第7章过程输出通道与接口

第7章过程输出通道与接口过程输出通道的传递的特点及相应要解决的问题主要有以下几点：1.数字量的输入，模拟量的输出。2.小信号的输入，大功率的输出。3．过程输出通道与接口靠近强电环境的大功率外部设备，干扰严重，须采用隔离等措施抑制干扰。4．微机处理速度快，而执行机构动作缓慢，要决速度匹配问题。7.1输出通道的结构及常用电路同输入通道一样，输入通道也分为数字输出通道DO(DigitalOutput)和模拟输出通道AO(AnalogOutput)两种。

7.1.1数字量的输出通道DO1.数字量输出通道的结构数字量输出通道主要由输出锁存器、数字光电隔离器电路、输出地址译码电路、输出驱动电路等组成，如图7.1.1所示。图7.1.1数字量输出通道结构如图7.1.2所示，也可用I/O接口8155芯片或8255芯片等实现输出图7.1.2输出锁存器273与地址译码器138接线电路2．可编程并行I/O接口81551）8155芯片的编程结构8155片内结构如图7．1．3所示。图7．1．38155内编程结构

在图7．1．3中，8155片内功能可分为4部分：（1）A口和B口为一般的8位并行I/O口，可设定为8位并行输入或输出。C口只有6位，它有两个作用。一是设定为普通并行I/O口；另一种是设定为控制状态口使用，PC2~PC0作为A口的控制信号，PC5~PC3作为B口的控制信号使用。（2）片内256个字节RAM，CPU对其操作、使用相当于8031外扩的256个单元的RAM，地址为00H~FFH。（3）片内14位计数器可对引脚TIMEIN输入脉冲进行减法计数，当由某一初值减为终值时，在TIMEOUT端输出事先规定的方波或脉冲。初值在0002H~3FFFH之间。可作为外部事件计数器、定时器作分频器使用。（4）片内有一个工作方式寄存器，用来设定A、B和C口的工作方式等。另一个是状态寄存器，用来锁存A、B和C口和定时当前的状态，供CPU查询用。应注意：两个寄存器共用一个地址。CPU用指令写入的是工作方式字，而读出的是状态字。另外，8155内部有一个10位锁存器，用来锁存地址及控制信号。因此，从8031P0口送至8155的地址就不用再加地址锁存器了。

2）8155的引脚功能及地址编码。8155是40条引脚的芯片。下面分别介绍。（1）8155和CPU连接的引脚AD7~AD0——地址/数据分时复用线。单片机和8155之间的地址、数据、命令和状态信息都通过这8位总线传送的。A2~A0决定8155内I/O口等6个地址选择。IO/M——8155片内I/O和RAM选择线。当IO/M=0时，AD7~AD0线上为8155内RAM地址，CPU对其RAM进行读、写操作；当IO/M=1时，AD7~AD0线上为8155I/O口地址。CE——片选端，低电平有效。ALE——锁存有效输入信号线。用来锁存AD7~AD0低8位地址及IO/M、CE状态。RESET——复位线，高电平有效。复位后，8155设定为输入方式。RD、WR——读、写输入线。8155的RAM和I/O口地址为16位，高8位由P2口控制CE和IO/M，低8位由P0口连接AD7~AD0确定。若用P2.7连接CE，P2.0连接IO/M，未用的P2.6~P2.1取全0，则8031单片机对8155的地址编码如表7．1．1所示。表7．1．18155I/O口地趾编码P27．．．P20P07．．．P03P02P01P00I/O地趾选择I/O口0．．．10．．．00000100H控制寄存器0．．．10．．．00010101HA口0．．．10．．．00100102HB口0．．．10．．．00110103HC口0．．．10．．．01000104H定时器低8位0．．．10．．．01010105H定时器高8位（2）8155与外部设备连接的引脚PA7~PA0——A口I/O线，可设定为输入或输出。PB7~PB0——B口I/O线，可设定为输入或输出。PC5~PC0——C口6位通用I/O线。或作为A口和B口的控制信号线使用，其中：高3位PC5~PC3为B口服务，低3位为A口服务。3）8155工作方式（1）作为256个字节外部RAM这种工作状态要求IO/M=0，这时8155只能作为单片机外部RAM使用，地址为0000H~00FFH，CPU用MOVX指令对其进行读/写操作。（2）8155扩展为I/O口使用这种工作方式要求IO/M=1，再由工作方式控制字来选择8155I/O口的基本输入、输出工作方式。4）8155的命令/状态控制字若对8155片内I/O口或定时器进行操作，必须向工作方式控制寄存器写入一个初始化命令字。8155的工作方式控制字格式如图7．1．4所示。在图7．1．4中：D3~D0规定A、B、C口的工作方式。当C口作为控制口时D4、D5设定A口和B口的中断允许或禁止。最高两位D7D6控制定时器操作方式的解释如下：D7D6=00——无操作；此命令不影响原先的计数方式。只有当用户仅要改变A、B、C口的工作方式而不需要改变定时器原先规定的操作方式时使用此命令。D7D6=01——停止计数：若计数器尚未起动，则不操作，维持原状态。若计数器正在运行计数时，此命令输入后，计数器立即停止计数工作。D7D6=10——计满后停止：若计数器正在计数，当由计数初值减至终值时停止计数。若此命令输入时计数器未起动，则计数器无操作。D7D6=11——开始计数：若计数器原先没有工作，则在CPU装入计数初值和此命令后立即起动工作。若计数器正在运行计数，则在CPU输入新的计数初值和此命令后，计数器仍按原方式规定工作，直到计数器减至终值后，才按新的方式规定和计数初值工作。图中ALT1（A、B口基本I/O，C口输入）、ALT2（A、B口基本I/O，C口输出）方式使用较多，另两种方式可查有关资料。

