§1.5-后向通道及接口2PPT课件
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单片机后向通道及接口
可控硅输出，零电流关断。 电压过零开启 内设阻容吸收回路 控制信号与TTL逻辑兼容 外形长方型，环氧树脂灌封(模块) 阻燃工程塑料外壳。
输入电压:3—32VDC 输入电流:大于5mA 输出电压:24~240VAC , 40~480VAC 输出最小导通电流:50mA 输出电流:1A、2A、3A、4A、5A 输出通态压降:小于1.5V
30/72
31/72
• ③ 固态继电器的应用特性 – 吸收电路是为防止从电源中传来的尖峰、浪涌(电压) 对开关器件双向可控硅管的冲击和干扰(甚至误动作) 而设计的，一般是用“R-C”串联吸收电路或非线 由于固态继电器是一种电子开关，故有一定的通态 压降和断态漏电流，其数值与产品型号规格有关。 （如前面的型号中的通态压降） – 负载短路易造成SSR的损坏，应特别注意避免。 – 必须考虑瞬态过电压和断态dV／dt对SSR的影响。 部分SSR产品内部已含有瞬态抑制网络。必要时可 在外部加以适当的瞬态抑制电路。 • 直流型的SSR与交流型的SSR相比，无过零控制电路， 也不必设置吸收电路 .
输入电压:3—32VDC 输入电流:大于5mA 输出电压:5~60VDC , 5~110VDC 输出最小导通电流:50mA 输出电流:1A、2A、3A、4A、5A 输出通态压降:小于1.5V
27/72
单相交流电路板式固态继电器
直流控制交流 控制回路与负载回路之间光电隔离。
28/72
固态继电器有许多类型可供用户选择：
– – – – 按品种分有军品、民品、I／O模块； 按输出功能分有直流型、过零型、非过零型； 按隔离方式分有光隔离和变压器隔离； 按封装结构形式分有塑封型和金属壳全密封型固态继电器，以 及各种特殊用途的固态继电器。
输入电压:3—32VDC 输入电流:大于5mA 输出电压:24~240VAC , 40~480VAC 输出最小导通电流:50mA 输出电流:1A、2A、3A、4A、5A 输出通态压降:小于1.5V
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• ③ 固态继电器的应用特性 – 吸收电路是为防止从电源中传来的尖峰、浪涌(电压) 对开关器件双向可控硅管的冲击和干扰(甚至误动作) 而设计的，一般是用“R-C”串联吸收电路或非线 由于固态继电器是一种电子开关，故有一定的通态 压降和断态漏电流，其数值与产品型号规格有关。 （如前面的型号中的通态压降） – 负载短路易造成SSR的损坏，应特别注意避免。 – 必须考虑瞬态过电压和断态dV／dt对SSR的影响。 部分SSR产品内部已含有瞬态抑制网络。必要时可 在外部加以适当的瞬态抑制电路。 • 直流型的SSR与交流型的SSR相比，无过零控制电路， 也不必设置吸收电路 .
