3-4IO设备及接口
IPort-3嵌入式以太网转串口模块用户手册说明书
IPort-3嵌入式以太网转串口模块User ManualUM01010101 V1.08Date: 2020/12/01类别 内容关键词 IPort-3,以太网,串口摘 要IPort-3以太网转串口模块使用说明修订历史目录1. 功能简介 (1)1.1概述 (1)1.1.1IPort-3模块功能特点 (1)1.1.2产品特性 (2)1.2产品规范 (3)1.2.1电气参数 (3)1.2.2机械尺寸 (3)1.2.3温度特性 (4)2. 硬件部分说明 (5)2.1硬件电路说明 (5)2.2硬件连接使用说明 (11)2.3IPort-3的常用应用参考 (11)2.3.1TTL电平的应用 (11)2.3.2232电平的应用 (12)3. 工作模式 (13)3.1TCP Server模式 (13)3.2TCP Client模式 (13)3.3Real COM模式 (14)3.4UDP模式 (14)4. IPort-3模块IP地址 (16)4.1设备IP出厂设置 (16)4.2用户获取设备IP (16)4.3PC机与模块网段检测 (17)5. ZNetCom软件配置 (18)5.1安装配置软件 (18)5.2获取设备配置信息 (19)5.3修改设备配置信息 (21)5.4保存恢复设置 (22)5.4.1保存设置 (22)5.4.2恢复设置 (23)5.5恢复出厂设置 (23)5.5.1通过配置软件来恢复出厂设置 (23)5.5.2通过硬件来恢复出厂设置 (24)5.6升级固件 (24)6. 使用AT命令配置 (25)6.1利用超级终端工具 (25)6.1.1超级终端使用方法 (25)6.2AT命令配置流程图 (29)6.3AT命令 (30)6.3.1使用AT命令概述 (30)6.3.2使用AT命令详细说明 (31)6.3.3控制命令 (34)6.3.4设备信息配置命令 (37)6.3.5串口信息配置命令 (40)6.4AT命令配置实例 (48)7. Web浏览器配置 (50)7.1访客设置模式 (50)7.2管理员配置模式 (51)7.2.1功能设置 (52)7.2.2更改密码 (53)7.2.3备份恢复 (54)8. 固件升级 (55)9. 附录 (61)TCP和UDP中默认已经被占用的端口列表 (61)产品问题报告表 (62)产品返修程序 (63)10. 免责声明 (64)1. 功能简介1.1 概述IPort-3是广州致远电子有限公司开发的一款多功能嵌入式以太网串口数据转换模块，它内部集成了TCP/IP协议栈，用户利用它可以轻松完成嵌入式设备的网络功能，节省人力物力和开发时间，使产品更快的投入市场，增强竞争力。
CH344 手册说明书
USB转4串口芯片CH344手册版本：1B1、概述CH344是一款USB总线的转接芯片，实现USB转四个异步串口UART0/1/2/3功能，用于为计算机扩展异步串口，或者将普通的串口设备或者MCU直接升级到USB总线。
2、特点●全速USB设备接口，兼容USB V2.0。
●内置固件，仿真标准串口，用于升级原串口外围设备，或者通过USB增加额外串口。
●计算机端Windows操作系统下的串口应用程序完全兼容，无需修改。
●支持免安装的操作系统内置CDC类驱动程序或者多功能高速率的VCP厂商驱动程序。
●硬件全双工串口，内置独立的收发缓冲区，UART0/1/2/3支持通讯波特率1200bps～230400bps。
●UART0/1/2/3支持8个数据位，支持奇校验、偶校验以及无校验。
●每个串口内置1024字节的接收FIFO，512字节的发送FIFO。
●支持常用的MODEM联络信号CTS和RTS。
●支持CTS和RTS硬件自动流控。
●支持半双工，提供串口正在发送状态指示TNOWx，可用于控制RS485收发切换。
●支持最多12路GPIO输入输出功能。
●通过外加电平转换器件，支持RS232、RS485、RS422等接口。
●内置EEPROM，可配置芯片VID、PID、最大电流值、厂商和产品信息字符串等参数。
●支持5V电源电压和3.3V电源电压。
●提供LQFP48无铅封装，兼容RoHS。
3、封装封装形式塑体宽度引脚间距封装说明订货型号LQFP48 7*7mm 0.5mm 19.7mil 标准LQFP48脚贴片CH344L 注：CH344的USB收发器按USB2.0全内置设计，UD+和UD-引脚不能串接电阻，否则影响信号质量。
