基礎(chǔ)知識與術(shù)語解釋
從用途、種類到接口回路的特性，清晰易懂地解釋數(shù)字輸入輸出。
目錄
什么是數(shù)字輸入輸出板？
數(shù)字輸入輸出板的種類與用途
輸出回路
輸入回路
雙向輸入輸出回路
選擇竅門
1.什么是數(shù)字輸入輸出板？
這是為向計(jì)算機(jī)增設(shè)并行（Parallel）輸入輸出數(shù)字信號的功能而需要用到的接口板。
如果使用數(shù)字輸入輸出產(chǎn)品，除了監(jiān)視（讀出）各種控制回路的繼電器、操作開關(guān)、測量儀器等的狀態(tài)，進(jìn)行指示燈、LED、7段顯示器、繼電器的控制輸出外，還可作為與PLC（程序裝置）等控制器進(jìn)行數(shù)字通信的接口使用。
2. 數(shù)字輸入輸出板的種類與用途
2-1. 光電耦合器隔離輸入輸出型號
這是用光電耦合器隔離板內(nèi)部的邏輯回路與輸入輸出回路的型號。將信號（信息）轉(zhuǎn)換成光傳遞，可防止操作回路上發(fā)生的電氣干擾的侵入。但是，為了驅(qū)動光電耦合器，需要從外部供給直流電源。用于與數(shù)字開關(guān)、顯示器等操作回路為5-48V直流的弱電設(shè)備連接。
2-1-1. 高速光電耦合器隔離輸入輸出型號
這是在隔離元件上使用高速光電耦合器，高速傳遞信號的型號。在要求高速輸入輸出時使用。 高速光電隔離型(響應(yīng)速度5μsec)產(chǎn)品 高速光電隔離型(響應(yīng)速度1μsec)產(chǎn)品 標(biāo)準(zhǔn)型號的響應(yīng)速度在 200μsec以內(nèi)。
2-1-2. 電源內(nèi)置光電耦合器隔離輸入輸出型號
內(nèi)部的邏輯回路是指配置隔離的直流電源的型號。由于能夠向光電耦合器的驅(qū)動與操作回路供電，在不能準(zhǔn)備電源時方便。 內(nèi)置12VDC電源產(chǎn)品 內(nèi)置5VDC電源產(chǎn)品。
2-2. 接點(diǎn)輸出型號
這是不隔離板內(nèi)部的邏輯回路與輸入輸出回路，直接連接的型號。與光電耦合器隔離輸入輸出型號相比，能夠高速響應(yīng)。但是，由于易受電氣干擾的影響，適合噪聲環(huán)境良好、能夠縮短配線距離的場合。在連接小型繼電器、控制器等輸入輸出回路為 5VDC / 3.3VDC、TTL / LVTTL 的設(shè)備時使用。
簧片繼電器觸點(diǎn)輸出(a型觸點(diǎn))產(chǎn)品 半導(dǎo)體繼電器觸點(diǎn)輸出產(chǎn)品 繼電器觸點(diǎn)輸出(c型觸點(diǎn))產(chǎn)品 功率繼電器觸點(diǎn)輸出(SPDT C觸點(diǎn)方式)產(chǎn)品 Relay used in output circuitmodal window
2-3. 非隔離輸入輸出型號
這是不隔離板內(nèi)部的邏輯回路與輸入輸出回路，直接連接的型號。與光電耦合器隔離輸入輸出型號相比，能夠高速響應(yīng)。但是，由于易受電氣干擾的影響，適合噪聲環(huán)境良好、能夠縮短配線距離的場合。在連接小型繼電器、控制器等輸入輸出回路為 5VDC / 3.3VDC、TTL / LVTTL 的設(shè)備時使用。 非隔離TTL電平數(shù)字信號輸入(負(fù)邏輯)產(chǎn)品 非隔離TTL電平數(shù)字信號輸入(正邏輯)產(chǎn)品 非隔離LVTTL電平數(shù)字信號輸入(正邏輯)產(chǎn)品 非隔離TTL電平集電極開路數(shù)字信號輸出(負(fù)邏輯)產(chǎn)品 非隔離TTL電平數(shù)字信號輸出(正邏輯)產(chǎn)品 非隔離LVTTL電平數(shù)字信號輸出(正邏輯)產(chǎn)品 Direct connection of the logic circuit inside the board and the I/O circuit without isolationmodal window
