8模拟量输入输出

被测 控的 对象
传感器
采样保持
开关控制部件
A/D
单片 微机 应用 系统
模拟执行部件
D/A
图8－1 单片机应用系统
一 、A/D转换原理与接口
1 A/D转换器常用芯片简介 A/D转换器就是将模拟信号转换为数字信号得器件,种类繁
多,性能各异。与单片机得接口形式也不尽相同,但大致分为并 行接口和串行接口两种。
时钟频率高,A/D转换速度快。允许范围为10～1280KHz 。 通常由80C51 ALE端直接或分频后与0809 CLK端相连接。 ⑷ D0～D7:数字量输出端。 ⑸ OE:A/D转换结果输出允许控制端。 OE=1,允许将A/D转换结果从D0～D7端输出。通常由80C51得端与0809片选端(例如P2、0) 通过或非门与0809 OE端相连接。 ⑹ ALE:地址锁存允许信号输入端。
0809 ALE信号有效时将当前转换得通道地址锁存。 ⑺ START:启动A/D转换信号输入端。
当START端输入一个正脉冲时,立即启动0809进行A/D转换。START端与ALE端连在一 起,由80C51WR与0809片选端(例如P2、0)通过或非门相连。 ⑻ EOC:A/D转换结束信号输出端,高电平有效。 ⑼ UREF(+)、UREF(-):正负基准电压输入端。 ⑽ Vcc:正电源电压(+5V)。GND:接地端。
图8-6 ADC0832与单片机接口
[例2] 设图8-6接口电路用于一个模拟量输入得检测系统。Ui为待转换 得模拟输入电压,要求对Ui连续采样10次,每次采样值经串行A/D转换 电路(ADC0832)转换成数字量,并按顺序依次存于片内RAM得 30H~39H单元中。采样完10次后停止。
C语言数据采集串行A/D转换参考程序: #include<reg51、h> //包含单片机特殊功能寄存器得头文件 #define uchar unsigned char //定义uchar为无符号字符数据类型 static uchar data x[10]; //定义10个单元得数组,存放结果 sbit CS=P3^4; //将CS位定义为P3、4引脚 sbit CLK=P1^0; //将CLK位定义为P1、0引脚 sbit DIO=P1^1; //将DIO位定义为P1、1引脚 unsigned char A_D() //A_D转换函数。功能:将模拟信号转换成数字信 号

模拟量模块使用说明产品型号列表与外观尺寸2指示灯说明2电源规格3产品环境规格3模拟量输入（AI）规格3模拟量输出（AQ）规格3模拟量输入(AI)的接线图4模拟量输出(AQ)的接线图4端子配线4模块参数表（CR号即对应的Modbus寄存器地址）4路模拟量模块参数表5 8路模拟量模块参数表5扩展模块的安装7模拟量模块应用实例模块通过主机并口扩展8模块做远程IO使用10厦门海为科技有限公司模拟量模块使用说明一、产品型号列表与外观尺寸带以太网型号功率(24VDC)带以太网型号功率(220VAC)型号功率(24VDC)型号功率(220VAC)外形尺寸S04AI 0.07A S04AI27W 70×95×82mm S04AO 0.15A S04AO28.8W S04XA 0.1A S04XA27.8W S08AI-e 0.11A S08AI2-e 7.9W S08AI 0.08A S08AI27.3W 93×95×82mmS08AO-e 0.25A S08AO2-e 12.4W S08AO 0.22A S08AO211.8W S08XA-e 0.18A S08XA2-e 10.4WS08XA0.15AS08XA29.8W84.593.061.570.00084.035.095.03.001314151211S08AI12345678910二、指示灯说明1、PWR ：电源指示灯。

