数字量输入输出

一、实验目的1．熟悉教学板电路及其结构。

2．掌握利用μVision C51 软件编辑、调试（包括仿真调试、单步调试）、运行单片机程序的步骤和方法，掌握利用STC-ISP V39软件和下载线将程序写入单片机的方法。

3．通过实验熟悉51单片机的并行I/O口，并掌握它们的应用。

4．掌握矩阵键盘、LED动态显示的工作原理。

二、实验设备PC机一台、实验教学板一块。

三、实验内容1.实验线路如附图所示，51单片机的P0口输出接8个发光二极管的阴极，P2.4经NPN 三极管9011控制发光管的阳极。

P3口支持一个8位行列式键盘，其中P3.4~P3.7供键盘扫描输出，P3.2、P3.3作键盘扫描输入。

实验要求：编程实现键盘对发光二极管的控制，每按一个按键，使对应的二极管点亮。

2．51单片机P0口输出同时接4个数码管的阴极，P2.0~P2.3，经NPN三极管9011接数码管的阳极，该端口用于分别控制相应数码管的导通。

实验要求：编程实现对任意按键动作的次数进行计数（最大99次），同时将计数值实时显示。

四、实验步骤1.将实验板与PC机通过COM口连接。

启动PC机，进入μVision软件环境，选择建立新工程文件，即可开始输入源程序。

2．完成汇编、编译、连接，若有错误，则修改源程序，直至编译、连接通过为止。

3．接上实验板上的电源。

4．运行“STC-ISP V39.EXE”，将程序代码下载到实验板的单片机中。

操作的顺序是：1）选择单片机（MCU TYPE）型号。

如：“STC89C51RC”要与实验板上所装单片机的型号一至。

2）打开文件（Open File）。

即把要下载到单片机的程序文件（已通过编译了的机器码文件——二进制（.Bin）或十六进制（.Hex）的）调到“文件缓冲区”，这时可看到右边的“文件缓冲区”有数字变化。

3）选择串行通信口。

选对时，软件上的小灯会变绿。

否则小灯是灰色。

且在左下窗口提示“出错信息”。

4）下载：按“Download/下载”按键下载。

数字量输入输出实验一、实验目的了解P1口作为输入输出方式使用时，CPU 对P1口的操作方式。

二、实验环境1、软件环境要求Windows XP操作系统以及Keil C51 单片机集成开发环境。

2、硬件环境要求电脑一台，TD-51单片机系统，开关及LED显示单元，单次脉冲单元。

三、实验内容编写实验程序，将P1口的低4位定义为输出，高4位定义为输入，数字量从P1口的高4位输入，从P1口的低4位输出控制发光二极管的亮灭。

提高部分：LED灯控制要求：通过KK1实现LED灯工作方式即时控制，完成LED灯左循环、右循环、间隔闪烁功能。

四、实验分析P1口是8位准双向口，每一位均可独立定义为输入输出，输入位置1。

通过A的左/右移位及赋值55H、0AAH，再将A值送入P1，可实现LED灯左循环、右循环、间隔闪烁功能。

五、实验步骤（一）基础实验程序及实验程序流程图如下。

实验程序：ORG 0000HLJMP MAINORG 0100HMAIN:MOV P1,#0F0H ；将开关状态送入P1高位MOV A,P1 ；送入ASWAP A ；高低位互换MOV P1,A ；将开关状态送入P1低位JMP MAIN ；循环SJMP $END程序流程图：图1 LED开关控制显示功能图图2 实验接线图实验步骤：1. 按图2所示，连接实验电路图，图中“圆圈”表示需要通过排线连接；2. 编写实验程序，编译链接无误后进入调试状态；3. 运行实验程序，观察实验现象，验证程序正确性；4. 按复位按键，结束程序运行，退出调试状态；5. 自行设计实验，验证单片机其它IO 口的使用。

（二）提高实验程序及实验程序流程图如下。

实验程序：实验程序流程图：ORG 0000HLJMP MAINORG 0100HMAIN:KT: ；检查KK1SETB P3.3JNB P3.3,KTCLR P3.3LL1: ；左循环MOV A,#01HX1:MOV P1,ACALL DELAYRL ASETB P3.3JNB P3.3,X1CLR P3.3LL2: ；右循环MOV A,#80HX2:MOV P1,ACALL DELAYRR ASETB P3.3JNB P3.3,X2CLR P3.3LL3: ；间隔闪烁MOV A,#55HMOV P1,ACALL DELAYMOV A,#0AAHMOV P1,ACALL DELAYSETB P3.3JNB P3.3,LL3CLR P3.3JMP KTDELAY: ；延时子程序MOV R2,#00H图3 实验流程图MOV R3,#00HABC:DJNZ R2,ABCDJNZ R3,ABCRETSJMP $END实验步骤：（1）按图4连接实验电路；（2）编写实验程序，编译、链接无误后启动调试；（3）运行实验程序，每按一次KK1+，观察实验现象；（4）验证程序功能，实验结束按复位按键退出调试。