图7．1．48155工作方式控制字格式例如：若用户要求8155的A口为基本输入口，B口为基本输出口、C口为输入口，并立即停止计数器工作。由图7．1．4可知，8155工作在ALT1，方式字的各控制位：0100001042H停止禁止中断ALT1B口输出A口输入工作方式控制字为42H，控制口地址为0100H，则CPU写入8155片内的初始化程序为：MOVDPTR，#0100H；控制寄存器地址MOVA，#42H；方式控制字8155工作在ALT1MOVX@DPTR，A；控制字写入8155中CPU执行上述程序后，使8155的IO/M=1，CE=0，地址线低8位A7~A0=00H，而后数据线D7~D0=42H。5）8155与8031的硬件接口及初始化编程由于8155内部有地址锁存器，由ALE信号锁存。因此8155的AD7~AD0与8031的P0.7~P0.0直接相连，其余各输入、输出控制、都和8031的同名端相连即可。而IO/M和CE端可用P2的两位控制。根据表7．1．1地址编码，可得8155和8031单片机硬件接口电路如图7．1．5所示用户对8155的A、B、C口先用方式控制字确定这三个口的工作方式，若规定工作在基本的I/O状态，然后用MOVX指令对这三个口进行输入或输出操作图7．1．58155与8031硬件接口例如：设定8155工作在基本I/O口ALT1方式，A口输入，B口输出，C口输入。要求将A口输入的数据送进8155片内的RAM的0000H单元中，将00FFH单元数据从B口输出。试设定工作方式控制字及编写程序。解：根据要求，由图7．1．3得控制字为00000010B=02H。完成要求功能的程序为：MOVDPTR，#0100H；8155控制口地址为0100HMOVA，#02H；8155设定为ALT1工作控制辽MOVX@DPTR，A；向8155输出控制字MOVDPTR，#0101H；设定8155A口地址为0101HMOVXA，@DPTR；读8155A口数据MOVDPTR，#0000H；8155片内RAM首地址MOVX@DPTR，A；将A口数据送入8155内RAM单元MOVDPTR，#00FFH；8155内RAM地址00FFHMOVXA，@DPTR；读出8155内RAM的00FFH单元数据MOVDPTR，#0102H；设定8155B口地址为0102HMOVX@DPTR，A；将8155内RAM数据从B口输出例：使8155作为I/O口和定时器使用。为基本I/O口ALT2方式。A、B、C口均设定为输出方式；定时器作为连续方波发生器使用，对输入TIN端的脉冲进行10分频，即在TOUT端输出连续方波。试编制初始化程序。解：实现上述要求的硬件电路见图7．1．5。（1）工作方式控制字为：11000111B=C7H。（2）计数初值为10。选M1M0=01，则计数初值为000AH，终值是0。低8位是0AH，高8位是40H。实现上述要求功能的8155初始化程序段如下：MOVDPTR，#0104H；指向8155定时器低8位地址MOVA，#0AH；计数初值分频为10MOVX@DPTR，#A；装入计数初值低8位INCDPTR；指向定时器高8位地址MOVA，#04H；设定TOUT输出连续方波M1M0=01MOVX@DPTR，A；送入8155定时器高8位MOVDPTR，#0100H；指向8155控制寄存器地址MOVA，#0C7H；设定8155工作在ALT2，起动定时器MOVX@DPTR，A；控制字装入8155内，起动定时器CPU执行上述程序后，将在图7．1．5中8155的TOUT端输出高、低电平各为5个输入脉冲的宽度的连续方波。在单片机扩展8155的应用系统中，8155的I/O口可以外接打印机、BCD码拨盘开关、LED显示器及A/D、K/A转换器以及作为控制的输入、输出口，同时还为单片机外扩256个字节的RAM和一个14位定时器。所以8155是单片机应用系统中最常用的接口芯片之一