4、引脚引脚号引脚名称类型引脚说明9、24、36、48VCC 电源电源调节器正电源输入端，需要外接退耦电容8、20、23、35、47GND 电源公共接地端，需要连接USB总线的地线7 RESET 输入外部复位输入端，低电平有效，内置上拉电阻33 UD+ USB信号直接连到USB总线的D+数据线，不能额外串接电阻32 UD- USB信号直接连到USB总线的D-数据线，不能额外串接电阻5 XI 输入晶体振荡输入端6 XO 输出晶体振荡反相输出端30 TXD0 输出UART0的串行数据输出，空闲态为高电平31 RXD0 输入UART0的串行数据输入，内置上拉电阻12 TXD1 输出UART1的串行数据输出，空闲态为高电平13 RXD1 输入UART1的串行数据输入，内置上拉电阻21 TXD2 输出UART2的串行数据输出，空闲态为高电平22 RXD2 输入UART2的串行数据输入，内置上拉电阻29 TXD3 输出UART3的串行数据输出，空闲态为高电平42 RXD3 输入UART3的串行数据输入，需外加上拉电阻39 TNOW0/GPIO8输出UART0的485发送和接收控制引脚通用GPIO8，用于IO口输入或输出18 TNOW1/GPIO9输出UART1的485发送和接收控制引脚通用GPIO9，用于IO口输入或输出19 TNOW2/GPIO10输出UART2的485发送和接收控制引脚通用GPIO10，用于IO口输入或输出43 TNOW3/GPIO11输出UART3的485发送和接收控制引脚通用GPIO11，用于IO口输入或输出41 CTS0/GPIO0输入UART0的MODEM输入信号，清除发送，低有效通用GPIO0，用于IO口输入或输出40 RTS0/GPIO1输出UART0的MODEM输出信号，请求发送，低有效通用GPIO1，用于IO口输入或输出上电期间如果RTS0引脚检测到外接了下拉电阻则禁用内部EEPROM中配置参数，启用芯片自带默认参数10 CTS1/GPIO2输入UART1的MODEM输入信号，清除发送，低有效通用GPIO2，用于IO口输入或输出11 RTS1/GPIO3输出UART1的MODEM输出信号，请求发送，低有效通用GPIO3，用于IO口输入或输出26 CTS2/GPIO4输入UART2的MODEM输入信号，清除发送，低有效通用GPIO4，用于IO口输入或输出27 RTS2/GPIO5输出UART2的MODEM输出信号，请求发送，低有效通用GPIO5，用于IO口输入或输出46 CTS3/GPIO6输入UART3的MODEM输入信号，清除发送，低有效通用GPIO6，用于IO口输入或输出45 RTS3/GPIO7输出UART3的MODEM输出信号，请求发送，低有效通用GPIO7，用于IO口输入或输出14 ACT 输出USB配置完成状态输出，低电平有效15 TX_S 输出串口数据发送状态输出16 RX_S 输出串口数据接收状态输出38 CFG 输入硬件流控使能引脚，低电平有效，内置上拉电阻44 TEST 输入内部测试引脚，必须对地接1个4.7K下拉电阻1、2、3、4、17、25、28、34、37NC 空脚禁止连接，必须悬空5、功能说明5.1. 一般说明CH344芯片支持5V或者3.3V电源电压，电源引脚应该外接容量为0.1uF左右的电源退耦电容。
电控系统io技术路线
电控系统io技术路线电控系统IO技术路线一、概述随着现代工业技术的发展，电控系统在各个领域中扮演着越来越重要的角色。
而IO技术则是电控系统中不可或缺的一部分。
IO（Input/Output）技术是指将输入和输出信号转换为数字信号，以便于计算机进行处理和控制。
本文将从IO技术的基础概念、IO设备类型、IO接口类型、IO通讯协议等方面详细介绍电控系统IO技术路线。
二、基础概念1. IO设备：指可以进行输入输出操作的设备，例如传感器、执行器等。
2. IO口：指计算机或其他设备与外部设备连接交换数据的接口。
3. IO通道：指一个独立的数据传输通道，可以同时传输多个信号。
4. IO地址：指计算机处理器内存中用于访问IO设备的地址。
三、IO设备类型1. 传感器类：包括温度传感器、压力传感器、光电开关等，用于将物理量转换为电信号输入到计算机中进行处理。
2. 执行器类：包括伺服驱动器、步进电机驱动器等，用于将计算机处理后的控制信号输出到执行器中进行动作控制。
3. 通讯设备类：包括串口、并口、USB接口等，用于计算机与其他设备之间进行数据传输。
四、IO接口类型1. 数字接口：指采用数字信号传输的IO接口，常见的有TTL、CMOS 等。
2. 模拟接口：指采用模拟信号传输的IO接口，常见的有0~10V、4~20mA等。
3. 通讯接口：指采用通讯协议进行数据传输的IO接口，常见的有RS232、RS485等。