输入模拟量与输出数字量的计算公式在我们的电子世界里，输入模拟量与输出数字量之间有着神秘而有趣的关系，这背后藏着一套计算公式。

咱们先来说说啥是输入模拟量。

比如说，温度、压力、声音的强度，这些连续变化的量就是模拟量。

就拿温度来说吧，它可不是一下子从 0 跳到 10 度，而是能在 0 到 10 度之间平滑地变化。

而输出数字量呢，就像是我们在计算机里看到的 0 和 1 组成的数字。

比如说，温度传感器把连续变化的温度转变成计算机能处理的数字信号，这就是从模拟量变成了数字量。

那它们之间的计算公式到底是啥呢？一般来说，常用的公式是：数字量 = （模拟量 - 模拟量下限）×（数字量最大值 - 数字量最小值）÷（模拟量上限 - 模拟量下限） + 数字量最小值咱来举个例子哈。

假设我们有一个温度传感器，它能测量的温度范围是 0 到 100 度（这就是模拟量的范围），而对应的数字量范围是 0到 1023 。

现在测到的温度是 50 度，那按照公式算一下：数字量 = （50 - 0）×（1023 - 0）÷（100 - 0） + 0算出来大概是 511.5 ，因为数字量得是整数，所以就约等于 512 。

还记得我之前参加过一个电子小制作的活动。

我们要做一个能显示环境湿度的小装置。

在这个过程中，就得搞清楚湿度这个模拟量怎么变成能在屏幕上显示的数字量。

当时可把我难坏了，对着那一堆公式和数据，脑袋都大了几圈。

我就不停地测试，调整参数，反复计算。

有好几次都算错了，显示出来的湿度数值完全不对，要么超高，要么超低，就像个调皮的孩子在跟我开玩笑。

但我没放弃，继续琢磨，终于算出了正确的结果。

当看到那个小装置准确地显示出环境湿度的时候，心里那叫一个美呀！这就像是解开了一道神秘的谜题，找到了通往数字世界和现实世界的桥梁。

其实啊，输入模拟量与输出数字量的计算公式在很多地方都有用。

比如在工业自动化控制中，要精确控制机器的运行，就得靠这个公式把各种模拟量转化成数字量，让计算机能明白该怎么做。

PLC模拟量输⼊和数字量输⼊是什么
数字信号输⼊输出: 就是开关闭合，断开。

输出: 就是⼀个数值。

⽐如：液位1.5⽶，温度30度，这样的数。

输⼊单元
输⼊单元是PLC与被控设备相连的输⼊接⼝，是信号进⼊PLC的桥梁，它的作⽤是接收主令元件、检测元件传来的信号。

输⼊的类型有直流输⼊、交流输⼊、交直流输⼊。

输出单元
输出单元也是PLC与被控设备之间的连接部件，它的作⽤是把PLC的输出信号传送给被控设备，即将中央处理器送出的弱电信号转换成电平信号，驱动被控设备的执⾏元件。

输出的类型有继电器输出、晶体管输出、晶闸门输出。

扩展资料：
PLC⼯作原理
当可编程逻辑控制器投⼊运⾏后，其⼯作过程⼀般分为三个阶段，即输⼊采样、⽤户程序执⾏和输出刷新三个阶段。

完成上述三个阶段称作⼀个扫描周期。

在整个运⾏期间，可编程逻辑控制器的CPU以⼀定的扫描速度重复执⾏上述三个阶段。

关于模拟量A，数字量D,输⼊I，输出O的理解
模拟量（A）：即连续不间断的物理量。

如：压⼒P，温度T，流量Q，液位L，位移等，他们的数值有⼤⼩，且各⾃的变化不⼀。

例如：室内温度现在是20℃，⼀分钟，（由于空调的影响）它可能就变成21℃，两分钟后，它可能就是21.5℃了。

数字量（D）：即此类物理量只有通、断两种状态。

电⽓上常⽤1表⽰接通，0表⽰断开。

看看饮⽔机的开关，上⾯⼀般都标有，当你把1按下时，电路接通，饮⽔机通电，饮⽔机正常⼯作；当你按下0时，电路断开，饮⽔机停⽌⼯作。

它们再也没有第三种状态，即不接通也不断开的状态。

输⼊（I）：即我们需要采集的信号。

（为了对被控物的控制，我们需要对相关的设备的现⾏相关物理量进⾏采集，输⼊）
输出（O）：即我们对被控物的控制信号（包括显⽰信号）。

第五章数字量输入输出*概念：总线、接口电路、接口芯片、端口地址*中断及其处理中断控制器8259*定时器/计数器*并行/串行接口微机系统与接口DMA 电路与应用(*原理)系统与应用技术接口和接口技术接口(interface)-----CPU、存储器、外设之间通过总线进行连接的电路部分信息交换的中转总线进行连接的电路部分，信息交换的中转:MOV[BX],AL MOV CX,[2000H]存储器INC WORD PTR[SI+100] IN AL,80H OUT40H,AL 接口输入输,, IN AL,DX OUT DX,AL 输输出接口接口技术--研究CPU如何与外部世界进行最佳耦合与匹配，实现双方高效、可靠地交换信息的一门技术，体现软件、硬件结合，是微机应用的关键。