3.数字光电隔离电路1）光电耦合器的结构及特点图7．1．6

a)为普通光电耦合器，它以发光二极管为输入端，光敏三极管为输出端。若要获较大驱动能力，可采用达林顿管输出或晶闸管输出的光电耦合器件，如图7．1．6b、c)所示。图7．1．6常用的光电耦合器

2）光电耦合器输入控制和输出形式如图7．1．7所示。输出也分为集电极输出和发射极输出等形式

图7．1．7光电耦合器输入控制和输出形式

4.输出驱动电路

1）功率晶体管输出驱动继电器电路采用功率晶体管输出继电器的电路如图7．1．8所示，因负载呈感性，所以输出须接反电势保护用二极管D，J为继电器线图。

2）达林顿阵列输出驱动继电器电路图7．1．9给出了MC1416内部电路原理图和使用方法。图7．1．9MC1416驱动7个继电器

I/O接口：接受来自CPU的数据、地址及控制信号，并向CPU送应答信号。具体器件如前面讲过的8155。

D/A转换器：其作用是数字量转换成相应的模拟量，下一节中将专门讲述具体内容。隔离级：将计算机与被控对象隔离开来，以防止来自现场的干扰。图7．１．１０中所示为模拟侧隔离，另外可将隔离级到D/A转换器之前，构成数字侧隔离。输出级：由运算放大器，V/I转换器等组成，以提供不同形式的输出信号。执行器：其作用是接受微机通过AO发来的控制信号，并转换成调整机构的动作，使生产过程按照预先规定的要求正常进行图7．1．10模拟量输入AO的一般结构2）多通道共享D/A转换形式这种形式由于D/A转换器是共用的，所以每一个模拟量输出通道都需要一个采样保持器S/H,如图7．1．11所示。图7．1．11多通道共享D/A转换结构

2.模拟光电隔离器图7．1．12是电路图，并示出了具体参数，输入输出不共地，各用了一套15V电源。此电路图主要由四部分组成:

（１）以运算放大器K1为核心的输入级，由于采用了同向输入方式，因此既有输入阻抗高及相当于电压串联负反馈的特性。（２）输入输出隔离级:由二极管－极管光电隔离耦合器（D1、T1）实现，起到抑制输入级干扰的作用。（３）以运算放大器K2为核心的输出级，它是一个反向器（放大倍数=-1）。（４）以T3为核心的恒流源及光电管D2、T2，起到稳定工作点、抑制干扰及补偿温漂的作用。图３．１．１２所示各点的电压值，是当输入电压Vin=0V时所对应的值。图３．１．１２模拟光电隔离极性转换电路

3．V/I电压电流转换器1）采用F3080组成的V/I变换电路

F3080是电流输出型运放，其输入特性与通常运放是相同的，而输出是电流的形式。图7．1．1３用F3080组成的基本V/I变换电路。图中IＲ为5脚注入电流，可在0.1－500uA范围内自由设置，可以是直流或交流控制信号。采用直流控制就成为可控制式V/I转换器。W用作失流补偿，使Vin=0V时输出Io=0。

图7．1．1３基本V/I变换2）运放V/I变换电路采用通用运放实现V/I的方法很多，考虑实际电流信号多采用统一标值（0－10mA或4－20mA），故这里只介绍两个实用电路。