五、IO通讯协议1. RS232协议：是一种串行通讯协议，适用于短距离通讯。
其最大传输距离为15米左右。
2. RS485协议：也是一种串行通讯协议，适用于长距离和多设备通讯。
其最大传输距离可达1200米左右。
3. CAN总线协议：是一种广泛应用于工业自动化领域的现场总线协议。
其具有高速率、可靠性好等特点。
六、IO技术路线1. IO设备采集模块：负责将各种类型的IO设备采集到计算机中进行处理。
常见的采集模块有AD采集模块、DA采集模块等。
USR-IO34-CAT1 说明书
USR-IO34-CAT1说明书文件版本：V1.0.2功能特点⏹支持4路继电器输出；⏹支持4路双向数字量输入；⏹支持4路模拟量输入，每路支持可选择电压或电流；⏹支持8个条件控制指令，控制更加便捷；⏹支持多种功能码：0x01、0x02、0x03、0x04、0x05、0x06、0x0F、0x10；⏹支持主动上报功能，遵循有人云主动上报协议；⏹支持socket连接远程服务器，支持TCP Client；⏹支持两种工作模式：主机模式、从机模式，主机模式支持RS485级联多个Modbus RTU设备；⏹采用Modbus RTU协议数据处理，支持Modbus TCP/RTU协议自动转换；⏹支持连接有人云；⏹支持FTP远程升级；⏹支持本地RS485串口升级；⏹支持硬件看门狗，具有高度的可靠性；⏹多个指示灯显示工作状态；⏹电源具有良好的过流、过压、防反接保护等功能。
目录功能特点 (2)1.快速入门 (5)1.1.模块测试硬件准备 (5)1.2.简单使用 (5)1.2.1.有人云控制 (5)1.2.2.串口控制 (8)1.2.3.参数设置 (10)2.产品概述 (12)2.1.产品简介 (12)2.2.设备基本参数 (12)2.3.硬件描述 (14)2.3.1.接口描述 (14)2.3.2.尺寸描述 (15)3.产品功能 (15)3.1.DI输入 (16)3.1.1.接线方式 (16)3.1.2.电平检测 (16)3.1.3.按键检测 (17)3.1.4.脉冲计数 (17)3.2.DO输出 (18)3.2.1.接线方式 (18)3.2.2.DO输出状态检测 (18)3.2.3.DO输出状态控制 (18)3.2.4.输出状态保持 (18)3.3.AI输入 (19)3.3.1.接线方式 (19)3.3.2.AI输入检测 (19)3.3.3.模拟量自校准 (19)3.4.条件控制 (20)3.5.主动上报 (23)3.5.1.DO主动上报 (23)3.5.2.DI主动上报 (24)3.5.3.电压主动上报 (24)3.5.4.电流主动上报 (27)3.6.工作模式 (29)3.6.1.主机模式 (30)3.6.2.从机模式 (30)3.7.固件升级 (30)3.7.1.FTP远程升级 (31)3.7.2.串口升级 (31)3.8.串口 (32)3.8.1.基本参数 (32)3.8.2.设置方式 (32)3.9.其它说明 (32)3.9.1.远程服务器功能 (33)3.9.2.状态指示灯 (33)3.9.3.硬件恢复出厂设置 (33)3.9.4.网络校时 (33)4.应用 (34)4.1.从机模式—有人云 (34)4.2.从机模式—非有人云 (35)4.3.主机模式—有人云 (36)4.4.主机模式—非有人云 (36)5.Modbus指令 (37)5.1.Modbus帧 (37)5.1.1.功能码 (38)5.2.寄存器分配 (40)6.联系方式 (45)7.免责声明 (45)8.更新历史 (45)1.快速入门本章是针对USR-IO34-CAT1系列产品的快速入门介绍，建议系统的阅读本章并按照指示操作一遍，将会对模块产品有一个系统的认识，也可以根据需要选择你感兴趣的章节阅读。
IO设备
p222
2) 按扫描方式分类
按扫描方式，可将扫描仪分成手持式扫描仪、平板式扫描仪 滚筒式扫描仪3大类，如图8.4所示。
(a) 手持式扫描仪
(b) 平板式扫描
8.1
8.1.1
概
述
I/O设备的功能与分类
1. I/O设备按功能分类
(1)输入设备--输入设备是指向主机输入程序、原始数据和操作 命 令等信息的设备.目前，使用最普遍的输入设备是键盘。 (2) 输出设备--输出设备将计算机处理过的二进制代码信息，转 换成用户能识别的形式 .最常见的输出设备有打印机及 CRT显示器. 打印机又称为硬拷贝设备。显示器 又称为软拷贝设备. (3)输入/输出兼用设备--通常将具有输入功能的设备与具有输 出功能的设备组合成一台设备。外存储器是计算机中重要的外部设 备.
