计算机数字IO控制及光电耦合隔离技术总览

计算机控制数字IO是微机控制系统中的重要组成部分。除了处理模拟量信号外，还需要处理开关信号和脉冲信号等数字信号。这些数字信号是以二进制的逻辑"1"和"0"或电平的高和低来表示的。数字量输入输出通道是实现这些数字信号输入输出的关键。 在数字量输入通道中，光电耦合隔离器是一种常见的隔离电路。光电耦合隔离器通过电-光-电的信号转换，并利用光信号的传输能够完成隔离功能。根据输出级别的不同，光电耦合隔离器可以分为三极管型、单向晶闸管型、双向晶闸管型等几种。 光电耦合隔离器的结构原理是相同的，以最简单的三极管型光电耦合隔离器为例，其结构原理如图4-2所示。该光电耦合隔离器由内部的三极管和外部的光敏二极管组成。当输入电路中的开关信号闭合时，输入信号会通过三极管产生相应的光信号，进而激活光敏二极管。光敏二极管感光后会转化为相应的电信号输出。通过这种方式，输入信号的隔离就可以实现。 除了光电耦合隔离器，数字量输入通道还可以采用其他几种典型电路。具体包括电阻分压型、继电器型和光耦合输入型等。这些电路可以根据具体的应用场景和要求来选择。 在数字量输出通道方面，同样存在几种典型的驱动电路。其中包括开关型、继电器型和晶闸管型等。开关型驱动电路通过控制开关管的闭合和断开来控制输出电路的通断，实现数字量的输出。继电器型驱动电路通过激活继电器来控制输出电路的通断。而晶闸管型驱动电路则通过控制晶闸管的导通和截断来控制输出电路的通断。 通过以上几种典型电路，可以实现数字量信号的输入和输出。对于输入信号，可以通过不同的电路结构来实现隔离和适配。而对于输出信号，则可以通过不同的驱动电路来控制输出电路的通断。这样，在微机控制系统中，就可以灵活地处理不同的数字信号，实现各种开关和脉冲控制功能。 总之，数字量输入输出通道是微机控制系统中处理数字信号的重要组成部分。通过光电耦合隔离器和其他几种典型电路的应用，可以实现数字信号的输入输出。这些数字信号包括开关信号、脉冲信号等，通过不同的电路和驱动方式，可以实现各种开关和脉冲控制功能。这在工业自动化等领域中具有广泛的应用前景。