点输出。 ３．模拟量输入／输出单元 ３．１模拟量输入电路 模拟量输入电路主要由加转换器 ＡＤＣ０８０９、仪用放大器ＡＤ６２３等组成，如图２所示。 ＾ＤＣＯ啪舯３１ ■ｐ惜 Ｄ７一∞ Ｄ７～∞ ＰＯ－７＾一ＰＯＤ 铆 ＾ＯＭ ■■●■■■■●■■●■●●一 ＾眦 嘴 ＾ＬＥ 骢 ｎｏ 陀．７—呻２５ ｓＴ＾盯竺聊吲 留羹 馒 ＲＤ ＾ＬＥ 眦 愚ＩＱｒＤ Ｕ ａ．ＯＣＫ 图２模拟量输入电路图 ８路模拟量经过ＡＤＣ０８０９转换后送８０３１进行处理。其中６路Ｏ一５Ｖ．ＤＣ信号直接送入ＡＤＣ０８０９：１路叽５ｍＶ．ＤＣ信号经过ＡＤ６２３进行１０００倍电压放大后送入ＡＤＣ０８０９：１路４．２０ｍＡ．ＤＣ电流信号先经过２５０ｎ电阻转换为１—５Ｖ．ＤＣ．然后送人ＡＤ６２３进行电压放大．同时将零点由１Ｖ迁移至０Ｖ，输出肌５Ｖ．ＤＣ信号送入ＡＤＣ０８０９处理。四３．２模拟量输出电路模拟量输出电路主要由Ｄ／Ａ转换器ＤＡＣ０８３２、变送器ＡＤ６９４等组成．如图３所示。 来自８０３１的数字量经过ＤＡＣ０８３２转换后．变成模拟电流信号，经运算放大器Ｕ７４ｌ放大．送ＡＤ６９４进行电压，电流转换，输出４— ２响Ａ．ＤＣ信号去控制被控对象。 ３．３电路特点 （１）采用美国模拟器件公司高增益仪用放大器 ＡＤ６２３，实现对低电平信号（０—５ｍＶ．ＤＣ和４～２０ｒｒＡ．ＤＣ）的放大与变换．克服了多级放大电路中分立元件多。故障率高的弊端，增强了模拟量输入电路的可靠性和通用性。 （２）采用美国模拟器件公司高性能变送器ＡＤ６９４，（下转第１９３页） 万方数据