P232
3. 激光打印机的工作过程
① ② ③ ⑤ ⑥ ⑦ 充电 曝光 显影 定影 消电 清洁
P233
8.5
分类：
显示输出设备
按显示的信息内容分类，有字符显示器、图形显示 器和图像显示器3大类。 CRT显示设备，以扫描方式不同，分成光栅扫描和随 机扫描两种显示器； 以分辨率不同，分成高分辨率显示器和低分辨率显示 器； 以显示的颜色分类，可分成单色(黑白)显示器和彩色 显示器。 P234
3. 点口控制器 打印机控制器 换行及回车 打印头 编码器
P 229
操 作 面 板
电 源
电机与打印头驱动器
打 印 机 械 结 构
图8.8
M2024打印机组成框图
艾默生动环监控系统培训
温度传感器
4~20mA
24V电源
输出
①、测量温度，电源与信号 线相互独立，信号直接输出
温度传感器
24V电源
信号输出 4~20mA
③、测量温度，电源与信号
24V
线共用
CH1
CH2
电压变送器
0~25Vdc
继电器
0~450Vac
输出
0~450Vac
NO COM 输出
②、该电压变送器一般用于 测量端子上是否有交流电
锁线扣
BANK4
BANK3
BANK2
BANK1
ID A 母 板 （ 部 分 ） 防 插 错 尼 龙 柱
模块插槽
文档仅供参考，如有不当之处，请联系改正。
• 4、P48（24）电源模块
电源模块固定地插在母板旳第一种槽位，分别给功能模
块旳数字电路、通讯电路、模拟电路和传感器供电。母板旳 第一种插槽电路板上印有25个接线端子旳定义，除提供多种 24V、12V电源外，还有±15V电源。如下图，母板上旳 RS422/RS485总线也从第一插槽旳接线端子引出，当其他 采集模块插入母板旳其他槽位时，即已接入母板旳 RS422/RS485总线。RS422/RS485端子有并联旳两组， RS422旳TX+、TX-与RS485旳D+、D-共用。
IDU和IPLU一体化采集器 OCE智能协议处理器
智能设备监控
文档仅供参考，如有不当之处，请联系改正。
二、常用主体采集设备
目前常用旳主体采集设备有三种：IDA（1-6期）、IDU（7期）和 IPLU(8期至今)。
IDA模块采集设备：
上提松开锁紧开关
按下即可锁紧
• IPLU-1202—IPLU是一种智能型采集系统：
计算机组成原理——IO接口以及IO设备数据传送控制方式
计算机组成原理——IO接⼝以及IO设备数据传送控制⽅式接⼝可以看作是两个部件之间交接的部分。
硬件与硬件之间有接⼝，硬件与软件之间有接⼝，软件与软件之间也有接⼝。
这⾥我们所说的I/O接⼝，⼀边连接着主机，⼀边连接着外设。
I/O接⼝的功能I/O接⼝的基本结构CPU和外设之间通常传递的信息：数据、状态、控制。
组成:寄存器组、控制逻辑电路、主机与接⼝和接⼝与I/O设备之间的信号联接线、数据地址线、控制状态信号线。
其实中间红框内的部分就是对应到电路板上的插⼝，⼜分为内部接⼝和外部接⼝两种。
内部接⼝：与系统总线相连，实质上是与内存、CPU相连。
数据的传输⽅式也只能是并⾏传输。
外部接⼝：通过接⼝电缆与外设相连，外部接⼝的数据传输可能是串⾏⽅式，因此I/O接⼝需具有串并转换功能。
接⼝与端⼝接⼝就是I/O接⼝，端⼝实质接⼝电路中可以被CPU访问的寄存器。
I/O端⼝及其编址为了便于CPU对I/O设备进⾏寻址和选择，必须给众多的I/O设备进⾏编址，也就是说给每⼀台设备规定⼀些地址码，称之为设备号或端⼝地址。
统⼀编址：与存储器共⽤地址，⽤访存指令访问I/O设备。
独⽴编址：单独使⽤⼀套地址，有专门的I/O指令。
接⼝类型I/O设备数据传送控制⽅式1.程序直接控制传送⽅式⼜叫查询⽅式。
是完全通过程序来控制主机和外围设备之间的信息传送。
通常的办法是在⽤户的程序中安排⼀段由输⼊输出指令和其他指令所组成的程序段直接控制外围设备的⼯作。
也就是说CPU要不断地查询外围设备的⼯作状态，⼀旦外围设备“准备好”或“不忙”，即可进⾏数据的传送。
该⽅法是主机与外设之间进⾏数据交换的最简单、最基本的控制⽅法。
⽆条件传送：只有在外设总处于准备好状态程序查询⽅式优点：较好协调主机与外设之间的时间差异，所⽤硬件少。