输入电压:3—32VDC 输入电流:大于5mA 输出电压:5~60VDC , 5~110VDC 输出最小导通电流:50mA 输出电流:1A、2A、3A、4A、5A 输出通态压降:小于1.5V
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单相交流电路板式固态继电器
直流控制交流 控制回路与负载回路之间光电隔离。
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固态继电器有许多类型可供用户选择：
– – – – 按品种分有军品、民品、I／O模块； 按输出功能分有直流型、过零型、非过零型； 按隔离方式分有光隔离和变压器隔离； 按封装结构形式分有塑封型和金属壳全密封型固态继电器，以 及各种特殊用途的固态继电器。
各种常见接口类型全面ppt课件
17
寒假来临，不少的高中毕业生和大学 在校生 都选择 去打工 。准备 过一个 充实而 有意义 的寒假 。但是 ，目前 社会上 寒假招 工的陷 阱很多
DP 接口
Dp接口，即DisplayPort 接口，一种高清晰音视频流的传输接口。DisplayPort的外接型接头有两种:一种是标 准型，类似USB、HDMI等接头;另一种是低矮型，主要针对连接面积有限的应用，比如超薄笔记型电脑。两种 接头的最长外接距离都可以达到15米，虽然这个距离比HDMI要逊色一些，不过接头和接线的相关规格已为日 后升级做好了准备，即便未来DisplayPort采用新的2X速率标准(21.6Gbps)，接头和接线也不必重新进行设计。 除实现设备与设备之间的连接外，DisplayPort还可用作设备内部的接口，甚至是芯片与芯片之间的数据接口。
分类
电脑的外设连接接口 计算机系统里的接口
2
寒假来临，不少的高中毕业生和大学 在校生 都选择 去打工 。准备 过一个 充实而 有意义 的寒假 。但是 ，目前 社会上 寒假招 工的陷 阱很多
常见外设接口类型
外部接口
常见电脑外设联接接口
USB接口
IEEE1394/firewire
cinch/RCA
ps/2键盘鼠标接口 VGA显示器视频接口
19
寒假来临，不少的高中毕业生和大学 在校生 都选择 去打工 。准备 过一个 充实而 有意义 的寒假 。但是 ，目前 社会上 寒假招 工的陷 阱很多
HDMI
• HDMI的接口虽然不同，但功能都是一样的， 通常质量合格的HDMI接口，插拔寿命不会少 于5000次，每天插拔能用10年，应该说是很 耐用的。 另外值得一提的是，HDMI可以向下 兼容DVI接口，通过市售的HDMI-DVI转接头， 可以连接一些较老的DVI设备，因为DVI同样采 用了TMDS方式，设备连接后，会发现DVI设 备没有CEC（consumer electronics control） 功能，也不能接受音频信号，但基本不影响视 频信号的传输（有可能需要进行灰度调整）， 所以一些只有DVI接口的显示器，也可以连接 HDMI设备。 20
寒假来临，不少的高中毕业生和大学 在校生 都选择 去打工 。准备 过一个 充实而 有意义 的寒假 。但是 ，目前 社会上 寒假招 工的陷 阱很多
DP 接口
Dp接口，即DisplayPort 接口，一种高清晰音视频流的传输接口。DisplayPort的外接型接头有两种:一种是标 准型，类似USB、HDMI等接头;另一种是低矮型，主要针对连接面积有限的应用，比如超薄笔记型电脑。两种 接头的最长外接距离都可以达到15米，虽然这个距离比HDMI要逊色一些，不过接头和接线的相关规格已为日 后升级做好了准备，即便未来DisplayPort采用新的2X速率标准(21.6Gbps)，接头和接线也不必重新进行设计。 除实现设备与设备之间的连接外，DisplayPort还可用作设备内部的接口，甚至是芯片与芯片之间的数据接口。
分类
电脑的外设连接接口 计算机系统里的接口
2
寒假来临，不少的高中毕业生和大学 在校生 都选择 去打工 。准备 过一个 充实而 有意义 的寒假 。但是 ，目前 社会上 寒假招 工的陷 阱很多
常见外设接口类型
外部接口
常见电脑外设联接接口
USB接口
IEEE1394/firewire
cinch/RCA
ps/2键盘鼠标接口 VGA显示器视频接口
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寒假来临，不少的高中毕业生和大学 在校生 都选择 去打工 。准备 过一个 充实而 有意义 的寒假 。但是 ，目前 社会上 寒假招 工的陷 阱很多
HDMI
