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電子發燒友網>控制/MCU>輸入配置 - 數字輸入串行器原理及輸入信號配置

輸入配置 - 數字輸入串行器原理及輸入信號配置

針對某種應用對數字輸入串行器進行配置時,只有兩個重要的參數,即輸入電流限制 IIN-LIM和導通閾?VIN-ON。這兩個參均通過外部電阻器 RLIM??以及 RIN0?到 ?RIN7來進行調節。盡管 RLIM定義所有八條輸入通道的電流限制,但也可以通過使用不同的 RIN值,來單獨設定每條通道的導通閾值。
?
電流限制器內部實現比較器功能,其閾值電流 ITH與最大輸入電流 IIN-LIM完全相同。利用一個反射系數為 n = 72 的電流鏡,通過基準電流 IREF推導出 ITH。由于 IIN-LIM與 ITH相同,因此最大輸入電流可以表示為:
?
??????????????????????????????????????? 方程式1
?
IREF反過來又由內部 1.25V 帶隙基準與外部電阻器 RLIM的比計算得到:
?
.???????????????????????????? ???????方程式2
?
方程式2?插入到方程式 1 中,得到 IIN-LIM為 RLIM的函數:
?
.??????????????????方程式3
?
求解方程式3?得到 RLIM,即設置理想電流限制所需的電阻器值:
?
.???????????????????????????????????????????方程式4
?
現場輸入導通閾值電壓 VIN-ON,與電流限制、輸入電阻器以及器件輸入的導通閾值電壓 VIP-ON有關。VIP-ON等于內部電壓檢測比較器的固定 5.2V 基準電壓。因此,VIP-ON可以表示為:
?
??????????????????????????方程式5
?
插入 VIP-ON的數值,然后代入方程式3?的 IIN-LIM計算結果,得到:
?
????????????????????????????????方程式6
?
然后求解 RIN,得到設置規定電流限制條件下理想導通閾值所要求的輸入電阻器值:
?
?????????????????????????????方程式7
?
因此,針對各種應用對 DIS 進行完全配置只需要兩個方程式,即方程式3?用于設置電流限制,而方程式7用于達到理想導通閾值電壓。根據這兩個方程式,1?列出了不同輸入閾值電壓和電流限制的各種電阻器組合情況。
?
1各種輸入配置
?
VIN?[V]
VIN-ON?[V]
IIN-LIM[mA]
RIN?[kΩ]
RLIM?[kΩ]
12
5.2
2
0
44.8
34
5.2
2
0
44.8
34
10
2
2.4
44.8
48
24
2
9.4
44.8
100*
50
0.5
89.6
180
350*
150
0.5
290
180
*?要求齊納鉗位
?
表 1 中的星號表示非常高的輸入電壓會超出最大器件電壓 34V。這種情況下,IPx 和接地之間連接的 30V 齊納二極管可防止器件輸入毀壞。將開關閾值設定在輸入電壓范圍的中間,即 VIN-ON?= VIN-max/2,這時最大齊納電流將等于輸入電流限制,即 IZ-max?= IIN-LIM,同時總輸入電流將為電流限制的兩倍。
?
若想節能,需將電流限制設定為 0.5mA。很明顯,在這種低輸入電流情況下,將指示器 LED 連接至 Rex 輸出沒有意義,因為其不會亮起。相反,我們應該將它們放置在 CMOS 輸出可以很容易地實現 LED 驅動功能的控制器端。
?
串行接口
1?表明對于高達 24V 標稱值、或者 34V 最大值的總線電源來說,數字輸入串行器可以將總線電壓調低到 5V,以為數字隔離器或者微控制器提供充足的電源。但是,在高壓條件下,在DIS之前調低總線電源電壓,會極大地降低總功效。在非隔離應用中,使用一個微型充電泵,并通過控制器電源為 DIS 提供備用電源,這樣做更利于提高能效。但是,在隔離式應用中,要求一個隔離式 DC-DC 轉換器來穿過隔離層提供控制器電源。
?
實施電氣隔離的原因是,數字輸入串行器一般用于檢測遠距離安裝傳感器和信號源的輸出電壓,例如:AC 整流器的輸出,其接地電位明顯不同于本地控制器接地。將各種接地電位相互連接會引起大量接地環路電流流動。使用數字隔離器可以防止出現這種情況。
?
如前所述,DIS 數字接口的控制很容易實施。系統控制器只需通過其通用輸出端之一,向 DIS 的/LD 輸入端發送一個短且低活躍度的負載脈沖,旨在將當前的現場輸入狀態鎖存至 DIS 移位寄存器中。之后,它向 CLK 線路施加一個時鐘信號,以串行方式移出寄存器內容。
?
2?所示,DIS 的移位寄存器結構通過簡單地將前面器件的串行輸出 SOP 連接至后面器件的串行輸入 SIP,實現以菊花鏈方式連接多個器件。這種方法允許進行高通道數目的緊湊型數字輸入模塊設計,同時其僅使用了一個串行接口。
?
一次讀取多個 DIS 器件的內容時,較短的讀取周期時間便為基本要求,而標準微控制器 SPI 接口的最大速度已經可以達到 10 MHz 或者 20 Mbps。但是,DIS 的串行接口可以支持高達 300 Mbps的數據速率,其甚至超出了一些高速隔離器的數據速率。因此,若想將讀取周期時間縮短至絕對最小值,便要求極高的時鐘頻率,同時還必須消除隔離器的傳播延遲。
?
正因如此,微控制器常常被現場可編程門陣列 (FPGA) 所取代,因為它不僅僅具有高時鐘頻率,而且還允許實現接收時鐘輸入(如圖 2 藍色線條所示)。然后,由 FPGA 發送的相同時鐘信號,經過隔離器延遲,開始將寄存器內容移出 DIS,同時與 SOP 信號一起通過另一個隔離器通道獲得反饋,從而保持接收時鐘和數據之間的相位關系。
?
?
2隔離32-通道數字輸入模塊
結論
數字輸入串行器是低功耗控制器與高 DC 電壓接口連接的最通用解決方案。SN65HVS88x?系列數字輸入串行器支持低壓控制器和高壓應用之間的接口設計,擁有各種各樣的特性,例如:欠壓檢測、電流限制、去抖動濾波、散熱保護、奇偶發生以及單 5V 電源等。
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2021-04-06 15:33:028