缺点：主机与外设只能串⾏⼯作，主机⼀个时间段只能与⼀个外设进⾏通讯，CPU效率低。
程序查询⽅式接⼝结构：⼀次只能查询⼀个字的原因？在这种传送⽅式下，外部数据是要存到CPU寄存器中的，故需要⼀个字。
C2000-A2-SDD4040-ADD 4G I O模块使用说明书
2020年8月9日 更新C2000-A2-SDD4040-ADD 使用说明书4G ⇋ 4DI(干接点) + 4DO远程 I/O 模块 — 4G I/O模块深圳市中联创新自控系统有限公司Shenzhen United Innovation Automatic Control System Co., Ltd.244455666799121315161617171717171717171717171819191919202125262729313131323344444546474849505354目录目录1. 快速使用1.1. 使用前准备1.2. 设备接线1.3. 软件设置及设备调试1.3.1. 切换 AP 模式1.3.2. 搜索 Wi-Fi 1.3.3. 设备安装1.3.4. 设备搜索及参数设置1.3.5. 设备调测2. 硬件说明2.1. 技术参数2.2. 产品外观2.3. 指示灯2.4. 端口说明2.5. 尺寸2.6. 安装方式3. 产品功能3.1. DI 采集3.1.1. DI 采集类型3.1.2. DI 主动上传3.2. DO 控制3.3. 串口级联3.3.1. Modbus 级联3.3.2. 透传3.4. 其他功能3.4.1. DI 脉冲计数3.4.2. DO 工作模式3.4.3. 自定义注册包4. 软件操作4.1. 切换 Wi-Fi 模式4.2. 使用软件进行配置4.2.1. 软件安装4.2.2. 软件界面及功能介绍4.2.3. 设置设备参数4.2.4. 设备状态查看4.2.5. 设备状态控制4.2.6. 远程设置5. Web 配置6. 通信协议6.1. 寄存器列表6.1.1. 通用寄存器6.1.2. 波特率代码表6.1.3. 网络参数寄存器6.2. 根据前面的设置和设备建立好Socket 连接后通过modbus 协议即可取得设备数据，设备的单元标识表示固定为FF 。
协议应用示例6.2.1. 读 DI 状态(0x03）6.2.2. 读 AI 测量的实际值(0x03）6.2.3. 读 DO 状态(0x03）6.2.4. 写单个 DO 状态(0x06)6.2.5. 主动上传数据6.2.6. 读级联设备的 DI 状态6.2.7. 写级联设备的 DO 值7. 装箱清单8. 产品服务【版权声明】©2000 - 2020 中联创新版权所有【商标声明】及其它中联创新服务相关的商标均为深圳市中联创新自控系统有限公司及其关联公司所有。
《基于PROFINET协议的安全IO设备设计与实现》
《基于PROFINET协议的安全IO设备设计与实现》一、引言随着工业自动化技术的不断发展，安全IO设备在工业控制系统中的地位日益凸显。
为了满足工业生产的高效性、稳定性和安全性要求，基于PROFINET协议的安全IO设备设计与实现成为了工业界关注的焦点。
本文旨在探讨基于PROFINET协议的安全IO设备的设计与实现过程，以及其在工业应用中的重要性。
二、PROFINET协议概述PROFINET是一种基于工业以太网的通信协议，具有高实时性、高可靠性、高灵活性等特点，广泛应用于工业自动化领域。
它支持多种数据传输方式，包括实时数据传输、非实时数据传输等，并支持多种安全通信标准。
三、安全IO设备需求分析安全IO设备作为工业控制系统的关键组成部分，需要在满足数据传输速率的同时，确保系统的安全性。
因此，安全IO设备需要具备以下特点：1. 实时性：满足工业控制系统的实时性要求；2. 安全性：确保数据传输的安全性，防止数据被篡改或窃取；3. 可靠性：设备具有高可靠性，能够在恶劣环境下稳定工作；4. 灵活性：支持多种通信协议和接口，方便与其他设备进行连接。
四、安全IO设备设计基于上述需求分析，安全IO设备的设计应包括以下几个方面：1. 硬件设计：选用高性能的微处理器和通信芯片，确保设备的处理能力和通信性能；同时，考虑到设备的可靠性，应采用防尘、防水、抗振等措施。