2-3-1. 雙向輸入輸出型號
這是不隔離板內(nèi)部的邏輯回路與i8255 PPI或者同等的雙向輸入輸出回路，直接連接的型號。可通過編程，以8點(diǎn)為單位更改輸入輸出點(diǎn)數(shù)（方向）。在連接輸入輸出回路為TTL(5VDC)或者 LVTTL(3.3VDC)、需要雙向輸入輸出的設(shè)備時使用。 雙向24點(diǎn)數(shù)字信號輸入輸出產(chǎn)品 雙向32點(diǎn)數(shù)字信號輸入輸出產(chǎn)品 雙向48點(diǎn)數(shù)字信號輸入輸出產(chǎn)品 雙向96點(diǎn)數(shù)字信號輸入輸出產(chǎn)品 雙向128點(diǎn)數(shù)字信號輸入輸出產(chǎn)品
3. 輸出回路
根據(jù)用途、電氣特性，將數(shù)字輸入輸出的輸出回路分為以下幾種。
3-1. 晶體管輸出（無源接點(diǎn)輸出）
這是使用半導(dǎo)體元件——晶體管，驅(qū)動、開閉直流負(fù)荷的輸出回路。與接點(diǎn)輸出不同，由于沒有實(shí)際的接點(diǎn)，也被稱作“無源接點(diǎn)輸出”。
3-1-1. 光電耦合器隔離集電極開路輸出（灌電流型號）
這是輸出晶體管的集電極成為輸出端子，處于開路（Open）狀態(tài)的輸出回路。內(nèi)部邏輯為“ON(短路)：1、OFF(開路)：0”。這是當(dāng)輸出晶體管“ON（負(fù)荷工作）”時，電流從負(fù)荷流進(jìn)輸出端子的灌電流型號。一般用于向12 - 48VDC的弱電設(shè)備輸出信號。 光電隔離型集電極開路數(shù)字信號輸出(灌電流型)產(chǎn)品 Output circuit where the output transistor collector becomes the output terminal and the status becomes openmodal window
3-1-2. 光電耦合器隔離輸出（拉電流型號、共陽極型號）
這是輸出晶體管的發(fā)射極成為輸出端子的輸出回路。內(nèi)部邏輯為“ON(短路)：1、OFF(開路)：0”。這是當(dāng)輸出晶體管“ON（負(fù)荷工作）”時，電流從輸出端子流出負(fù)荷的拉電流型號。這是因?yàn)閷箤Φ囟搪返陌踩詮?qiáng)而在歐洲各國廣泛使用的拉電流型號，用于向12 - 48VDC的弱電設(shè)備輸出信號。 光電隔離型數(shù)字信號輸出(拉電流型)產(chǎn)品 Output circuit where the output transistor emitter becomes the output terminalmodal window
3-1-3. 非隔離TTL集電極開路輸出（負(fù)邏輯）
這是輸出晶體管的集電極成為輸出端子，處于開路（Open）狀態(tài)的輸出回路，在輸入回路端連接上拉電阻。內(nèi)部邏輯為“Low(短路)：1、High(開路)：0”的負(fù)邏輯。用于向輸入回路為TTL設(shè)備、5V直流設(shè)備輸出信號。 非隔離TTL電平集電極開路數(shù)字信號輸出(負(fù)邏輯)產(chǎn)品 Output circuit where the output transistor collector becomes the output terminal and the status is openmodal window
3-1-4. 光電耦合器隔離TTL電平輸出（負(fù)邏輯）
