第四章微机控制系统选择与接口设计ch讲述.ppt

（1）传感器的检测测量电路 a. 模拟型测量电路——调制、放大、解调、滤波、A/D转换处理。 电参量：电阻、电容、电感； 电量：电压、电流。基本转换电路把电参量转换成电量。 调制：使得测量信号具有区别于其他杂散信号的特征，以提高其抗干扰能力。 解调：与调整相反的过程，还原测量信号。 b. 数字型测量电路——光电转换、放大整形、检测量编码。 可以采用细分的方法提高传感器分辨率：使传感器的输出变化1/n个周期计一个数，n为细分数。 c. 开关型测量电路——实质是对开关信号进行功率放大。 传感器信号放大转换电路主要包括： 电桥电路——测量阻抗、感抗、电容量等电参量的电量（电压、电流等）转换。 放大电路——由运算放大器、晶体管等组成。将检测到的微弱电信号进行放大处理（电压放大、电流放大、功率放大等）。采用屏蔽、滤波、正确接地来提高放大信号的质量或品质。 调制与解调电路——对传感器输出的微弱、缓慢变化信号，由一般直流放大和信号传输电路，将产生零点漂移等干扰信号。采用调制的方法先把直流变成某种频率的交流信号，再经放大器放大，最后解调将交流信号还原成直流信号。 A/D、D/A转换电路——实现检测输入、计算机处理、输出执行信号之间的匹配转换。 （2）传感器信号放大转换电路 （3） 传感器与微机的基本接口 微型计算机需要输入数字信号，而传感器输出的信号有模拟、数字、开关型信号，为了与计算机匹配，需要相应的接口电路。 模拟量接口电路、数字量接口电路、开关量接口电路。 模拟量接口电路有采样保持电路； 数字量、开关量接口电路有三态（低电平，高电平，高阻态）缓冲器。 1)输入放大器 根据被分析的信号幅值大小，对于超过限额的电压幅值，可以采用衰减器加以衰减，对于太小的幅值，则采用输入放大器加以放大。 输入放大器上往往设有DC和AC选择挡。有时分析的信号是交变信号与直流分量的叠加，但若感兴趣的只是交变信号，这时就可用AC挡来消除直流分量，AC挡成为隔直电路。 2)抗频混滤波器 为了避免产生频率混淆，一般使信号在进入A/D（模数转换）之前，先通过一个模拟式低通滤波器，滤除信号中不必考虑的高频成分。这种用途的滤波器称为抗频混滤波器。 3)采样保持电路 这个电路在A/D转换器之前，是为A/D进行转换期间，保持输入信号不变而设置的。 通常用于模拟输入信号变化率较大的信号。 要求采样时，存储电容尽快充电，以跟随参量变化。保持时，存储电容漏电流必须接近于零，以便使输出值保持不变。 4)模拟多路开关 分别或依次把各传感器输出的模拟量与A/D接通，以便进行A/D转换。 5) A/D转换器及其与微机的连接 A/D转换器（芯片）关键的技术参数主要有分辨力和转换时间。 分辨力是指转换微小输入量变化的敏感程度，用数字量的位数来表示，如8位、10位、12位等。 常见的0809 A/D转换芯片为8路模拟输入、8位数字输出的A/D转换器。它的分辨力为满刻度的0.4%，即 转换时间是指A/D转换的工作时间，时间的倒数对应可以转换的最高频率。例如转换时间为100us的转换芯片，能转换的最高信号频率为 重点掌握微机控制系统的定义；常用控制计算机的类型、抉择和权衡方法；输入/输出接口控制信号的可靠性设计基本要求和提高输入/输出电路与接口可靠性的主要方法；检测传感器的测量电路及微机接口。 本章小结 课堂作业 ADC0832 是美国国家半导体公司生产的一种 8 位分辨率、双通道 A/D 转换芯片。芯片转换时间为 32μS。试计算单通道输入0~+5V模拟电压时，芯片的可以分辨的电压精度及能转换的最高信号频率。 解：芯片的可以分辨的电压精度 能转换的最高信号频率 * 电阻式触摸屏：当手指按在触摸屏上时，该处两层导电层接触，电阻发生变化，在X和Y两个方向上产生信号，然后送触摸屏控制器。 氧化物电阻随时间变化，需要经常校正；透光性较差，不能实现多点触摸。 表面电容触摸屏：只采用单层的ITO（由铟锡氧化物构成透明导电材料），当手指触摸屏表面时，就会有一定量的电荷转移到人体。为了恢复这些电荷损失，电荷从屏幕的四角补充进来，各方向补充的电荷量和触摸点的距离成比例，我们可以由此推算出触摸点的位置。 * 三态　　简单地说就是有三种状态：低电平，高电平，高阻态。　　在总线应用中，一个器件控制了总线，就要么高电平，要么低电平；当它交出总线控制权时，就要处于第三种状态：高阻。这样就不影响别的设备控制总线了。 机电一体化系统设计 第四章 微机控制系统的选择与接口设计 第一节 专用与通用的抉择、硬件与软件的权衡 第三节 微机控制系统的构成与种类 第十节