UG-1731:評估ADE1201單通道、可配置、隔離數字輸入

UG-1731:評估ADE1201單通道、可配置、隔離數字輸入
2021-04-14 16:09:288

ADE1202:雙通道、可配置、隔離數字輸入數據表

ADE1202:雙通道、可配置、隔離數字輸入數據表
2021-04-15 16:23:573

UG-1679:評估ADE1202雙通道、可配置、隔離數字輸入

UG-1679:評估ADE1202雙通道、可配置、隔離數字輸入
2021-04-15 17:26:007

AD8300:3伏,串行輸入完整的12位DAC數據表

AD8300:3伏,串行輸入完整的12位DAC數據表
2021-04-18 17:45:136

設計解決方案3雙極輸入24位A/D轉換器接受±2.5V輸入差分輸入24位A/D轉換器為雙極輸入信號提供半標度零

設計解決方案3雙極輸入24位A/D轉換器接受±2.5V輸入差分輸入24位A/D轉換器為雙極輸入信號提供半標度零
2021-04-25 10:48:341

EVAL-AD5064:四路16位串行輸入電壓輸出DAC評估板

EVAL-AD5064:四路16位串行輸入電壓輸出DAC評估板
2021-04-26 15:55:4711

ADE1201:單通道、可配置、隔離數字輸入數據表

ADE1201:單通道、可配置、隔離數字輸入數據表
2021-05-11 15:53:547

EVAL-AD7453:偽差分輸入評估板,帶串行接口的12位ADC

EVAL-AD7453:偽差分輸入評估板,帶串行接口的12位ADC
2021-05-20 21:23:062

第6章:數字輸入/輸出模塊(I/O)

第6章:數字輸入/輸出模塊(I/O)PPT下載
2021-10-08 14:51:5319

單片機:A/D 差分輸入信號

文章目錄A/D 差分輸入信號A/D 差分輸入信號在前面的文章已經提到過,控制字的第4位和第5位是用于控制 PCF8591 的模擬輸入引腳是單端輸入還是差分輸入。差分輸入是模擬電路常用的一個技巧,這里
2021-11-23 17:36:2010