(1)0－10V/0－10mA转换电路图7．1．1４是实现这种V/I转换的电路，他由运放A和晶体管T1、T2组成。

图7．1．1４输出0~10mA的V/I转换电路

输入电压Vin经R1进入运算放大器A，经A放大后进入T1、T2。由于T2射极接有反馈电阻Rf，得到反馈电压Vf加至输入端，形成运放A的差动输入信号。由于具有较强的电流反馈，所以有较好的横流性能。输入电压Vin和输出电流Io之间关系如下：若R3、R4>>Rf、RL，可以认为Io全部流经Rf。由此可得

V-=V·R4/(R1+R4)+Io·RL·R1/(R1+R4)

(7．1．1)

V+=Io(Rf+RL)·R2/(R2+R3) (7．1．2)

对于运放，有V-≈V+，则Vin·R4/(R1+R4)+Io·RL·R1/(R1+R4)=Io(Rf+RL)·R2/(R2+R3)若取R1=R2,R3=R4,则由上式整理可得

Io=Vin·R3/(R1·Rf)(7．1．3)可以看出，输出电流Io和输入电压Vin呈线性对应的单值函数关系。R3/(R1·Rf)为一常数，与其它参数无关。若取Vin=0～10V，R1=R2=100KΩ,R3=R4=20KΩ,Rf=200Ω，则输出电流Io=0～10mA。(2)1～5V/4～20mA变换电路图7．1．1５输出4～20mA的V/I变换电路

图7．1．1５为实现此V/I变换的电路。由图可见，两个运放A1、A2均接成射极输出形式。在稳定工作时

Vin=V1所以I1=V1/R1=Vin/R1(7．1．4)又因为I1≈I2所以Vin/R1=(Vs-V2)/R2既V2=Vs-Vin·R2/R1(7．1．5)在稳定状态下，V2=V3，If≈Io，故Io≈If=(Vs-V3)/Rf=(Vs-V2)/Rf(7．1．6)

将式(3.1.5)代入式(3.1.6)得Io=(Vs-Vs+Vin·R2/R1)/Rf=Vin·R2/(R1·Rf)(7.1.7)

其中R1、R2、Rf均为精密电阻，所以输出电流Io线性比例于输入电压Vin，且与负载无关，接近于恒流。若R1=5kΩ,R2=2KΩ,R3=100Ω,当Vin=1～5V时，输出电流Io=4～20mA3）集成V/I转换器

ZF2B20/21电压/电流转换器的外引脚图如图7.1.1６所示。它的输入电压范围为0～10V，输出电流为4-20mA，采用单正电源供电，电源电压范围为10-32V，其特点是低漂移，在工作温度为-25℃～+85℃范围内，最大漂移为0.005%/℃。其输入电阻为10KΩ，非线性小于0.025%，动态响应时间小于25ms。利用2B20/21实现V/I转换只需外接很少的调节元件即可，如图7．1．1７外接初始校准电位器即可实现0-10V/4-20mA的转换。图7．1．1６图7．1．1７

7．2D/A转换器与单片机接口电路7．2．18位转换器DAC0832与MCS-51单片机接口电路D/A转换器的功能是将一组输入的二进制数转换为在时间上是连续的模拟量输出，输出模拟量形式有电流型和电压型两种。对于电流型输出D/A转换器可外接运算放大器，将输出电流转换成电压并提高带负载能力。1．DAC0832D/A转换器性能、结构DAC0832芯片是一种具有两个输入数据锁存器的8位DAC，能直接与MCS-51单片机接口。主要性能如下：（1）分辨率8位；单一电源供电（+5V~+15V）；（2）具有单缓冲、双缓冲和直通输入三种工作方式；（3）逻辑输入电平与TTL电平兼容。DAC0832片内结构如图7．2．1所示。

图7．2．1D/A转换器DAC0832内部结构

（1）8位输入寄存器由8个D锁存器组成，作为输入数据的缓冲器，它的8位输入线可直接与P0口相连。由LE1来控制其输入及锁存。当LE1=1时，锁存器的输出Qi随输入DIi变化；当LE1=0时，输入数据被锁存。由三根引脚对LE1进行控制：当ILE=1、CS=WR=0时LE1=1，输出随输入变化。当WR1=1时，LE1=0，输入数据被锁存。数据能否进行D/A转换，还有赖于LE2是否满足开通条件。（2）8位DAC寄存器