绿色，常亮-电源正常；不亮-电源异常。

2、LINK ：多状态指示灯。

三色（红色、黄色、绿色），如下表：参考处理方式模块总线状态LINK 指示灯状态正常模块无通讯不亮主机已识别模块且无通讯绿色常亮串口或并口在通讯绿色抖动：指示灯亮30ms 灭30ms 并行总线供电不足，需接外供电源无并口或串口通讯黄色闪烁：指示灯亮0.5s 灭0.5s有并口或串口通讯黄色暗和抖动交替：指示灯灭0.5s 抖动0.5s固件升级失败，重新升级模块固件无并口或串口通讯红色闪烁：指示灯亮0.5s 灭0.5s有并口或串口通讯红色暗和抖动交替：指示灯灭0.5s 抖动0.5s硬件故障，需返厂维修无并口或串口通讯红色常亮有并口或串口通讯红色快速抖动：指示灯亮30ms 灭30ms1.固定孔8.可拆卸端子2.可拆卸端子螺丝9.模拟量输入通道指示灯3.端子定义10.RS485通讯口4.模块扩展口11.PWR 电源指示灯、LINK 模块通讯指示灯5.拨码开关（4通道模块没有拨码开关）12.模块扩展口6.外部供电端子（DC24V 和AC220V ，一般由主机供电即可）13.模块端子透明盖7.导轨卡扣14.模块铭牌15.35mm DIN 导轨3、RJ45以太网指示灯：以太网指示灯有两个分为LED1、LED2，如右图所示：LED1颜色LED1状态黄色长亮TCP模块与外部通讯速率为100Mpbs不亮TCP模块与外部通讯速率为10MpbsLED2颜色LED2状态绿色长亮TCP与外部设备通讯正常绿色闪烁TCP与外部设备通讯正常，闪烁频率表示数据传输速度不亮与外部设备通讯异常或者模块本身工作异常三、电源规格项目DC直流电源AC交流电源输入电压24VDC-15%~+20%100~240VAC电源频率——50~60Hz瞬间电涌MAX20A1.5ms@24VDC MAX20A1.5ms@220VAC允许瞬间断电时间10ms以内20ms以内@220VAC电源保险丝0.3A，250V2A，250V24V输出(输入及外设用)无24V，-15%~+15%，200mA(最大)隔离方式无电气隔离变压器/光电隔离，1500VAC/1分钟电源保护直流输入电源极性反接、过压保护DC24V输出过流保护四、产品环境规格项目环境规格温度/湿度工作温度：0~+55℃储存温度：-25~+70℃湿度：5~95%RH，无凝露抗振动能力10~57Hz振幅0.075mm，57Hz~150Hz加速度1G，X、Y、Z三轴方向各10次抗冲击能力15G，持续11ms，X、Y、Z三轴方向各6次抗干扰能力DC EFT：±2500V，浪涌：±1000V耐压能力AC端子对地线端子间1500VAC，1分钟DC端子对地线端子间500VAC，1分钟绝缘阻抗AC端子对地线端子间500VDC，5MΩ以上(所有输入/输出点对地间500VDC)使用环境防尘、防潮、防腐蚀、免受电击及外力冲击等环境五、模拟量输入（AI）规格项目电压输入电流输入输入范围-10V~+10V0V~+10V0V~+5V1V~+5V0~20mA4~20mA解析度5mV 2.5mV 1.25mV 1.25mV5μA输入阻抗6MΩ250Ω最大输入范围±13V±30mA 输入指示LED灯亮指示正常，灭指示外部断开响应时间5ms/4通道数位输入范围12位，码值范围：0~32000（H系列模块16位A/D转换）测量精度0.2%F.S电源输入主机为内部供电，扩展模块由外部供电24VDC±10%5VA隔离方式光电隔离，通道间无隔离，模拟与数字光电隔离电源消耗24VDC±20%，100mA（最大）六、模拟量输出（AQ）规格项目电压型输出电流型输出输出范围-10V~+10V0V~+10V0V~+5V1V~+5V0~20mA4~20mA 解析度5mV 2.5mV 1.25mV 1.25mV5μA5μA 