• HDMI的接口虽然不同，但功能都是一样的， 通常质量合格的HDMI接口，插拔寿命不会少 于5000次，每天插拔能用10年，应该说是很 耐用的。 另外值得一提的是，HDMI可以向下 兼容DVI接口，通过市售的HDMI-DVI转接头， 可以连接一些较老的DVI设备，因为DVI同样采 用了TMDS方式，设备连接后，会发现DVI设 备没有CEC（consumer electronics control） 功能，也不能接受音频信号，但基本不影响视 频信号的传输（有可能需要进行灰度调整）， 所以一些只有DVI接口的显示器，也可以连接 HDMI设备。 20
机工社机械电子学-第4章 后向通道与常用器件
c 端从电源处获得高电平“1”。
74LS273
+5V
+5V
74LS273
+5V
数D7~D0据 Nhomakorabea+
缓
冲
器
-
c
数
D7~D0
据
+
缓
冲
器
e
-
选通脉冲
选通脉冲
(a 数字量同相传递 图4-3 光电耦合隔离电路
(b 数字量反相传递
+5V c e
功率三极管
对于低压情况下的小电流开关量，用功率三极管就可作开关
驱动组件，其输出电流就是输入电流与三极管增益的乘积。
（5）偏移量误差：偏移量误差是指输入数字量为零时，输出 模拟量对零的偏移值。
D/A转换器及接口技术
按输出形式分类：电压输出型和电流输出型。 按是否含有锁存器分类：内部无锁存器和内部有锁存器。 按能否作乘法运算分类：乘算型和非乘算型。 按输入数字量方式分类：并行总线D/A转换器和串行总线D/A 转换器。 按转换时间分类：
当驱动电流需要 达到几百毫安时， 如驱动中功率继 电器、电磁开关 等装置，输出电 路必须采取多级 放大或提高三极 管增益的办法。 如达林顿阵列驱 动器：
Di
1B
7406
+24V 负荷线圈 1C 达林顿复合管 GND
图 4-8 达 林 顿 阵 列 驱 动 电 路
继电器 电磁继电器主要由线圈、铁心、衔铁和触点等部件组
+5V
当驱动电流只
有十几 mA或几
十 mA时，只要
采用一个普通的
功率三极管就能
3 .3 K
构成驱动电路， D i
如图 4-6所示。
74LS273
+5V
+5V
74LS273
+5V
数D7~D0据 Nhomakorabea+
缓
冲
器
-
c
数
D7~D0
据
+
缓
冲
器
e
-
选通脉冲
选通脉冲
(a 数字量同相传递 图4-3 光电耦合隔离电路
(b 数字量反相传递
+5V c e
功率三极管
对于低压情况下的小电流开关量，用功率三极管就可作开关
驱动组件，其输出电流就是输入电流与三极管增益的乘积。
（5）偏移量误差：偏移量误差是指输入数字量为零时，输出 模拟量对零的偏移值。
D/A转换器及接口技术
按输出形式分类：电压输出型和电流输出型。 按是否含有锁存器分类：内部无锁存器和内部有锁存器。 按能否作乘法运算分类：乘算型和非乘算型。 按输入数字量方式分类：并行总线D/A转换器和串行总线D/A 转换器。 按转换时间分类：
当驱动电流需要 达到几百毫安时， 如驱动中功率继 电器、电磁开关 等装置，输出电 路必须采取多级 放大或提高三极 管增益的办法。 如达林顿阵列驱 动器：
Di
1B
7406
+24V 负荷线圈 1C 达林顿复合管 GND
图 4-8 达 林 顿 阵 列 驱 动 电 路
继电器 电磁继电器主要由线圈、铁心、衔铁和触点等部件组
+5V
当驱动电流只
有十几 mA或几
十 mA时，只要
采用一个普通的
功率三极管就能
3 .3 K
构成驱动电路， D i
如图 4-6所示。
第二章输入输出接口和输入输出通道2-2
2.3 I/O接口设计
本节主要任务： 学会对存储器、I/O端口的编址； 掌握I/O接口与系统的连接，I/O接口的扩展 技术； 设计一般的I/O接口硬件电路。
25.07.2020
1
I/O接口设计任务：
（1）根据生产过程和生产机械或管理的要 求及外设的特性选定I/O控制方式；（这取 决于对信息交换的速度和CPU的工作效率的 要求）
分析：16K存储器芯片的地址为14位，而64K存储器 的地址应有16位。连接时，各芯片的14位地址线可 直接接地址总线的A0~A13，而地址总线的A15、 A14则接到2—4译码器的输入端，其输出端四根选择 线分别接到四片芯片的片选CS端。
25.07.2020
4000H
19
25.07.2020
用16KX8B的存储器芯片组成64KX8B存储器
或字数（字扩充）。
a）存储器位扩充——举例说明 用1K X 1B的SRAM芯片位扩充形成1K X 8B的芯片 组，所需芯片为：
1K8B8(片) 1K1B
16
位扩展示意图
