01_AB_输入与输出信号
采用中规模集成器件实现组合逻辑电路
采用中规模集成器件实现组合逻辑电路中规模集成器件的大量消失，使很多规律问题可直接选用相应的集成器件，既省去繁琐的设计，也可避开设计中带来的错误。
用器件设计电路给电路设计供应了便利，成为电路设计者的优先选择，主要表现在以下几个方面：1.精简设计电路所用的器件，简化结构；2.节约设计电路所用的时间，缩短设计周期；3.简化电路调试过程，缩短测试周期；4.便利电路维护，削减维护成本。
中规模集成器件，大多数是专用的功能器件。
用这些功能器件实现组合规律函数，基本采纳规律函数对比方法。
由于每一种组合电路的中规模集成器件都具有某种确定的规律功能，都可以写出其输出和输入关系的规律函数表达式。
可以将要实现的规律函数表达式进行变换，尽可能变换成与某些中规模集成器件的规律函数表达式类似的形式。
假如需要实现的规律函数表达式与某种中规模集成器件的规律函数表达式形式上完全全都，则使用这种器件最便利；假如需要实现的规律函数是某种中规模集成器件的规律函数表达式的一部分，例如变量数少，则只需对中规模集成器件的多余输入端作适当的处理（固定为1或固定为0），也可以很便利地实现需要的规律函数；假如需实现的规律函数的变量数比中规模集成器件的输入变量多，则可以通过扩展的方法来实现。
用中规模集成器件设计组合规律电路的方法为：（1）对规律问题进行描述分析给出规律问题，确定输入、输出变量；对变量进行赋值；由给出问题列出真值表；写出规律表达式。
（2）对表达式进行变换写出选定中规模集成器件规律表达式；将设计电路的规律表达式进行变换，其形式尽可能与器件的表达式全都；将两表达式进行比较，确定集成器件的输入与输出。
（3）画电路使用数据选择器实现单输出函数和使用译码器及附加规律门实现多输出函数是比较便利的；对某些规律函数，如规律函数输出为输入信号相加，则采纳全加器实现较为便利。
1、用具有n个地址输入端的数据选择器实现n变量规律函数一块具有n个地址端的数据选择器，具有对2n个数据选择的功能。
第5章 数字信号的输入与输出
第五章数字信号的输入与输出智能仪器的信息输入、输出，可以分为数字量与模拟量。
数字量的输入输出相对较简单，对于模拟量的输入，一般信号都比较微弱，需要放大，A/D转换等。
一、常见的数字信号数字量输入信号：开关、按钮，数字式传感器，方波信号，正弦波信号等。
数字量输出：LED显示、指示灯、液压阀、继电器控制、步进电机控制等。
二、数字量信号的输入特点：1、信号的放大与变换，对于许多数字信号，是信号很弱的周期性信号，如正弦信号，三角波信号。
而输入单片机或微机中的信号一般有一定的电压幅值要求。
如光栅输出的信号就很小的正弦波。
常用的方法，先放大，然后处理。
当电压较高时，也不能直接输入，需要进行分压。
如图所示：2、隔离，对于一些输入信号，由于波动等，很容易对系统产生影响，需要采取隔离输入，常见的是光电隔离。
下图为光耦合器的结构与特性图4-16光耦合器结构与特性a)耦合器结构b)输入特性c)输出特性3、缓冲驱动，为了提高信号的驱动能力，改善信号性能，经常在输入单片机或微机前加一级缓冲，常用的是74HC244等。
4、安全保护，当输入电压变大到一定量时，会对系统造成破坏，因此，对于输入信号变化较大的情况，需要考虑安全保护。
常用稳压二极管等。
5、开关信号输入单片机中的常见方法：按键信号TLP-521-4是4路光耦，光耦前要接限流电阻，不同的光耦由于允许电流不同，限流电阻也不同。
进入单片机前，一般加驱动器74LS244。
三、数字信号的输出1、输出信号的几个问题1）功率匹配问题，单片机或微机的输出信号功率较小，要驱动不同的负载，要求的功率不同，电压不同，所以在在输出驱动时，首先关心输出的电压与功率。
如驱动发光二极管，正向电压为2－2.5V，最大电流为2－20mA，对于AT89C51，I/O口的最大灌电流10mA，因此可以直接驱动发光二极管。
8mA，则：R＝（5－2.2）/0.008=350(Ω)因此R一般选取200Ω－500Ω。
《ABplc培训教程》PPT课件
自1969年推出第一款PLC以来，ABplc不断发展和创新，逐渐成为工业自动化 领域的重要控制设备之一。
ABplc应用领域
01
02
03
04
工业自动化
ABplc广泛应用于各种工业自 动化生产线和设备中，如机床、
包装机械、印刷机械等。
能源管理
在电力、石油、天然气等能源 管理领域，ABplc可实现能源
及时备份
定期备份PLC程序及数据，以防意外丢失。
预防性维护
根据使用情况，对PLC进行预防性维护，如 清洁、紧固接线端子等。
