第5章 输入输出与中断
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第五章数字信号的输入与输出智能仪器的信息输入、输出,可以分为数字量与模拟量。
数字量的输入输出相对较简单,对于模拟量的输入,一般信号都比较微弱,需要放大,A/D转换等。
一、常见的数字信号数字量输入信号:开关、按钮,数字式传感器,方波信号,正弦波信号等。
数字量输出:LED显示、指示灯、液压阀、继电器控制、步进电机控制等。
二、数字量信号的输入特点:1、信号的放大与变换,对于许多数字信号,是信号很弱的周期性信号,如正弦信号,三角波信号。
而输入单片机或微机中的信号一般有一定的电压幅值要求。
如光栅输出的信号就很小的正弦波。
常用的方法,先放大,然后处理。
当电压较高时,也不能直接输入,需要进行分压。
如图所示:2、隔离,对于一些输入信号,由于波动等,很容易对系统产生影响,需要采取隔离输入,常见的是光电隔离。
下图为光耦合器的结构与特性图4-16光耦合器结构与特性a)耦合器结构b)输入特性c)输出特性3、缓冲驱动,为了提高信号的驱动能力,改善信号性能,经常在输入单片机或微机前加一级缓冲,常用的是74HC244等。
4、安全保护,当输入电压变大到一定量时,会对系统造成破坏,因此,对于输入信号变化较大的情况,需要考虑安全保护。
常用稳压二极管等。
5、开关信号输入单片机中的常见方法:按键信号TLP-521-4是4路光耦,光耦前要接限流电阻,不同的光耦由于允许电流不同,限流电阻也不同。
进入单片机前,一般加驱动器74LS244。
三、数字信号的输出1、输出信号的几个问题1)功率匹配问题,单片机或微机的输出信号功率较小,要驱动不同的负载,要求的功率不同,电压不同,所以在在输出驱动时,首先关心输出的电压与功率。
如驱动发光二极管,正向电压为2-2.5V,最大电流为2-20mA,对于AT89C51,I/O口的最大灌电流10mA,因此可以直接驱动发光二极管。
8mA,则:R=(5-2.2)/0.008=350(Ω)因此R一般选取200Ω-500Ω。
单片机指令的中断输入和输出控制在单片机的程序设计中,中断输入和输出控制是非常重要的一部分。
中断输入可以使得单片机能够在特定的事件发生时立即做出相应的处理,而输出控制则可以让单片机与外部设备进行有效的交互。
本文将详细介绍单片机指令的中断输入和输出控制相关的知识。
1. 中断输入中断输入是指当特定的事件发生时,单片机可以立即中断正在执行的程序,执行特定的中断服务程序。
这样可以提高系统的实时响应能力,使得单片机可以及时地对外部事件做出相应。
在单片机的中断输入中,有两个重要概念,即中断源和中断向量表。
中断源是指能够触发中断的事件或信号源,比如定时器溢出、外部中断引脚状态改变等。
当中断源发生时,会向单片机发送中断请求信号,让单片机进入中断服务程序。
中断向量表则是一张记录不同中断源对应的中断服务程序地址的表格。
当中断请求发生时,单片机会根据中断源的编号在中断向量表中查找对应的中断服务程序的入口地址,并跳转到该地址开始执行中断服务程序。
2. 输出控制输出控制是指通过单片机的输出端口,控制与之连接的外部设备的状态或行为。
利用单片机的输出控制,可以实现对灯光、蜂鸣器、电机等外部设备的控制。
在单片机的输出控制中,需要了解的概念是输出端口和控制寄存器。
输出端口是单片机上的一个或多个引脚,通过这些引脚可以向外部设备发送电平信号。
每个输出端口都有一个对应的控制寄存器,用于设置引脚输出的电平值。
控制寄存器中的位控制引脚的输出状态,一般包括设置引脚为输出模式或输入模式,设置引脚输出高电平还是低电平等功能。
通过对输出端口的设置和控制寄存器的配置,可以实现对外部设备的状态或行为进行控制。
3. 单片机指令的中断输入和输出控制在单片机的编程中,为了实现中断输入和输出控制功能,需要掌握一些相关的指令和编程技巧。
首先是中断输入方面,单片机一般提供了一些专门的中断指令,如"使能中断"、"屏蔽中断"、"清除中断标志位"等指令。