这8篇芯片地址线A0~A9、片选信号CS以及读/写控 制信号WE都分别连到一起，只有数据输出端8片各自 独立，每片代表一位。当CPU访问该芯片组时，其发 出的地址和控制信号同时传给8个芯片，选中每个芯 片的同一单元（一位），其单元内容被同时读至数据 线的相应位或数据总线上的内容分别同时写入相应单 元。
25.07.2020
17
字扩展示意图
存储器位数满足要求需要扩充字数（单元数）时， 同样需要多个芯片组成芯片组。如，用上述的1KX8B 芯片组扩充成4KX8B芯片组，则需要的芯片组数
4K8B4(组) 1K8B
Байду номын сангаас
本节主要任务： 学会对存储器、I/O端口的编址； 掌握I/O接口与系统的连接，I/O接口的扩展 技术； 设计一般的I/O接口硬件电路。
25.07.2020
1
I/O接口设计任务：
（1）根据生产过程和生产机械或管理的要 求及外设的特性选定I/O控制方式；（这取 决于对信息交换的速度和CPU的工作效率的 要求）
分析：16K存储器芯片的地址为14位，而64K存储器 的地址应有16位。连接时，各芯片的14位地址线可 直接接地址总线的A0~A13，而地址总线的A15、 A14则接到2—4译码器的输入端，其输出端四根选择 线分别接到四片芯片的片选CS端。
25.07.2020
4000H
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25.07.2020
用16KX8B的存储器芯片组成64KX8B存储器
或字数（字扩充）。
a）存储器位扩充——举例说明 用1K X 1B的SRAM芯片位扩充形成1K X 8B的芯片 组，所需芯片为：
1K8B8(片) 1K1B
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位扩展示意图
这8篇芯片地址线A0~A9、片选信号CS以及读/写控 制信号WE都分别连到一起，只有数据输出端8片各自 独立，每片代表一位。当CPU访问该芯片组时，其发 出的地址和控制信号同时传给8个芯片，选中每个芯 片的同一单元（一位），其单元内容被同时读至数据 线的相应位或数据总线上的内容分别同时写入相应单 元。
25.07.2020
17
字扩展示意图
存储器位数满足要求需要扩充字数（单元数）时， 同样需要多个芯片组成芯片组。如，用上述的1KX8B 芯片组扩充成4KX8B芯片组，则需要的芯片组数
4K8B4(组) 1K8B
Байду номын сангаас
《前向通道后向通道》课件
前向通道的优势和应用
优势
前向通道具有高速传输、稳定可靠、安全性好等优势。
应用
前向通道广泛应用于电信、广播电视、互联网等领域。
后向通道的定义和特点
1 定义
后向通道是指信息从接收方到发送方的反向传输路径。
2 特点
后向通道具有双向、交互性强的特点，能够实现双方之间的信息交流。
后向通道的优势和应用
1 优势
展望
随着技术的不断进步，前向通道和后向通道的应用 将越来越广泛，为信息传输提供更多选择。
《前向通道后向通道》 PPT课件
这个PPT课件将介绍前向通道和后向通道的概念、特点、优势和应用。我们将 比较它们之间的差异，并给出结论和展望。
概述
本节将概述前向通道和后向通道的基本概念，为后续内容做铺垫。
前向通道的定义和特点
1 定义
前向通道是指信息从发送方到接收方的单向传输路径。
2 特点
前向通道具有高效、实时、稳定的特点，能够快速传递信息。
后向通道具有实时互动、反馈及时、便于沟通等优势。
2 应用
后前向通道与后向通道的比较
前向通道 单向传输 信息发送方到接收方 高效、实时、稳定
后向通道 双向传输 信息接收方到发送方 实时互动、反馈及时
结论和展望
结论
前向通道和后向通道各具特点，根据实际需求选择 合适的通道。
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➢ (1)小信号输出、大功率控制。 根据目前CPU输出功率的限制，不能输出控制对象所要求 的功率信号。
➢ (2)是一个输出通道。 输出伺服驱动控制信号，而伺服驱动系统中的状态反馈信号 通常是作为检测信号输入前向通道。
➢ (3)接近控制对象，环境恶劣。 控制对象多为大功率伺服驱动机构，电磁、机械干扰较为严 重。后向通道是一个输出通道，而且输出电平较高，不易受 到直接损害；但这些干扰易从系统的前向通道窜入。
7
பைடு நூலகம்
二、后向通道中的常用器件及电路
后向通道中常用的器件及电路主要有数／模转换、功 率驱动和干扰防治器件及电路。 （一） 功率开关接口器件及电路
在CPU输出开关量后，需进行功率放大，才能驱动开关量外 设。 实际的应用系统中，大量使用的是开关量的驱动、控制。 常用的功率开关接口器件及电路有：功率开关驱动电路、功 率型光电耦合器、集成驱动芯片及固体继电器等。