2. 软件设计：软件设计应包括操作系统、通信协议栈、安全算法等部分。
操作系统应具备高实时性和高稳定性；通信协议栈应支持PROFINET协议和其他常用通信协议；安全算法应采用加密、认证等措施，确保数据传输的安全性。
3. 接口设计：为了方便与其他设备进行连接，安全IO设备应支持多种通信接口，如以太网接口、串口等。
同时，为了方便用户配置和管理设备，还应提供友好的人机交互界面。
五、安全IO设备实现在实现安全IO设备时，需要完成以下工作：1. 编程开发：根据软件设计的要求，编写操作系统、通信协议栈和安全算法等部分的程序代码。
IO控制与接口
Ultra ATA/66 Ultra ATA/100 Ultra ATA/133 SATA1.0 SATA2.0 VGA IBM 红外线数据协会
(E-IDE)
1~4
硬盘，光驱，软驱
SATA 显示器输出 接口 PS/2接口 红外线接口
7针插头/插 座 HDB15
1 1 1
硬盘 显示器 键盘或鼠标器 键盘，鼠标器，打
寄存器组 R6
y
ALU
显卡
主存储器 0
CPU总线接口
CPU(前端)总线
北桥芯片
存储器总 线
y
A主板扩展槽 PCI接口
USB 控制器和接口 鼠标器 键盘
以太网卡
网线
磁盘控制器 光驱 disk
声卡 视频卡
驱动程序是一种可以实现计算机 和外围设备之间通信的程序
专用接口 （专用接口）
并 串
常用的I/O接口及其性能参数
名称 串行口 并行口 (增强式) USB(1.0) USB(1.1) USB(2.0) 数据传 输方式 串行, 双向 并行, 双向 串行, 双向 串行, 双向 串行, 双向 数据传输速率 50～19200 b/s 1.5MB/s 1.5Mb/s(慢速) 1.5MB/s(全速) 60MB/s(高速) 标准 EIA-232 或EIA-422 IEEE 1284 插头/插座 形式 DB25F或 DB9F DB25M USB A USB A 可连接的 设备数目 1 1 最多127 最多127 通常连接的设备 鼠标器，MODEM 打印机，扫描仪 键盘，鼠标器，数 码相机，移动盘等 外接硬盘，数字视 频设备，扫描仪,打 印机等 数字视频设备
I/O操作的任务
输入输出：I/O与内存之间，外存传到 内存或内存传到外存
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装置的I/O设备及其 §3.4 CNC装置的 设备及其接口 装置的 设备及其接口
与上位系统的接口： 与上位系统的接口：与DNC、FMS或CIMS 、 或 单元、 单元、或上位机的接口 与用户之间的交互设备的接口：与键盘、 与用户之间的交互设备的接口：与键盘、显 • 按CNC装置 装置I/O 装置 示器、操作面板、手摇脉冲发生器、 示器、操作面板、手摇脉冲发生器、纸带阅读 计 算 接口的功能 机等的接口 机 与下位系统的接口： 驱动装置、 与下位系统的接口：与驱动装置、传感器和 数 控 机床电器控制器的接口 装
装置的I/O设备及其 §3.4 CNC装置的 设备及其接口 装置的 设备及其接口
LED数码管结构：N个发光二极管显示字段 数码管结构： 个发光二极管显示字段 数码管结构
第 三 章 计 算 机 数 控 装 置 及 其 接 口
共阴极：各阴极连在一起，公共阴极接地； 共阴极：各阴极连在一起，公共阴极接地；某管阳极为高电平 相应的发光二极管点亮， 时， 相应的发光二极管点亮，该段被显示 共阳极：各阳极连在一起，公共阳极接正电压； 共阳极：各阳极连在一起，公共阳极接正电压；某管阴极为低 电平时，相应的发光二极管点亮， 电平时，相应的发光二极管点亮，该段被显示 LED数码管字形码(段代码 数码管字形码 段代码 数码管字形码 段代码)
开关量
机床工作状态指示→面板；控制机床动作信号→ 机床工作状态指示→面板；控制机床动作信号→强电柜 CNC 用途 开关量I/O接口 开关量 接口 机床及操作面板 CNC←面板开关及按钮信号、机床限位开关信号 ←面板开关及按钮信号、
数控系统的 I/O 接口
第 三 章 计 算 机 数 控 装 置 及 其 接 口