通用定時器的PWM輸入捕獲實驗

通用定時器的PWM輸入捕獲實驗(寄存器版本)PWM輸入捕獲模式是輸入捕獲模式的一個特例,除下列區別外,操作與輸入捕獲模式相同:兩個ICx信號被映射至同一個TIx輸入。這兩個ICx信號為邊沿有效,但是極性相反。其中一個TIxFP信號被作為觸發輸入信號,而從模式控制 器被配置成復位模式。
2021-11-24 09:21:0219

3、GIPO輸入(按鍵配置

本節通過按鍵處理led來演示IO輸入模式的配置1、根據原理圖按鍵找到對應的引腳2、打開cubemx選擇對應的芯片創建工程3、配置系統時鐘,打開外部高速時鐘,配置時鐘頻率為72MHz(本項如有不明白
2021-12-03 09:06:069

GPIO的8種輸入輸出模式和引腳封裝

1、模擬輸入:專用于ADC通道的輸入輸入信號為模擬信號。其他的輸入均為數字信號輸入。在上圖中,模擬信號跳過上下拉電阻,直接輸入到IO邏輯電路。2、浮空輸入輸入信號數字信號。在上圖中,數字信號
2021-12-04 11:21:098

單片機的輸入輸出模式

;經過上拉電阻–>TTL舒密特觸發器轉換成數字信號–>輸入數據寄存器上拉輸入信號–>保護二極管–>經過下拉電阻–>TTL舒密特觸發器轉換成數字信號–>輸入數據寄存器浮空輸入模擬信號–>保護二極管–>TTL舒密特觸發器轉換成數字信號–>輸入數據寄
2022-01-14 14:23:390

壓力測試儀輸入壓力信號代碼

系統描述;   輸入 15--115kPA壓力信號   輸出 00h--ffh數字信號(adc0832)   在LCD上顯示實際的壓力值,如果超限則報警
2022-03-30 14:06:140

PLC信號輸入知識分享

眼睛在工廠里對應的是什么?就是輸入信號,比如說接近開關,光電開關,各種傳感器等檢測外部狀態的裝置;四肢是輸出信號,對應工廠里的電機,氣缸等等直接驅動設備的裝置。因此無論輸入還是輸出都同樣重要。
2022-10-28 11:16:51821

什么是隔離數字輸入

什么是隔離數字輸入
2022-11-01 08:24:192

采用MAX22191的工業數字輸入

數字輸入(DI)是一種電路,設計用于接收從工業傳感器發送的二進制信號,并將該輸入轉換為可編程邏輯控制器(PLC)或工業控制器的可靠邏輯信號。工業二進制信號的常見示例是按鈕和/或溫度或接近閾值指示器
2023-01-12 10:05:03722

8位串行輸入/串行輸出或并行輸出移位寄存器;三態-74LVC595A

8位串行輸入/串行輸出或并行輸出移位寄存器;三態-74LVC595A
2023-02-15 18:50:480

8位串行輸入/串行輸出或并行輸出移位寄存器;三態-74LV595

8位串行輸入/串行輸出或并行輸出移位寄存器;三態-74LV595
2023-02-15 19:17:101

帶輸出鎖存器的8位串行輸入/串行輸出或并行輸出移位寄存器-74VHC_VHCT595

帶輸出鎖存器的 8 位串行輸入/串行輸出或并行輸出移位寄存器-74VHC_VHCT595
2023-02-17 20:02:070

帶輸出鎖存器的8位串行輸入/串行輸出或并行輸出移位寄存器-74AHC_AHCT595

帶輸出鎖存器的 8 位串行輸入/串行輸出或并行輸出移位寄存器-74AHC_AHCT595
2023-02-20 18:43:490

什么是隔離式數字輸入

隔離式數字輸入數字隔離器雖然它們聽起來很相似,但隔離式數字輸入數字隔離器之間實際上存在一些值得注意的差異。看完這篇文章,希望大家能輕松分辨出兩種隔離功能的區別。
2023-02-24 16:53:52714