18
➢ 6、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，又名固
态开关。 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。它利用了分立器件和集成器件及微电子技术实现了 控制回路(输入端)与负载回路(输出端)之间的电隔离及信号耦 合，没有任何可动部件或触点。
实现了具有相当于电磁继电器一样的功能。
5
6
3、后向通道应解决的问题
➢ (1)功率驱动。将单片机输出的信号进行功率放大，以满足 伺服驱动的功率要求。
➢ (2)干扰防治。主要防治伺服驱动系统通过信号通道、电源 以及空间电磁场对计算机系统的干扰。通常采用信号隔离、 电源隔离和对大功率开关实现过零切换等方法进行干扰防 治。
➢ (3)数／模转换。对于二进制输出的数字量采用D／A变换器； 对于频率量输出则可以采用F／V转换器变换成模拟量。
17
➢ 5．功率场效应管(MOSFET) • 中功率、大功率场效应管构成的功率开关驱动器件可高频工作，输 入电流小，并能随意地截止，兼有晶体管开关和SCR的全部优点。 • 由于场效应管(FET)是电荷控制器件，只在开关的过程中才需要电流， 而且只要求微安级的输入电流。控制的输出电流可以很大。例如 VN84GA在低频时耗散功率为80W，而在30MHz时可耗散50W，控 制电流可达1 2.5A，图为VMOSFET电机控制电路，其中 VN66AF 为小功率VMOSFET。
8
➢ 1、大功率I／O口接口电路 在CPU应用系统中，开关量都是通过单片机的I／O口或扩展I／O口输 出的。这些I／O口的驱动能力有限。例如标准的TTL门电路在0电平 时吸收电流的能力约为16mA，常常不足以驱动一些功率开关(如继电 器、电机、电磁开关等)，因此，需要一些大功率开关接口电路。 • ① 功率晶体管驱动
典型的开关功率管具有高速、中等功率特性，其驱动电流可达800mA， 击穿电压为40V。如在500mA和10V处，典型的正向电流增益为30，要开 关500mA负载电流时，其Ib至少需供给17mA。 • 在晶体管驱动电路中，开关晶体管的驱动电流IC必须足够大，否则晶体管 会增加其管压降来限制其负载电流，从而有可能使晶体管超过允许功耗 而损坏。
§1.5 后向通道与接口技术
1
§1.5 后向通道与接口技术
一．后向通道 二．后向通道中的常用器件及电路 三．后向通道中的D/A转换及接口
2
一、后向通道
后向通道是CPU或计算机对控制对象实现控制操作的 输出通道。 1、后向通道的特点 2、后向通道的结构 3、后向通道应解决的问题
3
1、后向通道的特点
19
• ①固态继电器的结构原理
– 固态继电器通常是一个四端组件，两个为输入端，两个为输出 端。图为其结构框。它至少由三个部分组成，即输入电路、隔 离部分和输出电路。
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固态继电器有许多类型可供用户选择：
– 按品种分有军品、民品、I／O模块； – 按输出功能分有直流型、过零型、非过零型； – 按隔离方式分有光隔离和变压器隔离； – 按封装结构形式分有塑封型和金属壳全密封型固态继电器，以
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• IC达林顿晶体管驱动器: ULN2608,ULN2003
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➢ ULN2003
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➢ 3．闸流晶体管(可控硅整流器) • 在开关工作应用中，可控硅整流器只工作在导通或截止 状态。 • 由于SCR通常用来控制交流大电压开关负载，故不宜直 接与数字逻辑电路相连。在实际使用时应采取隔离措施， 如光电耦合隔离。 • 双向可控硅
4
2、后向通道的结构
➢ 根据CPU的输出信号形式和控制对象的特点，后向通道结 构如图所示。
➢ 单片机在完成控制处理后，总是以数字信号通过I／O口或 数据总线送给控制对象。
➢ 这些数字信号形态主要有开关量、二进制数字量和频率量， 可直接用于开关量、数字量系统及频率调制系统，但对于 一些模拟量控制系统，则应通过数／模转换变换成模拟量 控制信号。