這是輸出晶體管的集電極成為輸出端子的輸出回路。內(nèi)部邏輯為“Low：1、High：0”的負(fù)邏輯。當(dāng)輸入回路為TTL設(shè)備、5V直流設(shè)備，操作回路的配線變長時，或者想隔離時使用 光電隔離型TTL電平數(shù)字信號輸出(負(fù)邏輯)產(chǎn)品 Output circuit where the output transistor emitter, isolated by a photocoupler, becomes the output terminalmodal window
3-2. 接點(diǎn)輸出（有源接點(diǎn)輸出）
這是使用繼電器接點(diǎn)，與內(nèi)部的邏輯回路隔離的輸出回路。由于利用實(shí)際的接點(diǎn)驅(qū)動、開閉符合，也被稱作“有源接點(diǎn)輸出”。由于不限制電流流向，無論DC（直流）負(fù)荷還是連接AC（交流）負(fù)荷，均可連接。用于向AC（交流）或者超過48VDC的強(qiáng)電設(shè)備輸出信號。 簧片繼電器觸點(diǎn)輸出(a型觸點(diǎn))產(chǎn)品 半導(dǎo)體繼電器觸點(diǎn)輸出產(chǎn)品 繼電器觸點(diǎn)輸出(c型觸點(diǎn))產(chǎn)品 功率繼電器觸點(diǎn)輸出(SPDT C觸點(diǎn)方式)產(chǎn)品 Output circuit isolated with internal logic circuit using relay contactmodal window
4. 輸入回路 數(shù)字輸入輸出的輸入回路有以下幾種。
4-1. 直流輸入
這是可與晶體管輸出、操作回路為直流接點(diǎn)輸出的回路連接的輸入回路。
4-1-1. 光電耦合器隔離輸入（支持灌電流輸出型號）
這是光電耦合器的負(fù)極為輸入端子的輸入回路。輸入灌電流型號的晶體管輸出，或者從繼電器開關(guān)等輸入輸出信號。內(nèi)部邏輯為“ON(短路)：1、OFF(開路)：0”。輸入端子為電流流出的拉電流型號。一般用于從12 - 48VDC的弱電設(shè)備輸入信號。 光電隔離型數(shù)字信號輸入(對應(yīng)灌電流型輸出信號)產(chǎn)品 光電隔離型數(shù)字信號輸入(對應(yīng)灌電流型或拉電流型輸出信號)產(chǎn)品 Input circuit with photocoupler cathode side as input terminalmodal window 。
4-1-2. 光電耦合器隔離輸入（支持拉電流輸出型號、共陽極型號）
這是光電耦合器的正極為輸入端子的輸入回路。輸入拉電流型號的晶體管輸出，或者從繼電器開關(guān)等輸入輸出信號。內(nèi)部邏輯為“ON(短路)：1、OFF(開路)：0”。輸入端子為電流流入的灌電流型號。這是因?yàn)閷箤Φ囟搪返陌踩詮?qiáng)，在歐洲各國廣泛使用的型號一般用于從12～48VDC的弱電設(shè)備輸入信號。 光電隔離型數(shù)字信號輸入(對應(yīng)拉電流型輸出信號)產(chǎn)品 光電隔離型數(shù)字信號輸入(對應(yīng)灌電流型或拉電流型輸出信號)產(chǎn)品 Input circuit with photocoupler anode side as input terminalmodal window
4-1-3. 非隔離TTL電平輸入（負(fù)邏輯）
這是晶體管的基極為輸入端子，在5VDC上連接上拉電阻的輸入回路。內(nèi)部邏輯為“Low：1、High：0”的負(fù)邏輯。用于從輸出回路為TTL設(shè)備、5V直流設(shè)備輸入信號。 非隔離TTL電平數(shù)字信號輸入(負(fù)邏輯)產(chǎn)品 非隔離TTL電平數(shù)字信號輸入(正邏輯)產(chǎn)品 非隔離LVTTL電平數(shù)字信號輸入(正邏輯)產(chǎn)品 Input circuit pulled up at 5 VDC with the transistor base as the input terminalmodal window