什么叫plc輸入 plc輸入信號類型 plc沒有輸入信號

PLC輸入是指PLC系統從外部設備采集到的信號,例如傳感器信號、按鈕信號、開關信號等。PLC的輸入通常分為數字輸入和模擬量輸入兩種類型,數字輸入是指只有兩個狀態的信號,例如開關信號、按鈕信號等。
2023-03-14 17:17:496366

怎么分辨電路的輸入信號的電壓輸入還是電流輸入

怎么分辨電路的輸入信號的電壓輸入還是電流輸入?? 電路作為電子技術的重要組成部分,輸入信號的電壓和電流輸入在很多時候都需要進行分辨。那么在實際的應用中,我們應該如何進行分辨呢?下面,讓我們來詳細探討
2023-09-17 16:44:422294

ECU的數字輸入測試

ECU典型的數字輸入包括一個上拉或下拉電阻,然后通過一個RC濾波電路輸入到MCU的PORT口。
2023-10-19 10:51:42254

什么是數字濾波器的采樣速率?和輸入信號的頻率有什么關系?

什么是數字濾波器的采樣速率?和輸入信號的頻率有什么關系? 數字濾波器的采樣速率是指數字濾波器輸入信號的采樣頻率,也稱為采樣率,通常用赫茲(Hz)表示。在數字信號處理中,為了實現對模擬信號數字
2023-10-20 15:02:301384

PLL對射頻輸入信號有什么要求?

PLL對射頻輸入信號有什么要求? PLL(Phase Locked Loop)是一種電路,可將輸入信號和參考信號的相位和頻率保持一致,用于頻率合成、時鐘生成、調制解調、數字信號處理、無線通信等一些
2023-10-30 10:46:50410

輸入四輸出模擬量信號隔離變送器

深圳捷晟達(JSD科技)的JSD TA-1004系列單輸入四輸出模擬量信號隔離變送器,是將輸入與輸出之間電氣絕緣的模擬信號進行變換、放大、隔離的小型儀表設備,接收現場儀表的各種模擬量信號輸入,通過
2023-09-02 02:59:220

輸入四輸出模擬量信號隔離變送器

輸入四輸出模擬量信號隔離變送器深圳捷晟達(JSD科技)的JSD TA-2004系列雙輸入四輸出模擬量信號隔離變送器,是將輸入與輸出之間電氣絕緣的模擬信號進行變換、放大、隔離的小型儀表設備,接收現場
2023-09-02 03:04:001

差分放大電路中,單端輸入和雙端輸入兩種輸出值是否相同?為什么呢?

差分放大電路中,單端輸入和雙端輸入兩種輸出值是否相同?為什么呢? 在差分放大電路中,單端輸入和雙端輸入的輸出值是有區別的。差分放大電路是一種特殊的放大電路,其輸入信號由兩個相位相差180度的信號組成
2023-11-20 16:24:082845

數字輸入與輸出原理是什么

是General-purpose input/output,大部分情況下,我們都會用簡稱GPIO GPIO的功能,主要是指這個管腳可以作為數字信號輸入或者輸出使用,到底是輸入還是輸出呢,這需要我們使用系統寄存器來進行配置。 當GPIO被設置為輸入模式時,就可以讀取這個管腳上的電平高低,從而實現
2023-11-27 11:45:19324

qlineedit設置只能輸入數字

輸入的內容,比如只允許輸入數字。本文將詳細介紹如何使用QLineEdit設置只能輸入數字。 一種常見的方法是通過信號與槽機制來實現輸入限制。我們可以使用QLineEdit的textChanged信號和自定義的槽函數來檢查用戶輸入的字符是否為數字。下面是一個簡單的示例代碼:
2023-11-30 16:11:383038

高阻輸入和低阻輸入的阻抗分別是多少

高阻輸入和低阻輸入是指在電子電路中輸入端的兩種不同電阻特性。高阻輸入指的是輸入端的電阻較大,而低阻輸入指的是輸入端的電阻較小。 在電路中,輸入端的電阻會影響信號的傳輸和處理。高阻輸入通常用于對信號
2023-12-25 15:32:26585

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