装置的I/O设备及其 §3.4 CNC装置的 设备及其接口 装置的 设备及其接口
• 键盘、LED显示器与单片机连接 键盘、 显示器与单片机连接
第 三 章 计 算 机 数 控 装 置 及 其 接 口
键盘扫描码与显示器位代码分时共用锁存器， 键盘扫描码与显示器位代码分时共用锁存器，键盘扫描前关 显示（字形码即段代码为全“暗码”），防止扫描干扰显示 显示（字形码即段代码为全“暗码”），防止扫描干扰显示 采用动态显示， 采用动态显示，利用调用显示子程序的时间来产生避开按键 抖动所需的延时
装置的I/O设备及其 §3.4 CNC装置的 设备及其接口 装置的 设备及其接口
• 键盘工作方式 保证 键盘工作方式( 保证CPU及时响应键盘操作，且不过多占用 及时响应键盘操作， 及时响应键盘操作 CPU 第 三 工作时间) 工作时间 章 程控扫描： 空闲时， 程控扫描：CPU空闲时，调用键盘扫描子程序 空闲时 计 定时扫描：CPU响应单片机内部定时器中断，定时扫描键盘 定时扫描： 响应单片机内部定时器中断， 响应单片机内部定时器中断 算 中断扫描：有键按下时， 中断扫描：有键按下时，CPU响应键盘的中断请求进行扫描 响应键盘的中断请求进行扫描 机
装置的I/O设备及其 §3.4 CNC装置的 设备及其接口 装置的 设备及其接口
装置I/O接口的作用 一、CNC装置 接口的作用 装置
第 三 章 计 算 机 数 控 装 置 及 其 接 口
• 电平转换与功率放大 • 电气隔离 • 信号变换 • 抗干扰 装置I/O接口的分类 二、CNC装置 接口的分类 装置 人机界面接口：键盘、显示器、操作面板、 人机界面接口：键盘、显示器、操作面板、 手摇脉冲发生器、纸带阅读机等的接口 手摇脉冲发生器、 • 按CNC装置所 驱动接口：与进给轴和主轴驱动装置及传感 装置所 驱动接口： 连接的I/O设备 连接的 设备 器的接口 辅助功能接口： 辅助功能接口：与PLC的接口 的接口 通讯及网络接口： 通讯及网络接口：与外设及上位系统的接口
1. DNC通信接口功能分类 基本DNC 狭义DNC 广义DNC
三种DNC通信接口功能的比较
3.5 CNC 装 第 三 章 置 计 的 算 机 数 I/O 控 装 和 置 及 通 其 接 口 信 接 口
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三、数控键盘及其接口电路 数控键盘及其接口电路 键盘及其
第 三 章 计 算 机 数 控 装 置 及 其 接 口
• 矩阵式键盘结构 行线（ 行线（0~3） ） 扫描码D3~D0 扫描码 返回码D5~D0 返回码 列线（ 列线（0~5） ） 与非门
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• 开关量输出接口电路
第 三 章
功能： 功能：把控制机床动作的信号 送到强电柜， 计 送到强电柜，将机床各种状态送 算 到操作面板上并用指示灯显示。 到操作面板上并用指示灯显示。 机 等逻辑电路输出 数 对TTL等逻辑电路输出 控 电流或电压放大
锁存器273 三态门 三态门244 锁存器
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第 三 章 计 算 机 数 控 装 置 及 其 接 口
• 矩阵式键盘工作原理（按键识别方法 两个识别） 矩阵式键盘工作原理（按键识别方法:两个识别 两个识别） 扫描法(列扫描法 行扫描法、行列扫描法) 列扫描法、 扫描法 列扫描法、行扫描法、行列扫描法 1)将各行线全置为 →读入各列线电平 将各行线全置为0→ 将各行线全置为 2)逐行置0, 其余各行置1→读入各列线电平 2)逐行置0, 其余各行置1→读入各列线电平 逐行置 1：无键按下 ： 0：有键按下 ： 1: 无键按下 0: 第i行j列键按下 行 列键按下
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• 段选线与位选线、段代码与位代码 段选线与位选线、
第 三 章 计 算 机 数 控 装 置 及 其 接 口