外部负载阻抗1KΩ@10V≥500Ω@10V≤500Ω输出指示LED灯亮指示正常驱动能力10mA响应时间3ms数位输入范围12位，码值范围：0~32000（H系列模块16位D/A转换）测量精度0.2%F.S电源输入主机为内部供电，扩展模块由外部供电24VDC±10%5VA隔离方式光电隔离，通道间无隔离，模拟与数字光电隔离电源消耗24VDC±20%，100mA（最大）七、模拟量输入(AI)的接线图八、模拟量输出(AQ)的接线图九、端子配线AI0V AI0G AI1IGNDAI1V AI1GB-AI2IAI3IAI2VAI3VAI2GAI3GAI0IA+AQ0V AQ0G AQ1IGNDAQ1V AQ1GB-AQ2IAQ3IAQ2VAQ3VAQ2GAQ3GAQ0IA+AI0V AI0G AI1IGNDAI1V AI1GB-AQ0IAQ1IAQ0VAQ1VAQ0GAQ1GAI0IA+AI1VAI0IAI2IAI0VAI2VAI0GAI2G AI3IGNDAI3VA+AI4IAI6IAI4VAI6VAI4G AI5IAI7V AI7GAI1IB-AI1G AI3GAI7IAI5V AI5GAI6GAQ1VAQ0IAQ2IAQ0VAQ2VAQ0GAQ2G AQ3IGNDAQ3VA+AQ4IAQ6IAQ4VAQ6VAQ4G AQ5IAQ7V AQ7GAQ1IB-AQ1G AQ3GAQ7IAQ5V AQ5GAQ6GS04AIS04AOS04XAS08AI(-e)S08AO(-e)A+AQ0IAQ2IAQ0VAQ2VAQ0G AQ1IAQ3V AQ3GB-AQ3IAQ1V AQ1GAQ2GS08XA(-e)AI1VAI0IAI2IAI0VAI2VAI0GAI2G AI3IGNDAI3VAI1I AI1G AI3GAI0V AI0G AI1IGNDAI1V AI1GB-AI2IAI3IAI2VAI3VAI2GAI3GAI0IA+AQ0V AQ0G AQ1IGNDAQ1V AQ1GB-AQ2IAQ3IAQ2VAQ3VAQ2GAQ3GAQ0IA+AI0V AI0G AI1IGNDAI1V AI1GB-AQ0IAQ1IAQ0VAQ1VAQ0GAQ1GAI0IA+S04AI2S04AO2S04XA2AI1VAI0IAI2IAI0VAI2VAI0GAI2G AI3IGNDAI3VA+AI4IAI6IAI4VAI6VAI4G AI5IAI7V AI7GAI1IB-AI1G AI3GAI7IAI5V AI5GAI6GAQ1VAQ0IAQ2IAQ0VAQ2VAQ0GAQ2G AQ3IGNDAQ3VA+AQ4IAQ6IAQ4VAQ6VAQ4G AQ5IAQ7V AQ7GAQ1IB-AQ1G AQ3GAQ7IAQ5V AQ5GAQ6GS08AI2(-e)S08AO2(-e)A+AQ0IAQ2IAQ0VAQ2VAQ0G AQ1IAQ3V AQ3GB-AQ3IAQ1V AQ1GAQ2GS08XA2(-e)AI1VAI0IAI2IAI0VAI2VAI0GAI2G AI3IGNDAI3VAI1I AI1G AI3GDCINDCINDCINACINACINACINDCINACINACINDCINDCINACIN+ 24V OUT -OUTPUTMax 200mA+ 24V OUT -OUTPUTMax 200mA+ 24V OUT -OUTPUTMax 200mARS485RS485RS485RS485RS485RS485RS485RS485RS485RS485RS485RS485 + 24V OUT -OUTPUTMax 200mA+ 24V OUT -OUTPUTMax 200mA+ 24V OUT -OUTPUTMax 200mANL NLNLNL NLNL+ 24V IN -+ 24V IN -+ 24V IN -+ 24V IN -+ 24V IN -+ 24V IN -十、模块参数表（CR号即对应的Modbus寄存器地址）4路模拟量模块参数表注：CR号就是对应的Modbus寄存器地址，灰色为只读，白色为可读写。