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➢ 2．达林顿驱动电路 • 对于典型的开关晶体管电路，输出电流是输入电流乘以晶体管的增 益。要保证有足够大的输出电流必须采取增大输入驱动电流，多级 放大和提高晶体管增益。 • 采用达林顿驱动电路主要是采用多级放大和提高晶体管增益，避免 加大输入驱动电流。这种结构形式具有高输入阻抗和极高的增益。 • 单个达林顿晶体管：
及各种特殊用途的固态继电器。
• ② 固态继电器的优点
– 由于固态继电器是由固态元件组成的无触点开关器件。这种结 构特点决定了它比电磁继电器工作可靠，寿命长，对外界干扰 小，能与逻辑电路兼容，抗干扰能力强，开关速度快，使用方 便。
15
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➢ 4．机械继电器 • 在数字逻辑电路中最常使用的机械继电器有簧式继电器。簧式继电 器由两个磁性簧片组成，受磁场作用时，两个簧片相接触而导通。 这种簧式继电器控制电流要求很小，而簧式触点可开关较大的电流。 例如，控制线圈为380Ω时，可直接由5V输入电压驱动，驱动电流 为13mA，而簧片触点可通过500mA至几十A。但与逻辑电路相配 用的簧式继电器一般小于1A。 • 簧式继电器的接口电路如图所示。触点两端的齐纳二极管用来防止 产生触点电弧。 • 机械继电器的开关响应时间较大，计算机应用系统中使用机械继电 器时，控制程序中必须考虑开关响应时间的影响。
➢ (2)是一个输出通道。 输出伺服驱动控制信号，而伺服驱动系统中的状态反馈信号 通常是作为检测信号输入前向通道。
➢ (3)接近控制对象，环境恶劣。 控制对象多为大功率伺服驱动机构，电磁、机械干扰较为严 重。后向通道是一个输出通道，而且输出电平较高，不易受 到直接损害；但这些干扰易从系统的前向通道窜入。
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பைடு நூலகம்
二、后向通道中的常用器件及电路
后向通道中常用的器件及电路主要有数／模转换、功 率驱动和干扰防治器件及电路。 （一） 功率开关接口器件及电路
在CPU输出开关量后，需进行功率放大，才能驱动开关量外 设。 实际的应用系统中，大量使用的是开关量的驱动、控制。 常用的功率开关接口器件及电路有：功率开关驱动电路、功 率型光电耦合器、集成驱动芯片及固体继电器等。
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➢ 6、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，又名固
态开关。 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。它利用了分立器件和集成器件及微电子技术实现了 控制回路(输入端)与负载回路(输出端)之间的电隔离及信号耦 合，没有任何可动部件或触点。
实现了具有相当于电磁继电器一样的功能。
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3、后向通道应解决的问题
➢ (1)功率驱动。将单片机输出的信号进行功率放大，以满足 伺服驱动的功率要求。
➢ (2)干扰防治。主要防治伺服驱动系统通过信号通道、电源 以及空间电磁场对计算机系统的干扰。通常采用信号隔离、 电源隔离和对大功率开关实现过零切换等方法进行干扰防 治。
➢ (3)数／模转换。对于二进制输出的数字量采用D／A变换器； 对于频率量输出则可以采用F／V转换器变换成模拟量。
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➢ 5．功率场效应管(MOSFET) • 中功率、大功率场效应管构成的功率开关驱动器件可高频工作，输 入电流小，并能随意地截止，兼有晶体管开关和SCR的全部优点。 • 由于场效应管(FET)是电荷控制器件，只在开关的过程中才需要电流， 而且只要求微安级的输入电流。控制的输出电流可以很大。例如 VN84GA在低频时耗散功率为80W，而在30MHz时可耗散50W，控 制电流可达1 2.5A，图为VMOSFET电机控制电路，其中 VN66AF 为小功率VMOSFET。
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➢ 1、大功率I／O口接口电路 在CPU应用系统中，开关量都是通过单片机的I／O口或扩展I／O口输 出的。这些I／O口的驱动能力有限。例如标准的TTL门电路在0电平 时吸收电流的能力约为16mA，常常不足以驱动一些功率开关(如继电 器、电机、电磁开关等)，因此，需要一些大功率开关接口电路。 • ① 功率晶体管驱动
