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采集板卡
采集板卡分ISA總線和PCI總線兩種
采集板卡的功能有：多通道的A/D輸入，D/A輸出，開關(guān)量的輸入和輸出，計(jì)數(shù)測頻
采集板卡必須直接插入計(jì)算機(jī)主板上空余的ISA槽或PCI槽中，才能工作，其和計(jì)算機(jī)之間實(shí)際是一種并行通訊，每塊采集板卡都占用計(jì)算機(jī)的一部分端口地址，計(jì)算機(jī)通過指定的地址來訪問采集板卡。
A：一塊具有多路A/D輸入；
該板卡必須具有幾片主要的芯片，如起通道切換作用的多路模擬開關(guān)，一片A/D轉(zhuǎn)換芯片，當(dāng)要獲取某個(gè)通道的A/D輸入值時(shí)，首先讓多路模擬開關(guān)切換到該通道（該多路開關(guān)芯片占用一個(gè)端口地址，往該端口寫數(shù)就能啟動(dòng)該芯片工作，這時(shí)被轉(zhuǎn)換的信號通過多路開關(guān)進(jìn)入到A/D轉(zhuǎn)換芯片的信號輸入端，而A/D轉(zhuǎn)換芯片一般占用如下幾個(gè)IO端口地址：
啟動(dòng)A/D轉(zhuǎn)換開始：
往該端口寫一個(gè)數(shù)，就能啟動(dòng)A/D芯片開始工作。
查詢A/D轉(zhuǎn)換是否結(jié)束：
讀該端口的狀態(tài)，就能知道A/D芯片是否轉(zhuǎn)換完畢。
讀取轉(zhuǎn)換結(jié)果：
當(dāng)轉(zhuǎn)換結(jié)束成功后，其結(jié)果自動(dòng)輸出到數(shù)據(jù)總線上，等待用戶將其讀回來。
B：D/A轉(zhuǎn)換
用戶根據(jù)該采集板D/A芯片的量程轉(zhuǎn)換范圍，輸出一個(gè)電壓值，將該電壓值根據(jù)量程轉(zhuǎn)換成一個(gè)相應(yīng)的碼制，然后輸出到數(shù)據(jù)總線上，啟動(dòng)A/D轉(zhuǎn)換，則D/A芯片在其模擬量輸出端口輸出一個(gè)用戶指定的電壓。例如：
D/A芯片的量程轉(zhuǎn)換范圍是0-5V，其轉(zhuǎn)換精度是12位，也就是指能將0-4095之間的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成0-5V的電壓，之間的數(shù)據(jù)是線性關(guān)系。
C：開關(guān)量輸入輸出采集板卡：
這種板卡功能更簡單，核心功能塊就是多塊數(shù)據(jù)鎖存器，該芯片由多個(gè)三極管元器件集成：當(dāng)從基極進(jìn)來的信號大于一定幅度時(shí)能使三極管導(dǎo)通，而將小于該幅度的電壓信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號0，通過0，1來區(qū)分開關(guān)量的兩個(gè)狀態(tài)，就達(dá)到了開關(guān)量輸入的效果。開關(guān)量輸出的原理與開關(guān)量輸入的工作原理正好相反，它的核心芯片就是多塊帶功率驅(qū)動(dòng)的數(shù)據(jù)輸出鎖存器。
D：計(jì)數(shù)器板：
幾乎所有計(jì)數(shù)器板都使用8353，8254主芯片構(gòu)成，能對輸入的脈沖進(jìn)行減計(jì)數(shù)，默認(rèn)的初始值為65535，當(dāng)計(jì)數(shù)器的值為0，能輸出一個(gè)計(jì)數(shù)器溢出標(biāo)志。
8253能被編程為各種工作狀態(tài)，如簡單的計(jì)數(shù)方式，輸出指定頻率的方波等，但均通過修改計(jì)數(shù)器的初始值來實(shí)現(xiàn)。
8253占用的IO端口有：
設(shè)置工作方式；
設(shè)置計(jì)數(shù)器的初始值；
讀計(jì)數(shù)器的當(dāng)前值；
所有這些功能既能單獨(dú)實(shí)現(xiàn)，也可以集成在一塊采集板卡中，根據(jù)實(shí)際需要而定
智能儀表和模塊：
這兩種設(shè)備都是一個(gè)獨(dú)立的單片機(jī)系統(tǒng)，在不通訊的狀態(tài)下，系統(tǒng)能單獨(dú)完成其系統(tǒng)功能，對于簡單儀表可以是對物理量進(jìn)行測量，并顯示，如測量溫度，壓力，流量等，也可以加上簡單的極限報(bào)警功能，復(fù)雜的儀表除了測量顯示外，還有自動(dòng)控制的功能，也就是通常說的PID調(diào)節(jié)，
儀表在正常工作的過程中，把用戶需要設(shè)置的參數(shù)和自己測量的參數(shù)值存放在其不同的內(nèi)存單元中，所以其工作的核心芯片主要有：
測量用的A/D 芯片，控制用的CPU，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)用的RAM存儲(chǔ)器等。
若有顯示功能還必須有顯示驅(qū)動(dòng)芯片。
由于儀表本身就是一個(gè)小型的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，因此可以對其編程，若加上通訊功能就可以實(shí)現(xiàn)和計(jì)算機(jī)或其他設(shè)備之間的通訊，（通訊程序的編寫有很多經(jīng)典的樣例，所以不是難點(diǎn)。）
智能儀表和模塊一旦做完他的功能就固定下來了，基本上不能通過編程而變成另一種儀表，因?yàn)槠渲饕δ鼙挥布旧砉潭ㄋ懒恕?