`

它也是由8个D锁存器组成。它的控制端为LE2。当LE2=1时，输出数据跟随输入；在LE2=0时，将第一级输出的数据锁存到DAC寄存器中。LE2的状态由两根引脚对其进行控制。

`

当WR2和XFER均为0时，LE2=1。

（3）8位D/A转换器它是采用T型网络的D/A转换器，输出是与数字量成比例的电流，Rfb是连接外部运算放大器的反馈电阻端，连接运算放大器的输出端，将IOUT1和IOUT2输出电流变为电压。2．DAC0832芯片引脚控制功能DAC0832共20条引脚双列直插式封装结构，功能如下：CS——片选端，低电平有效；ILE——数据允许锁存信号，高电平有效；

`WR1——写信号1端，低电平有效。当XFER和WR2同时有效，才能使数据通过第二级锁存器进行D/A转换。DI7~DI0——8位数据输入线。可连接数据总线P0口；IOUT1——模拟电流输出端1。当DAC寄存器全为1时输出电流最大；全为0时输出电流为0。IOUT2——模拟电流输出端2。IOUT2为一常数与IOUT1之差，即IOUT1+IOUT2=常数。连接运算放大器输入端。Rfb——反馈电阻连接端。用于连接运算放大器的输出（反馈电阻固化在片内）。3．DAC0832的三种工作方式用户可以有三种工作方式可供选择。（1）直通方式这时两级8位数据锁存器都处于输出跟随输入的情况、条件是

LE1和LE2同时为1，为此要求；ILE=1，而CS、WR1、WR2和XFER均为0。由DI7~DI0输入的数据直接进行D/A转换。

（2）用于单缓冲器寄存器工作方式两个锁存器之一始终处于直通状态，另一个锁存器处于受CPU控制状态。条件是LE2=1（直通）CPU控制LE1=CS•WR•ILE。这时DAC0832相当8031的一个外部RAM单元，CPU用一条MOVX指令就可以完成D/A转换。

（3）用于双缓冲寄存器的工作方式这种方式是两个锁存器都处于受控方式，CPU通过5条引脚分别控制LE1和LE2。关系为

`

LE1=ILE•CS•WR1；LE2=WR2•XFERCPU要输出转换8位数据必须通过两步操作才能完成。多用于2路D/A转换接口场合，每一路模拟输出都且一片DAC0832，并要求同步进行D/A转换输出。4．DAC0832和8031的接口方法由于DAC0832内部带有数据锁存器，可直接与P0口连接。（1）DAC0832工作在单缓冲方式硬件接口若系统中只需要一路D/A转换时，采用单缓冲。硬件使LE2=1，则将WR2和XFER接地，将ILE接+5V。这时：

`LE1=CS•WR1，用单片机WR控制WR1、P2.7连接CS。CPU用输出指令MOVX@DPTR，A可进行单缓冲D/A转换。接口如图7．2．2所示。

图7．2．2DAC0832单缓冲器接口方式根据图连线，执行3条指令可完成D/A转换。MOVDPTR，#7FFFH；指向0832地址，使P2.7=CS=0MOVA，#data；待转换的数字量装入A中MOVX@DPTR，A

`；启动D/A转换，WR=WR1=0，数字量从P0口送至DI7~DI0（2）DAC0832双缓冲同步方式硬件接口

要求两路同步D/A转换输出时，应采用双缓冲同步方式连接。数字量的输入锁存和D/A转换输出分两步完成。两片DAC0832共同占用8031外部RAM的3个地址：两个0832输入寄存器各占去一个RAM地址，CPU分时操作，先后用两条输出指令将待转换的数字量分别写入并锁存到各自的输入寄存器中；而两个DAC寄存器则占用同一个RAM单元地址，以便使CPU用一条输出指令同时打开两个0832的DAC寄存器（使两个LE2同时为1），实现同步完成两路D/A转换输出。实现上述功能接口电路如图7．2．3所示。图7．2．3DAC0832双缓冲器接口方式

在图中：1#DAC0832输入寄存器地址为DFFFH（P2.5=0）；2#DAC0832输入寄存器地址为BFFFH（P2.6=0）；1#、2#DAC0832第二级寄存器的共同地址为7FFFH，使P2.7连接XFER为0有效。

