燕山大学自动化系 计算机制系统 第三章 输入输出接口技术 2021/2/24 第三章计算机输入输出接口技术
燕山大学自动化系 —计算机控制系统— 2021/2/24 第三章 计算机输入输出接口技术 1 第三章 输入输出接口技术
燕山大学自动化系 计算机制系统 本章主要内容 口模拟量输入接口 口模拟量输出接口 口数字量输入输出接口 2021/2/24 第三章计算机输入输出接口技术
燕山大学自动化系 —计算机控制系统— 2021/2/24 第三章 计算机输入输出接口技术 2 本章主要内容 模拟量输入接口 模拟量输出接口 数字量输入输出接口
燕山大学自动化系 计算机制系统 31数据的采样及保持 ·3.11多路转换开关 3.12数据采样定理 ·3.13采样/保持器 2021/2/24 第三章计算机输入输出接口技术
燕山大学自动化系 —计算机控制系统— 2021/2/24 第三章 计算机输入输出接口技术 3 3.1 数据的采样及保持 • 3.1.1 多路转换开关 • 3.1.2 数据采样定理 • 3.1.3 采样/保持器 返回本章首页
燕山大学自动化系 计算饥制系 311多路转换开关 1.CD4051 CD4051是单边8通道多路调制器/多路解调 器。其引脚结构如图所示 图中,C、B、A为二进制控制输入端,改 变C、B、A的数值,可以译出8种状态,并 选中其中之一,使输入输出接通。当 INH=1时,通道断开;当IH=0时,通道 接通。改变图中 IN/OUT0~7及OUTN的传递方向,则可用 作多路开关或反多路开关。其真值表如表 2021/2/24 第三章计算机输入输出接口技术
燕山大学自动化系 —计算机控制系统— 2021/2/24 第三章 计算机输入输出接口技术 4 3.1.1 多路转换开关 •1. CD4051 •CD4051是单边8通道多路调制器/多路解调 器。其引脚结构如图所示。 •图中，C、B、A为二进制控制输入端，改 变C、B、A的数值，可以译出8种状态，并 选中其中之一，使输入输出接通。当 INH=1时，通道断开；当INH=0时，通道 接通。改变图中 IN/OUT0~7及OUT/IN的传递方向，则可用 作多路开关或反多路开关。其真值表如表 所示
燕山大学自动化系 计算机制系统 IN/OUT 16HVDD 15 OUT/IN IN/OUT IN/OUT INH 2345678 10 03ABC Vss 图CD4051引脚图 输入状态 道号 CD4051 C00001111 0 1100 A01010101 CD4051真值表 2021/2/24 第三章计算机输入输出接口技术
燕山大学自动化系 —计算机控制系统— 2021/2/24 第三章 计算机输入输出接口技术 5 图 CD4051引脚图 表 CD4051真值表 IN/OUT 1 8 9 7 6 5 4 3 2 10 11 14 13 12 15 16 { IN/OUT{ { IN/OUT 1 2 3 0 4 5 6 7 OUT/IN INH Vss Vcc VDD A B C
燕山大学自动化系 计算饥制系 2.多路转换开关的扩展 当采样的通道比较多,可以将两 个或两个以上的多路开关并联起 来,组成8×2或16×2的多路开关。 下面以CD4051为例说明多路开关 的扩展方法。两个8路开关扩展成 16路的多路开关的方法,如图所 2021/2/24 第三章计算机输入输出接口技术 6
燕山大学自动化系 —计算机控制系统— 2021/2/24 第三章 计算机输入输出接口技术 6 • 2. 多路转换开关的扩展 • 当采样的通道比较多，可以将两 个或两个以上的多路开关并联起 来，组成8×2或16×2的多路开关。 下面以CD4051为例说明多路开关 的扩展方法。两个8路开关扩展成 16路的多路开关的方法，如图所 示。 返回本节
燕山大学自动化系 计算机制系统 模拟输出 IN-S OUT INH oUt SIH-IN 模拟输入 I CD4051 C C CD4051 模拟输入 B B (9~16) IN-S Shin D3 De Di do 图用CD4051多路开关组成的16路模拟开关接线图 2021/2/24 第三章计算机输入输出接口技术
燕山大学自动化系 —计算机控制系统— 2021/2/24 第三章 计算机输入输出接口技术 7 OUT OUT C C A B B A D3 D2 D1 D0 CD4051 CD4051 INH INH S1 S8 S1 S8 IN IN IN IN { { 模拟输入 （1 8） 模拟输入 ~ （9 16） ~ 模拟输出 . . .. . 图 用CD4051多路开关组成的16路模拟开关接线图
燕山大学自动化系 计算机制系统 312数据采样定理 烹散系统的采样形 式有周期采样、多 阶采样和随机采样。 周期采样应用最为 ST(t) 广泛。所谓周期采 样就是以相同的时mm 间间隔进行采样。 X I 图给出了采样前后 波形的变化 x(t图采样前后波形的变化 2021/2/24 第三章计算机输入输出接口技术
燕山大学自动化系 —计算机控制系统— 2021/2/24 第三章 计算机输入输出接口技术 8 • 离散系统的采样形 式有周期采样、多 阶采样和随机采样。 周期采样应用最为 广泛。所谓周期采 样就是以相同的时 间间隔进行采样。 图给出了采样前后 波形的变化。 X*（t）图 采样前后波形的变化 3.1.2 数据采样定理 返回本节 X(t) X (t) * ST(t) t t t 0 0 -5T -4T -3T -2T -1T 0 1T 2T 3T 4T 5T 6T
燕山大学自动化系 计算机制系统 313采样保持器 采样保持器的作用是:在采样时,其输出能 够跟随输入变化;而在保持状态时,能使输出 值不变。其输入输岀特性如图所示。 Vin out 采样 工作方式 保持 图采样/保持器的输入输出特性 2021/2/24 第三章计算机输入输出接口技术
燕山大学自动化系 —计算机控制系统— 2021/2/24 第三章 计算机输入输出接口技术 9 •采样/保持器的作用是：在采样时，其输出能 够跟随输入变化；而在保持状态时，能使输出 值不变。其输入输出特性如图所示。 图 采样/保持器的输入输出特性 3.1.3 采样/保持器 采样 保持 Vin Vout S/H Vin Vout 工作方式
燕山大学自动化系 计算饥制系 1.采样保持器的工作原理 最简单的采样保持器是由开关和 电容组成,如图所示。 K R Vout VX 图最简单的采样/保持器 2021/2/24 第三章计算机输入输出接口技术
燕山大学自动化系 —计算机控制系统— 2021/2/24 第三章 计算机输入输出接口技术 10 • 1. 采样/保持器的工作原理 • 最简单的采样/保持器是由开关和 电容组成，如图所示。 图 最简单的采样/保持器 K R Vx C . Vout