→I/O与系统完全隔离；
→AI分辨率：12位；
→AI输入通道采取全差分输入；
→模拟量输入通道之间满量程隔离，隔离度5VDC；
→AI输入测量范围：0~ 5 V；
→采用Modbus RTU通信协议；
→RS485通信接口提供光电隔离及每线600W浪涌保护；
→电源具有过流过压保护和防反接功能；
→安装方便。
1.2
通信协议
Modbus RTU
串口保护
串口ESD保护
1.5KV
串口防雷
600W
串口过流，过压
小于240V，小于80mA
电源参数
电源规格
9-24VDC (推荐12VDC)
电流
60mA@12VDC
浪涌保护
1.5kW
电源过压，过流
60V，500mA
工作环境
工作温度、湿度
-25~85℃，5~95%RH，不凝露
RS485-
AI0- ~AI7-
模拟量信号输入端负
AI0+ ~AI7+
模拟量信号输入端正

数字量信号输入公共端
DI0~1
数字量信号输入端
COM
保留
第3章
3.1
3.2
3.3
3.4
第4章
4.1
4.2
4.3
4.4
第5章
在进行软件操作设置之前需要安装《IO设备管理软件》程序。根据安装向导的提示就可以完成程序的安装。安装完成后会在开始菜单创建一个快捷方式，链接到安装目录中的相应的可执行程序。
模拟量接口
AI
8路差分输入
AI分辨率
12bit（软件）
AI量程
0~ 5 V
AI通道隔离度

HOLLiAS MACS -K系列模块2014年5月B版HOLLiAS MAC-K系列手册- K-AO01 8通道模拟量输出模块重要信息危险图标：表示存在风险，可能会导致人身伤害或设备损坏件。

警告图标：表示存在风险，可能会导致安全隐患。

提示图标：表示操作建议，例如，如何设定你的工程或者如何使用特定的功能。

目录1.概述 (1)2.接口说明 (3)2.1模块单元示意图 (3)2.2现场信号接线说明 (4)2.3模块地址跳线 (7)2.4模块的防混淆设计 (7)2.5IO-BUS (7)3.状态灯说明 (7)4.其他特殊功能说明 (9)4.1抗AC220V功能 (9)4.2诊断功能 (9)4.3输出故障安全 (10)4.4冗余功能 (11)5.工程应用 (12)5.1底座选型说明 (12)5.2应用注意事项 (13)6.尺寸图 (14)7.技术指标 (14)K-AO018通道模拟量输出模块1.概述K-AO01为K系列硬件8通道模拟量通道隔离输出模块，最大输出范围0～22.7mA模拟信号（默认出厂量程4～20mA）。

K-AO01可按1：1冗余配置使用，实现冗余AO输出，最大增加系统的可用性。

K-AO01模块具备强大的过流过压保护功能，误接±30VDC和过电流都不会损坏。

同时，配合增强型底座还可以做到现场误接AC220V不损坏。

K-AO01模块具备完善故障硬件诊断功能，面板设计有丰富的LED指示灯，除可显示模块电源、故障、通讯信息外，每个通道也有指示灯，可以方便指示各通道的诊断信息。

K-AO01模块每个输出通道单独进行故障输出组态，可在主控模块通讯中断或发生通道输出故障时，保持上一拍数据或输出预设安全值，以适应不同的现场需求。

如图1-1(a), (b), (c)所示，分别为模块非冗余配置和冗余配置的外观结构图。

（a）非冗余接线端子底座（b）非冗余DB37底座（c）冗余底座图1-1 K-AO01模块非冗余底座和冗余底座示意图完整的模块单元在系统机柜中的安装位置如图1-2所示。