更新与升级
关注厂家发布的更新与升级信息，及时对 PLC系统进行更新与升级。
07
ABplc在工业自动化领域 应用案例
生产线自动化控制系统设计案例
生产线设备监控与数据采集
通过ABplc实现生产线设备的实时监控和数据采集，提高生产效 率和设备利用率。
数据类型与变量定义
数据类型
ABplc支持多种数据类型，包括位（BOOL）、字节 （BYTE）、字（WORD）、双字（DWORD）、整数 （INT）、双整数（DINT）、浮点数（REAL）等。
变量定义 在ABplc中，变量是用于存储数据的容器，可以根据需要 定义不同类型的变量，如输入变量、输出变量、内部变量 等。
编程语言与指令系统
• Function Block Diagram（FBD）：功能块图语言，以功 能块为单位进行编程，适合模块化设计。
编程语言与指令系统
基本指令
01
包括逻辑运算、算术运算、比较运算等；
特殊指令
02
如定时器、计数器、中断处理等；
系统指令
03
用于系统配置、通信等。
模拟量输入、输出通道
医疗设备
在医疗设备中，模拟量输入/输出通道用于监测患者 的生理参数和实现设备的控制，如监护仪、呼吸机 等。
模拟量输入/输出通道的重要性
80%
提高设备的控制精度
模拟量输入/输出通道能够实时、 准确地反映输入信号的变化，从 而提高设备的控制精度和稳定性 。
模拟量输入通道的参数与性能指标
01
02
03
04
分辨率
分辨率是指模拟量输入通道能 够识别的最小电压或电流值， 通常以位数或比特数表示。高 分辨率的模拟量输入通道能够 提供更精确的测量结果。
线性度
线性度是指模拟量输入通道的 输入与输出之间的线性关系。 理想的线性度应该是100%，但 实际中的线性度可能会受到多 种因素的影响而有所偏差。
根据接口类型，正确连接信号线，避免信号干扰或数据传输不稳定。
接地处理
为了减少电磁干扰和保护设备，应确保良好的接地措施。
接口保护
在接口电路中加入适当的保护元件，如瞬态抑制二极管、滤波电容等， 以防止过压、过流等异常情况对接口造成损坏。
05
模拟量输入/输出通道的调试与校准
调试步骤与注意事项
检查硬件连接
采样速率
精度
采样速率是指模拟量输入通道 每秒钟能够采样的次数，通常 以赫兹（Hz）或千赫兹（kHz） 表示。高采样速率的模拟量输 入通道能够提供更准确的实时 响应。
精度是指模拟量输入通道的实 际输出值与理论输出值之间的 最大偏差。精度越高，表示模 拟量输入通道的误差越小，测 量结果越准确。
03
模拟量输出通道
精度
组合逻辑电路习题解答
自我检测题1．组合逻辑电路任何时刻的输出信号，与该时刻的输入信号 有关 ，与以前的输入信号 无关 。
2．在组合逻辑电路中，当输入信号改变状态时，输出端可能出现瞬间干扰窄脉冲的现象称为 竞争冒险 。
3．8线—3线优先编码器74LS148的优先编码顺序是7I 、6I 、5I 、…、0I ，输出为2Y 1Y 0Y 。
输入输出均为低电平有效。
当输入7I 6I 5I …0I 为时，输出2Y 1Y 0Y 为 010 。
4．3线—8线译码器74HC138处于译码状态时，当输入A 2A 1A 0=001时，输出07Y ~Y = 。
5．实现将公共数据上的数字信号按要求分配到不同电路中去的电路叫 数据分配器 。
6．根据需要选择一路信号送到公共数据线上的电路叫 数据选择器 。
7．一位数值比较器，输入信号为两个要比较的一位二进制数，用A 、B 表示，输出信号为比较结果：Y (A ＞B ) 、Y (A ＝B )和Y (A ＜B )，则Y (A ＞B )的逻辑表达式为B A 。
8．能完成两个一位二进制数相加，并考虑到低位进位的器件称为 全加器 。
9．多位加法器采用超前进位的目的是简化电路结构 × 。
（√，× ） 10．组合逻辑电路中的冒险是由于 引起的。
A ．电路未达到最简 B ．电路有多个输出 C ．电路中的时延 D ．逻辑门类型不同11．用取样法消除两级与非门电路中可能出现的冒险，以下说法哪一种是正确并优先考虑的A ．在输出级加正取样脉冲B ．在输入级加正取样脉冲C ．在输出级加负取样脉冲D ．在输入级加负取样脉冲 12．当二输入与非门输入为 变化时，输出可能有竞争冒险。
A ．01→10B ．00→10C ．10→11D ．11→01 13．译码器74HC138的使能端321E E E 取值为 时，处于允许译码状态。
A ．011 B ．100 C ．101 D ．010 14．数据分配器和 有着相同的基本电路结构形式。
常用逻辑部件介绍
逻辑门的表示方法：
逻辑门 与门
Y = A∧ B
或门 Y = A∨ B