PLC
PLC（可編程控制器）目前是各種工業(yè)自動(dòng)控制系統(tǒng)中的首選設(shè)備，PLC本身也是一個(gè)小型的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。具有大量的功能存儲(chǔ)器，可以進(jìn)行多次編程，其功能可以隨的軟件的變化而相應(yīng)的變化，這種變化可以是與硬件無關(guān)的變化。這是PLC與智能儀表的明顯區(qū)別之處。
各種不同的生產(chǎn)廠家生產(chǎn)的PLC都遵循比較統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，軟件一般使用梯形圖的形式，類似于早期的繼電控制系統(tǒng)。也可以直接使用匯編語言。常見的功能寄存器有：開關(guān)量輸入，輸出繼電器，中間繼電器，模擬量輸入輸出寄存器，大量的計(jì)數(shù)器和定時(shí)器等。其實(shí)現(xiàn)的復(fù)雜的控制功能均只需要修改軟件來實(shí)現(xiàn)。所以是非常通用產(chǎn)品。PLC通訊功能已經(jīng)集成在PLC中，通過通訊能讀寫PLC中的所有寄存器，從而達(dá)到上位機(jī)控制PLC的功能。
變頻器
變頻器的功能類似與智能儀表，但功能完全不同于儀表，大量應(yīng)用在可變頻的電機(jī)拖動(dòng)系統(tǒng)中。可以輸出任意頻率的電壓和電流來驅(qū)動(dòng)各種不同的電機(jī)，滿足自動(dòng)控制系統(tǒng)中對可變頻電源（變頻調(diào)速）的要求，是工業(yè)自動(dòng)化系統(tǒng)中必不可少的一種設(shè)備，以至于無法用其他設(shè)備來替代。這種設(shè)備也帶有通訊功能，因此可以通過計(jì)算機(jī)來修改其工作參數(shù)，達(dá)到遠(yuǎn)程控制的目的。
變頻器，PLC都具有高可靠性。
串行通訊介紹
所謂串行通訊就是指將一個(gè)8位的字節(jié)通過一個(gè)叫做移位寄存器功能塊轉(zhuǎn)換成一個(gè)個(gè)的脈沖發(fā)送到對方設(shè)備，對方的移位寄存器又將這一串脈沖轉(zhuǎn)換成一個(gè)8位的字節(jié)，這種通訊方式大大節(jié)省了通訊線，而打印機(jī)是一種典型的并行通訊設(shè)備。當(dāng)然實(shí)際上串行通訊并不是那么簡單，還涉及到很多的控制位，一般一個(gè)字節(jié)的發(fā)送還必須加上一個(gè)開始位，一個(gè)校驗(yàn)位，一個(gè)結(jié)束位，所以發(fā)送一個(gè)字節(jié)往往需要多發(fā)送2-3個(gè)位，發(fā)送和接收的速度需要雙方保持一致。否則就會(huì)出現(xiàn)發(fā)送和接收不同步的情況。
串行通訊的方式有兩種：
RS232：適合于短距離（50米以內(nèi)），點(diǎn)對點(diǎn)通訊，最常用的通訊連接方式為3線制
計(jì)算機(jī)側(cè)： 設(shè)備側(cè)
2（RD） SD
3（SD） RD
5（GND） GND
有些廠家的設(shè)備通訊還用其他信號線，所以要根據(jù)說明書接線，但必須遵守發(fā)送信號線和接收信號線相連，信號地和信號地相連的原則。
RS485：是一種中長距離的通訊方式（1500米以內(nèi)）可以進(jìn)行一對多的通訊方式，其中計(jì)算機(jī)是主站，其他設(shè)備是從站，這是一種最簡單的現(xiàn)場總線。具有組網(wǎng)簡單，成本極低的特點(diǎn)。其接線形式如下圖：
DATA + DATA+
DATA- DATA-
RS422的接線規(guī)則
RA+ SA+
RA- SA-
SB+ RB+
SB- RB-
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