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第 三 章 计 算 机 数 控 装 置 及 其 接 口
四、显示器及其接口电路 • 显示器种类 CRT显示器（阴极射线管）: 显示字符、图形；显示信息 显示器（阴极射线管） 显示字符、图形； 显示器 量大；便于人机对话；亮度高； 量大；便于人机对话；亮度高；单显彩显 LCD显示器（液晶显示器）: 本身不发光，功耗小，外加 显示器（ 显示器 液晶显示器） 本身不发光，功耗小， 电压低 LED显示器（发光二极管）: 功耗小，亮度高，价格低， 显示器（ 显示器 发光二极管） 功耗小，亮度高，价格低， 控制简单
第 三 章 计 算 机 数 控 装 置 及 其 接 口
装置的I/O设备及其 §3.4 C口电路 操作面板及开关量I/O接口 开关量 接口电路 机床操作面板结构与功能（华中 机床操作面板结构与功能（华中p188） ）
第 三 章 计 算 机 数 控 装 置 及 其 接 口
装 置 及 其 接 口
簧式继电器（ 接口器件 接口器件） 簧式继电器（I/O接口器件） ： 簧片在磁场作用下接触导通， 簧片在磁场作用下接触导通， 有隔离、 有隔离、电平转换和驱动作用
3.5 CNC 装 第 三 章 置 计 的 算 机 数 I/O 控 装 和 置 及 通 其 接 口 信 接 口
4.5.4 数控系统的串行通信及其接口
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五、操作面板及开关量 接口电路 操作面板及开关量I/O接口 开关量 接口电路 接口、 五、操作面板及开关量 接口（机床 接口、直流数字 操作面板及开关量I/O接口 机床I/O接口 直流数字I/O 开关量 接口（ 接口） 接口）电路 数控系统控制面板： 面板（ 显示器， 数控系统控制面板：MDI面板（键盘 显示器，主要用于手 面板 键盘+显示器 工程序输入、编辑等） 机床操作面板 机床操作面板（ 工程序输入、编辑等）+机床操作面板（主要用于手动方式下 对机床的操作以及自动方式下对机床的操作或干预） 对机床的操作以及自动方式下对机床的操作或干预）
数 控 装 置 及 其 接 口
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• 按键消抖处理
第 三 章 计 算 机 数 控 装 置 及 其 接 口
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第 三 章 计 算 机 数 控 装 置 及 其 接 口
CNC装置的输入输出要求：
第 三 章 计 算 机 数 控 装 置 及 其 接 口
用户能将数控命令、代码输入系统 系统需具备按程序对继电器、电机等进行控制的能 力和对相关开关量进行检测的能力 系统由操作信息提示，用户能对系统实时情况进行 监控，系统需具有显示接口电路 CNC应具有与DNC计算机或上级主计算机直接通信 的能力或者网络通信功能
第 三 章 置 及 其 接 口
直流数字I/O接口（机床 接口 开关量I/O接 接口、 直流数字 接口（机床I/O接口、开关量 接 接口 口）：操作面板、限位开关、强电柜等的接口 ）：操作面板、限位开关、 操作面板 • 按CNC装置 装置I/O 直流模拟 接口：进给坐标轴和主轴伺服控制 装置 直流模拟I/O接口 接口： 信号的类型 的接口 交流I/O接口 接口： 交流 接口：
显 示 器
• LED显示器结构原理 显示器结构原理 LED半导体器件 发光二极管 电→光转换 单向导电性 半导体器件(发光二极管 光转换; 半导体器件 发光二极管): 光转换 LED型式 型式 单个LED：故障报警，电源指示等 ：故障报警， 单个 组合LED：8字形、米字形等，显示字符 ： 字形 米字形等， 字形、 组合
开关量信号输入接口电路
开关量信号输出电路
装置的I/O设备及其 §3.4 CNC装置的 设备及其接口 装置的 设备及其接口
• 开关量输入接口电路
第 三 章 计 算 机 数 控 装 置 及 其 接 口