非门 Y=A
国家标准符号
A B
&
Y
A B
≥1
Y
A1Y
旧教材使用符号
A B
Y
A Y
B
A
Y
常用逻辑部件介绍
逻辑门
与非门 Y = A∧ B
或非门 Y = A∨ B
异或门 Y=A∨B
国家标准符号
A B
&
Y
A B
≥1
Y
A =1 B
Y
旧教材使用符号
CP
DQ
D
CP
Q 触发信号:高电平
常用逻辑部件介绍
按触发信号的不同 ，触发器分为：
边沿触发 电平触发
上升沿触发 下降沿触发
高电平触发 低电平触发
CP
常用逻辑部件介绍
1. 上升沿触发方式
DQ
CP
2. 下降沿触发方式
DQ
CP
CP
CP D 0 1
其它 ×
CP
Q 0 1 Q0(不变）
CP D 0 1
其它 ×
常用逻辑部件介绍
时序逻辑电路例 : 触发器
D触发器
CP
DQ
D
CP
Q
输出信号Q的状态不仅与输入信号D当时的状态有关， 还与Q过去的状态有关。
常用逻辑部件介绍
触发器是时序逻辑电路常用的基本单元。 D触发器、J-K触发器、R-S触发器
以D触发器为例
DQ
CP R
输入端 D 输出端 Q 触发端 CP 清0端 R
A
Y
Y
A
常见的功能关系
依赖关系的类型
直接依赖
一个模块直接引用另一个模块的函数或类，从而产生 直接依赖关系。
间接依赖
一个模块通过其他模块间接引用另一个模块的函数或 类，从而产生间接依赖关系。
循环依赖
两个或多个模块之间形成循环引用，从而产生循环依 赖关系。
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输入是系统运行的前提和基础，没有 输入，系统就无法正常运转。
输出是系统运行的目标和效果，系统 的输出可以满足人们的某种需求或达 到某种目的。
输入与输出关系的类型
010203 Nhomakorabea单向关系
输入与输出之间是单向关 系，输入对输出有直接影 响，输出对输入没有直接 影响。
双向关系
输入与输出之间是双向关 系，输入和输出相互影响、 相互作用。
依赖关系在系统中的作用
确定系统各部分之间的联系
通过分析依赖关系，可以确定系统各部分之间的联系和相互作用， 从而更好地理解系统的整体结构和行为。
指导系统设计和开发
依赖关系可以指导系统设计和开发的过程，帮助开发人员更好地组 织和管理代码，提高代码的可维护性和可复用性。
辅助系统测试和维护
通过分析依赖关系，可以更好地理解系统的测试和维护需求，从而 制定更有效的测试策略和维护计划。
正反馈
使系统的输出增大的反馈，即反馈的作用与输入信 号的作用相同时，使系统放大倍数提高。
负反馈
使系统的输出减小的反馈，即反馈的作用与 输入信号的作用相反时，使系统放大倍数减 小。
反馈在系统中的作用
自动控制
在自动控制系统中，负反馈是最常见的一种应用，通过负反馈，系 统能够自动调节输出信号的幅度和频率，使其稳定在某一范围内。
数字量输入输出-基本输入输出
存 储 器 空 间 00000
内存 部分
I/O 部分
8088的输入/输出指令和时序
1. 输入指令IN
IN IN IN IN AL, port AL, DX AX,port AX,DX ；(Port)(AL), (Port+1)(AH)
2. 输出指令OUT
OUT port,AL OUT DX,AL OUT port, AX OUT DX,AX
(状态端口)
外
(数据端口) (控制端口)
DB
CB
设
数据端口：用于存放CPU与外设间传送的数据信息 状态端口：用于暂存外设的状态信息 控制端口：用于存放CPU对外设或接口的控制信息，控制 外设或接口的工作方式。
CPU对外设输入/输出的控制
C
P U
AB 地址 译码 数据 缓冲 控制 电路 I/O端口1
I/O端口单独编址
优点： I/O端口的地址空间独立 控制和地址译码电路相对简单 专门的I/O指令使程序清晰易读 缺点： I/O指令没有存储器指令丰富
FFFF
FFFFF
内存 空间 I/O 空间
80x86采用I/O端口独立编址
0
I/O端口与存储器统一编址
优点： 不需要专门的I/O指令 I/O数据存取与存储器数 据存取一样灵活 缺点： I/O端口要占去部分存储 器地址空间 程序不易阅读（不易分 清访问内存还是访问外 设）
输出 例:LED指示灯 设备
MOV DX, 288H OUT DX, AL
问题：对本电路
MOV DX,288H IN AL,DX
结果如何？
I/O端口的译码
译码电路的作用 译码电路的构成(与存储器译码相似） 设计译码电路的方法 片内译码和片选译码
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二极管测试