`单片机WR端连接两片0832的所有WR1、WR2端，在CPU执行写指令时，8031自动生成WR=0有效信号。CPU执行下面8位指令能完成两路D/A转换同步输出。MOVDPTR，#0DFFFH；指向1#DAC0832地址MOVA，#data1；1#0832待转换数据MOVX@DPTR，A；将数据送入1#输入锁存器中MOVDPTR，#0BFFFH；指向2#DAC0832地址MOVA，#data2；2#0832待转换数据MOVX@DPTR，A；将数据写入2#0832输入锁存器MOVDPTR，#7FFFH；1#、2#0832共同选通地址MOVX@DPTR，A；1#、2#同时打开DAC寄存器进行D/A转换，分两路同时输出7．2．212位转换器DAC1208与MCS-51单片机接口电路8位D/A转换器分辨率低，在要求控制精度较高的系统中，需要12位分辨率的D/A转换器。1．DAC1208D/A转换器性能及内部结构DAC1208与DAC0832结构相似，因此其D/A转换的控制方法也相似，可直接与8位或16位单片机接口。主要性能如下；（1）分辨率为12位（数据分两次输入）；（2）片内有两级缓冲锁存器，可工作在单缓冲或双缓冲方式。DAC1208D/A转换器结构如图7．2．4所示。

图7．2．4D/A转换器DAC1208内部框图由图可见：12位输入寄存器分成一个8位和一个4位并联，为的是和8位CPU数据总线相连接。但在CPU送数据时要分两次输出，先送高8位、再送低4位，然后12位数一次输出进行D/A转换。两级缓冲锁存控制由4根输入控制线完成。第一级两个输入寄存器由CS和WR1来控制。但是为了区分数据是进入8位还是4位输入寄存器，增加了一条高/低字节控制线：BYTE1/BYTE2。当BYTE1/BYTE2=1时，选中8位输入寄存器（也选中低4位寄存器）；为0时只选中低4位寄存器。因此用户写入时一定要先送高8位，后送低4位。第2级12位DAC寄存器由XFER和WR2共同控制。实现双缓冲功能。

2．引脚功能DAC1208共24条引脚。大部分与DAC0832功能相同现将不同的部分说明如下：DI11~DI0——12位数字输入线。其中DI11~DI4与P0口相连接；DI3~DI0与P0口高4位P0.7~P0.4相连接。BYTE1/BYTE2——字节输入顺序控制信号。当该信号线为1时，同时开启8位和4位两个锁存器，CPU将数据同时送入两个锁存器中；当该信号为0时，则仅开启低4位输入锁存器，CPU只能送入低4位数据。

3．DAC1208与8031单片机的接口方法DAC1208采用双缓冲方式工作。12位数据分两次输入，需要2个数据输入锁存器地址。控制第二级DAC12位寄存器需要1个地址；共3个地址。WR1和WR2同时连接8031的WR，P0.0控制BYTE1/BYTE2，P0.1控制XFER，而P0.2控制CS端，完成双缓溃工作方式控制。硬件连线如图7．2．5所示。

图7．2．5DAC1208与8031单片机硬件接口

由图可见：8位输入锁存器地址为：011B=03H；4位输入锁存器地址为：010B=02H；12位DAC寄存器地址为：100B=04H。注意；这里采用向左对齐的数据格式，即12位数据的高8位作为字节1，低4位作为字节2，如图7．2．6所示。CPU用指令向低4位输入锁存器写入数据时，要按图所示的格式。

图7．2．6向左对齐数据方式4．DAC1208的D/A转换程序设12位待转换的数字时存放在8031片内RAM的30H、31H两个单元中，现按图中的连接，送到DAC1208去进行D/A转换。程序分三步完成：（1）取出高8位数据写入1208的8位输入锁存器；（2）取出低4位数据写入4位输入锁存器中；（3）12位数据同时送入12位DAC寄存器进行D/A转换，并输出相应的模拟电压Uo。DAC1208D/A转换程序如下：MOVR0，#03H；送8位输入锁存器地址MOVA，30H；取出待（D/A）转换的高8位数据MOVX@R0，A；送入高8位输入锁存器中MOVR0，#02H；4位输入锁存器地址MOVA，31H；取出待转换的低4位数据SWAPA；低4位数据与高4位交换（向左对齐）MOVX@R0，A；写入DAC1208低4位输入锁存器中MOVR0，#04H；指向12位DAC寄存器地址MOVX@R0，A；锁存并完成12位D/A转换（A内容任意）