微机系统与接口8088系统非复用总线(最小模式)结构8284A CLKRESET READY地址锁存器A15~A8S6~S3/A19~A16AD7~AD0地址总线内8282(两片)STB OE 数据收发器ALE CLKRESET READY存OE 8286TMN/MXDEN DT/R IO/M 数据总线VCCWR RD HOLD 8088CPU+5VI/O GND HLDA INTR INTA NMI 控制总线接口微机系统与接口GNDN TEST SSO8088复用总线(最大模式)结构地址锁存器8282(两片)地址总线A15~A8S6~S3/A19~A16AD7~AD0内CLK RESET READY STB存+5V MN/MX VCC 数据收发器OE 8286T数据总线PC 总8088CPURDQS0QS1MRDC 8288MWTC DT/R DEN ALE控制总线线S0I/O LOCK TEST HIGH 总线IORC 控制器IOWCINTA S1S2接口NMIGND8259A 及有关电路INTR 微机系统与接口GND RQ/GT0RQ/GT1I/O接口功能I/O接口：CPU控制外部设备的必经通道实现：LSI/VLSI专用或通用接口芯片。

数字量输入输出模拟量输入输出计数器板\步进电机控制板通讯接口板GPIB通讯远程输入输出扩展单元\总线适配器软件附件\线缆B CDEFGHIJ总线的基础知识2-1工业自动化产品2第 章PC上搭载的PCI总线槽口，包含了防止5V用PCI总线板和3V用PCI总线板误插入的结构。

CONTEC支持PCI总线的板卡中，包括支持5V用PCI总线槽的板卡(支持5V的板卡)、同时支持5V用和3.3V用PCI总线槽的板卡(同时支持5V和3.3V的板卡)■特长■对应槽口、板卡尺寸■关于同时支持5V/3.3V的结构和支持5V的结构●5V 32位用PCI总线槽口●5V 64位用PCI总线槽口●3.3V 32位用PCI总线槽口●3.3V 64位用PCI总线槽口●支持5V的板卡●同时支持5V/3.3V的板卡[即插即用]可自动设定占用的I/O端口地址和中断请求级别。

不同于采用ISA或C(98)总线系统的板卡，PCI总线不必进行复杂的手动设置。

[中断(IRQ)的共享]PCI总线允许多块板卡以及其他设备同时使用相同的IRQ中断请求级别。

ISA和C(98)接口的板卡在中断冲突时无法正常工作。

可使用标明为PICMG 2.1以上的单元/扩展槽口。

Compact PCI的尺寸有如下2种。

■设定方法　针型接插口　提高可靠性[兼容PCI总线，提高了开发效率]由于继承了PCI总线的电气规格，所以和PCI总线具有很高的兼容性。

另外，CONTEC的产品更是对PCI总线的接口在“驱动软件”、“接插口”、“接口针位置”等方面都进行了通用化处理。

对基于Compact PCI总线的系统开发，可在基于PCI的开发用环境中高效地进行。

[欧式插卡机械结构　提高了可维护性]Compact PCI系统，采用了欧式插卡机械结构。

在安装上机架后，也可很方便地进行诸如从前面插拔板卡、更换电源等维护工作。

尤其是使用专用手柄可更方便、实用地进行操作。

■使用多块板卡的场合如果扩展槽数量不够或是需要使用的扩展板卡的总功率超过计算机所能提供的功率，此时我们需要使用一个总线扩展单元。

S7-1200数字量输入输出接线图详解和特别说明
数字量信号模块SM 1221 数字量输入
①对于漏型输入将“-”连接到“M”（如图示）；对于源型输入将“+”连接到“M”
SM 1222 数字量输出
SM1222 DQ 8 继电器切换模块使用公共端子控制两个电路：一个常闭触点和一个常开触点。

例如输出"0"，当输出点断开时，公共端子(0L) 与常闭触点(.0X) 相连并与常开触点(.0) 断开。

当输出点接通时，公共端子(0L) 与常闭触点(.0X) 断开并与常开触点(.0) 相连。

SM 1223 数字量输入/输出
①对于漏型输入将负载连接到“-”端（如图示）；对于源型输入将负载连接到“+”端SM 1223 也有交流电压输入、继电器输出的模块，如下所示：
SM 1223 DI 8 x 120/230 V AC，DQ 8 x 继电器(6ES7 223-1QH32-0XB0)
通过信号板(SB, Signal Board) 可以给CPU 增加I/O。

提供所有SIMATIC S7-1200 控制器的低成本有效扩展，同时保持原有空间, SB 连接在CPU 的前端。

SB 1221 200KHZ数字量输入接线
①仅支持源型输入
SB 1222 200KHZ数字量输出接线
①对于源型输出将负载连接到“-”端（如图示）；对于漏型输出将负载连接到“+”端SB 1223 200KHZ数字量输入/输出接线
①仅支持源型输入
②对于源型输出将负载连接到“-”端（如图示）；对于漏型输出将负载连接到“+”端SB 1223 数字量输入/输出接线
①仅支持漏型输入
源型/漏型输入接线说明
支持源型输入的信号板：。