用万用表测试二极管，并确认连接处。
测量值： 正向电流: ______________ 逆向电流: _______________ 短路： ________________ 开路： ______________
使用 VAS 5051 检查二极管，并确认连接处。
符号显示： 正向电流: ______________ 逆向电流: __________________ 短路： ___________________ 开路： _________________ 备注：
BC 560
备注：
等效电路图
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售后服务培训
工作表 13 - 半导体元件
控制单元的输入和输出信号
建立电路，并确认连接处。 标出基极电流、集电极电流和发射极电流。 完成规定的测量。
晶体管类型： ___________
开关关闭时： 测量点 B：
___________ V
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B
D
V
V
测量点 A： 测量点 B： 测量点 C： 测量点 D：
备注：
___________ V ___________ V ___________ V ___________ V
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售后服务培训
工作表 6 - 无负载情况下的用电设备电压测量
BC 550
等效电路图
认出晶体管连接处，并画出等效电路图。输入预计的测量值。
晶体管类型： _______________ 测量点 B-E：____________ 测量点 E-B：____________ 测量点 B-C：____________ 测量点 C-B：____________ 测量点 C-E：____________
建立电路。
测量电流： ____________ mA
测量在 10 A 保险丝上的电压损失： ____________ mV
将测试结果与 ELSA 产品技术信息（TPI）表格中的 数据进行比较。
表格数值：
____________ mA
这些电流值是否几乎相同？
使用不同的保险丝（如 5 A 保险丝）并比较数值。
控制单元的输入和输出信号
晶体管检查
写出端子名称，并检查零部件：
晶体管类型： _______________ 测量点 B-E：____________ 测量点 E-B：____________ 测量点 B-C：____________ 测量点 C-B：____________ 测量点 C-E：____________
备注：
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A +12 V A
C R= 47 欧姆
D
E F
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基础知识复习
控制单元的输入和输出信号
保险丝上的电压损失测量
+12.5 V
0.4 mV
Uv = 0.4 mV
10A 54 mA 隐蔽的用电设备
E
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工作表 11 - 半导体元件
控制单元的输入和输出信号
晶体管
用颜色标示晶体管的端子名字、控制电流和工作电流：
+
+
用电设备电阻
基级电阻
NPN
_
备注：
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工作表 12 - 半导体元件
R ges. = ______________ I ges. = ___________
备注：
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工作表 2 - 导航基础知识
控制单元的输入和输出信号
建立电路，并完成规定的测量和计算。
蓄电池电压 U A-F =
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工作表 8 - 无负载情况下的用电设备电压测量
控制单元的输入和输出信号
控制单元的电源：
在控制单元的电源上，电阻（如，由于连接器/电线被氧化）是在正极还是在负极？ 当连接器拆下后，电压有多高？
+12 V
R
已氧化的连接器/电线
连接器
V __________ V
控制单元 J...