典型的开关功率管具有高速、中等功率特性，其驱动电流可达800mA， 击穿电压为40V。如在500mA和10V处，典型的正向电流增益为30，要开 关500mA负载电流时，其Ib至少需供给17mA。 • 在晶体管驱动电路中，开关晶体管的驱动电流IC必须足够大，否则晶体管 会增加其管压降来限制其负载电流，从而有可能使晶体管超过允许功耗 而损坏。
§1.5 后向通道与接口技术
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§1.5 后向通道与接口技术
一．后向通道 二．后向通道中的常用器件及电路 三．后向通道中的D/A转换及接口
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一、后向通道
后向通道是CPU或计算机对控制对象实现控制操作的 输出通道。 1、后向通道的特点 2、后向通道的结构 3、后向通道应解决的问题
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1、后向通道的特点
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• ①固态继电器的结构原理
– 固态继电器通常是一个四端组件，两个为输入端，两个为输出 端。图为其结构框。它至少由三个部分组成，即输入电路、隔 离部分和输出电路。
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固态继电器有许多类型可供用户选择：
– 按品种分有军品、民品、I／O模块； – 按输出功能分有直流型、过零型、非过零型； – 按隔离方式分有光隔离和变压器隔离； – 按封装结构形式分有塑封型和金属壳全密封型固态继电器，以
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• IC达林顿晶体管驱动器: ULN2608,ULN2003
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➢ ULN2003
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➢ 3．闸流晶体管(可控硅整流器) • 在开关工作应用中，可控硅整流器只工作在导通或截止 状态。 • 由于SCR通常用来控制交流大电压开关负载，故不宜直 接与数字逻辑电路相连。在实际使用时应采取隔离措施， 如光电耦合隔离。 • 双向可控硅
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2、后向通道的结构
➢ 根据CPU的输出信号形式和控制对象的特点，后向通道结 构如图所示。
➢ 单片机在完成控制处理后，总是以数字信号通过I／O口或 数据总线送给控制对象。
➢ 这些数字信号形态主要有开关量、二进制数字量和频率量， 可直接用于开关量、数字量系统及频率调制系统，但对于 一些模拟量控制系统，则应通过数／模转换变换成模拟量 控制信号。
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➢ 2．达林顿驱动电路 • 对于典型的开关晶体管电路，输出电流是输入电流乘以晶体管的增 益。要保证有足够大的输出电流必须采取增大输入驱动电流，多级 放大和提高晶体管增益。 • 采用达林顿驱动电路主要是采用多级放大和提高晶体管增益，避免 加大输入驱动电流。这种结构形式具有高输入阻抗和极高的增益。 • 单个达林顿晶体管：
及各种特殊用途的固态继电器。
• ② 固态继电器的优点
– 由于固态继电器是由固态元件组成的无触点开关器件。这种结 构特点决定了它比电磁继电器工作可靠，寿命长，对外界干扰 小，能与逻辑电路兼容，抗干扰能力强，开关速度快，使用方 便。
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➢ 4．机械继电器 • 在数字逻辑电路中最常使用的机械继电器有簧式继电器。簧式继电 器由两个磁性簧片组成，受磁场作用时，两个簧片相接触而导通。 这种簧式继电器控制电流要求很小，而簧式触点可开关较大的电流。 例如，控制线圈为380Ω时，可直接由5V输入电压驱动，驱动电流 为13mA，而簧片触点可通过500mA至几十A。但与逻辑电路相配 用的簧式继电器一般小于1A。 • 簧式继电器的接口电路如图所示。触点两端的齐纳二极管用来防止 产生触点电弧。 • 机械继电器的开关响应时间较大，计算机应用系统中使用机械继电 器时，控制程序中必须考虑开关响应时间的影响。