7.2.3F/V压频转换器

1.F/V变换基本原理

F/V变换器是将频率变化的信号线性的变换成电压变化的信号的器件，简称FVC。图３．２．７是FVC的基本组成形式.FVC的基本工作过程是：输入频率信号fin通过比较器变成快速上升/下降的窄脉冲，去触发MMV而随即产生的定宽度(定时Tw）、定幅度(Vm)的输出脉冲序列。将此脉冲列经LPF平滑取平均值，就可得到正比于fin的输出电压Vo。

2.常用F/V转换器

LMＸ31是一种压频互变的器件，前面应讨论了它的结构，故这里仅介绍实现FVC转换的电路，如图３．２．７所示。

图7．２．７LMＸ31用作F/V转换的外部接线图根据电和平衡的原理知

(Io-Vo/RL）*Tw=Vo/RL(1/fIN-Tw)

式中Io=1.9/Rs,Tw=1.1RtCt。整理得由输入频率信号转换而来的电压输入为

Vo=2．09fIN*Rt*Ct*RL/Rs图３．2．８为精密的转换电路，其输出利用运算放大器Ａ提供缓冲输出并实现双极点滤波器的作用。采用此电路可提高F/V转换精度和响应速度，对于高于1KHz的频率，波纹峰值小于5mＶ。但输入频率低于200Hz时，其输出波动要比图３．３．８大，为此在设计时应予以考虑。图7．2．８精密Ｆ／Ｖ转换电路

3.3常用执行器执行器是计算机控制系统中重要的组成部分,它的作用是把微机发出的控制信号转换成调整机构的动作,使生产过程按规定的要求进行。也就是说,它是实现微机对被控对象实施控制的执行者,前面各环节的作用最终要由它来体现。若选择和运用不当,往往给生产带来许多困难,甚至造成严重的生产事故。为此，必须足够的重视执行器的使用。7．3．1继电器1．继电器的工作原理继电器是用来控制外界大电流或高电压的器件,图7.3.1为其工作原理图。当控制电流流进线圈L时就产生一磁场,这个磁场力可带动触点K动作，使其闭合或断开。这样通过触点K即可控制外界的交流或直流大电流或高电压。图7.3.1继电器的驱动电路驱动器的选择要根据所用继电器线圈的吸合电流而定，且要求驱动器的最大负载电流一定要大于继电器的吸合电流。图7．3．2为两种继电器触点输出的驱动电路。7．3．2晶闸管

１．晶闸管结构及原理晶闸管又称可控硅（SCR），是一个三端器件。分为阳极A、阴极C、控制极（门极）G。图7．3．3为单向晶闸管的结构符号。图7．３．3单向晶闸管SCR符号

图7．３．４双向晶闸管SCR符号

2.单片机驱动晶闸管接口图7.3.5为单向SCR的控制电路。由于SCR通常用来控制交流高电压开关负载，故图中采用了光电隔离措施。

图7．3．6双向晶闸管驱动电路

7．3．3．固态继电器（SSR）固态继电器是一种无触点通断功率型电子开关。当施加触发信号后其主回路呈导通状态，无信号时呈阻断状态。

1．固态继电器的结构原理通常是四端组件，两个输入端、两个输出端，图7．3．7为其结构框图。图7．3．7固态继电器的原理框图

2．固态继电器的分类根据负载端所加电压的不同，SSR可分为直流型和交流型两种。

7．3．8（a）、(b)、(c)分别为直流、交流型SSR输入输出的关系波形。图7．3．8SSR输入输出的关系波形3．SSR输入端的驱动及使用注意事项

SSR输入5～10mA电流时SSR通，而小于1mA时SSR断；输入端工作电压通态一般不低于3V，断态一般小于1V。图7.3.9为几种基本的SSR输入端驱动方式。图7．3．9几种基本的SSR输入端驱动方式使用SSR注意事项：对于直流型SSR，当负载为感性时（如直流电磁阀或电磁铁），应在负载两端并联一只二极管。二极管电流应等于工作电流，电压应大于工作电压的4倍。且SSR应尽量靠近负载。大功率的SSR应加瞬间过电压保护。，由于电源上电时RC回路的充放电会产生误动作，大功率的SSR无RC吸收保护网络环节。为此，可采用压敏电阻保护。过电流保护。由于负载断路、浪涌电流等易造成SSR器件损坏，因此，一般