工作表 7 - 无负载情况下的用电设备电压测量
控制单元的输入和输出信号
电阻和开路
建立电路，并在规定点进行测量。
A +12 V
测量点 A：
___________ V
测量点 B：
___________ V
B
测量点 C：
___________ V
C
测量点 D：
___________ V
D
X
开路
E
备注：
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+12.5 V
（10A）标准 保险丝
备注：
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工作表 5 - 无负载情况下的用电设备电压测量
控制单元的输入和输出信号
电阻和开路
计算电阻，并在规定点测量。
A +12 V R = 10 k欧姆
C +5 V R = 1 k欧姆
__________ V
电压损耗 U A-D =
__________ V
工作电压 U D-E =
__________ V
电压损耗 U E-F =
__________ V
电流 I = ____________ A
计算的电阻 R = __________ 欧姆
测量的 R灯 = __________ 欧姆
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工作表 15 - 处理输入信号
控制单元的输入和输出信号
开关的输入信号
使用按钮/开关建立电路。 完成规定的测量。
控制单元
A 拉起
+12 V
R=1 千ohm
A
μC
RAM
A
D ROM
A
开关打开时： 测量点 A： 测量点 B：
___________ V ___________ V
控制单元的输入和输出信号
电阻和开路
建立电路。 在规定点测量电压。
+12 V R=1 欧姆
V
没有灯时的电压值： ___________ V 有灯时的电压值： ___________ V 备注：
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VSQ/TT • TT-006-0805 • 版本：2008.05 仅供内部使用
共39页 第14页
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半导体元件
控制单元的输入和输出信号
晶体管
大约 0.5 mm 表面贴装晶体管
PNP 晶体管
A
NPN 晶体管
A
复合晶体管
C
A
C
EC
E
E
NPN 光敏晶体 管
PNP 光敏晶体 管
C
备注：
E
C
VSQ/TT • TT-006-0805 • 版本：2008.05 仅供内部使用
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目录
控制单元的输入和输出信号
目录 基础知识复习 无负载情况下的用电设备电压测量 半导体元件 零部件和电路符号
处理输入信号 控制单元电路原理 开关的输入信号 电位计 NTC 温度传感器 产生不同电位的开关 感应传感器 霍尔传感器 ABS/ESP 控制单元的主动轮速传感器
控制单元的输出信号 控制单元电路原理 通过控制单元启动继电器 电磁阀的启动 用电设备的电源控制
VSQ/TT • TT-006-0805 • 版本：2008.05 仅供内部使用
页码 2- 6 7-10 11-18 19
. 20 21- 22 23-24 25-27 28 29 30-31 31-32
. 33 34-35 36-37 38-39
共39页 第1页
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工作表 1 - 导航基础知识
控制单元输入和输出信号
电阻
计算总电阻，并写出总电流的计算公式。
I1
R1 = 47 欧姆 I1 R
1
R I2 2
I2 R2 = 1 千欧姆
I3
R 3
R1 = 47 欧姆 R2 = 1 千欧姆
R3 = 1 千欧姆
R ges. = ____________________ I ges. = ___________
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工作表 9 - 半导体元件
控制单元的输入和输出信号
LED（发光二极管）
建立电路。 在规定点测量电压和电流。
A + 12 V
测量点 A-D：___________ V 测量点 B-C：___________ V 测量点 C-D：___________ V 测量点 I： ____________ mA 电压值 U1+U2： ___________ V
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处理输入信号