在工业控制中，不同的工业现场信号和工业控制要求，需要处理和控制的信号也不同，所以卡的输出输入信号的种类与接线方式也不同。通常必须将电压、电流限制在一定的范围内。下面介绍这方面的知识。

　　一、开关量输入信号的种类与接线方式

　　开关量输入主要有TTL输入，光藕合器输入， CMOS标准输入， PLC开关量输入等。

　　1. TTL输入

　　TTL是Transistor TransistorLogic的缩写，意为晶体管-晶体管逻辑。它是一般卡最常使用 的输出/入接线方式。在微机测控系统中，习惯用TTL电路作为基本电路元件。其他电路输入和输出的电平与TTL是不兼容的，因此必须进行相互间的电子转换。

　　(1)信号范围。其额定电位是0~5V。高电位的范围是2~5V之间，而低电平则是在O~7V之间。高低电平的信号范围的规定是考虑到芯片的可接受范围，例如O~O.7V表示"关闭"，而以2~5V代表"打开"。

　　(2)接线方式。输入时接线应如图4-1所示。

　　TTL电平的电流范围必须落在20mA(毫安)以内，超过范围可能会对设 备接点后面的TTL电子零件造成影响，为了保证电流的范围，通常会在线路上加上限流电阻，以保护ICo 330.0和470.0都是经常使用的限流电阻，如果在电路中看到这两个电阻，通常就是拿来作限流电阻的。

　　通常适配卡上会提供5V的电源，利用此5V的电源就可以连接相关的电路来做实验。可以在输出接点和GND之间连接一个发光二极管，通过发光二极管来验证输出操作是否成功。

　　图4-1 TTL输入时的接线图

　　输出时，由TTL数字输出的电流相当的小(最大20mA)，它不能推动其他设备，利用这种输出去推动其他设备时，必须通过放大器去推动其他设备。

　　2.光耦合器输入

　　光藕合的主要目的就在隔离输出/入之间的直接接触，以达到保护的作用，

　　规格中的Isolation Voltage就说明了该零件在使用上可以达到的保护范围，通常这个数值都是KV级以上(通常是3000V以上)，一般情形下的输入信号应不易使得接收端受到损伤。

　　(1)信号范围。光南合器(Photo-Couple)通过光的传递将高低电位状态传送到另一端，即使输入端的电压过高，由于是通过光的方式作传送，光绝对不会对接点信号的一端造成损坏，因此两端被分开，仅通过光线传递，而达到保护作用，这就是使用光藕合器的好处。图4-2是光藕合器的图标。

　　光藕合器可以看成是两个部分的组合，一端是发光二极管，它负责发出光线;另一端是光敏晶体管，它通过发光二极管的光将晶体管基极作一个触发的动作，只要达到晶体管的要求电位，该光敏晶体管的集电极、发射极之间就会导通。

　　一般光捐外界所输入的电压范围可由正+5~+30V，流过光捐合晶体管的电流大约是3. 2~24mA，光搞合晶体管可在这样子的电流范围内正常工作。

　　(2)接线方式。光搞合晶体管的内部包含了两个部分，一个是发光二极管，一个是光敏晶体管，两者合二为一。使用光藕合晶体管接上电路时，不能只接一个光藕合晶体管，还必须考虑到各零件的阻抗匹配而组合。

　　如果应用在输入信号的检测上，图4-3是其中的一种接法。如果应用在数字输出上，图4-4则是其中另一种接法，这个部分则是将原来输入的电路反转过来，利用数字输出的电位直接驱动光藕合器的发光二极管，并进而驱动光敏晶体管，使得图右的电路导通而驱动。

　　3. CMOS标准输入

　　金属，氧化物·半导体结构的晶体管简称MOS晶体管，有P型MOS管和N型MOS管之分。由MOS管构成的集成电路称为MOS集成电路，而由PMOS管和NMOS管共同构成的互补型MOS集成电路即为CMOS。

　　CMOS是互补型金属氧化物半导体的简称，与TTL一样，它也是一种半导体的制造工艺， 电源电压可以是+3~十15V不等，对不同的电源电压其高电平和低电平的定义也是有区别的，高逻辑电平电压接近于电源电压，低逻辑电平接近于OV，而且具有很宽的噪声容限。

　　CMOS集成电路，单门静态功耗在毫微瓦(nW)数量级。CMOS电路的噪声容限一般在 40电源电压以上， CMOS电路的电源电压一般为1. 5~ 18Vo CMOS电路的输入阻抗大于 108.0.，一般可达1010.0.。

　　TTL的V曲=2.4V，飞，=0.4V，而CMOS的飞=3.5V，飞=1. 5V在TTL输出低电平时匹 配，输出高电平时不匹配。解决方法是在TTL的输出和CMOS输入连线处，通过上拉电阻接到飞。CMOS在输出低电平时，输出电流小，不能驱动TTL。解决办法是CMOS门的并联(只有同一芯片的门才可以并联使用)或采用输入电流较大的CMOS缓冲芯片。

　　4. PLC开关量输入

　　一般工业控制的场合中， PLC是经常使用的控制器，其所使用的工作电压几乎都是24V，此种电压不能直接接到我们所使用卡的输入接点上，为了工业应用，在此情形下通常使用光搞合器作为输入的中继器，让24V的电压信号通过桐合器传送至接点，就可以达到保护接点配卡的目的，也不需要为了适应卡而改变所使用的电压范围。

　　PLC开关量输入信号种类:直流输入模块、交流输入模块、交直流输入模块。

　　直流输入模块输入信号的电源均可由用户提供，直流输入信号的电摞+24V也可由PLC自身提供，一般8路输入共用一个公共端，现场的输入提供一对开关信号: "0"或"1"(有无触点均可);每路输入信号均经过光电隔离、滤波，然后送入输入缓冲器等待CPU采样。每路输入信号均有lED显示，以指明信号是否到达PLC的输入端子。

　　交流输入模块输入信号lOOY (AC) ~240V (AC)，价格较贵，应用少，可以用中间继电器转换。

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