4-1-4. 光電耦合器隔離TTL電平輸入（負(fù)邏輯）
這是光電耦合器的負(fù)極為輸入端子的輸入回路。內(nèi)部邏輯為“Low：1、High：0”的負(fù)邏輯。當(dāng)輸出回路為TTL設(shè)備、5V直流設(shè)備，操作回路的配線變長時，或者想隔離時使用。 光電隔離型TTL電平數(shù)字信號輸入(負(fù)邏輯)產(chǎn)品 Input circuit with photocoupler cathode as input terminalmodal window 5. 雙向輸入輸出回路
5. 雙向輸入輸出回路
5-1. 非隔離TTL/LVTTL電平輸入輸出（正邏輯）
這是i8255 PPI（或者與之相當(dāng)?shù)模┹斎胼敵龌芈贰?nèi)部邏輯為“Low(短路)：0、High(開路)：1”的正邏輯。在與輸入輸出回路為TTL設(shè)備、5V直流設(shè)備或者需要TTL(5VDC)/LVTTL(3.3VDC)的雙向輸入輸出的設(shè)備進(jìn)行信號的輸入輸出時使用。 雙向24點(diǎn)數(shù)字信號輸入輸出產(chǎn)品 雙向32點(diǎn)數(shù)字信號輸入輸出產(chǎn)品 雙向48點(diǎn)數(shù)字信號輸入輸出產(chǎn)品 雙向96點(diǎn)數(shù)字信號輸入輸出產(chǎn)品 雙向128點(diǎn)數(shù)字信號輸入輸出產(chǎn)品 i8255 PPI (or equivalent) I/O circuitmodal window
6. 選擇竅門
6-1.用數(shù)字輸出板控制繼電器
如果使用繼電器的ON/OFF控制，通常該裝置的個數(shù)就是必要的輸出點(diǎn)數(shù)。當(dāng)想控制的繼電器為10個時，請選擇輸出點(diǎn)數(shù)為10點(diǎn)以上的板。※有的裝置具有警報(bào)、復(fù)位、握手等功能。對于這種情況，需要相應(yīng)地增加輸入輸出點(diǎn)數(shù)。
6-2.用數(shù)字輸入板監(jiān)視開關(guān)
如果使用開關(guān)的ON/OFF監(jiān)視，通常該裝置的個數(shù)就是必要的輸入點(diǎn)數(shù)。當(dāng)想監(jiān)視的開關(guān)為20個時，請選擇輸入點(diǎn)數(shù)為20點(diǎn)以上的板。※有的裝置具有警報(bào)、復(fù)位、握手等功能。對于這種情況，需要相應(yīng)地增加輸入輸出點(diǎn)數(shù)。
6-3.用數(shù)字輸入板從數(shù)字開關(guān)輸入BCD/二進(jìn)制數(shù)據(jù)
如果使用一般的十進(jìn)制或者十六進(jìn)制型號，通常每一位需要4位（4點(diǎn)）的輸出或者輸出。當(dāng)使用3位7段顯示器、數(shù)字開關(guān)時，選擇器輸入輸出點(diǎn)數(shù)為12點(diǎn)（4點(diǎn)×3位）以上的板。※有的裝置具有警報(bào)、復(fù)位、握手等功能。對于這種情況，需要相應(yīng)地增加輸入輸出點(diǎn)數(shù)。
6-4.絕對值式（二進(jìn)制輸出）回轉(zhuǎn)式編碼器
一般輸入點(diǎn)數(shù)與一周的分辨率有關(guān)。例如，如果使用的是將一周分解為256等份的型號，輸出8位(256 = 28)的二進(jìn)制數(shù)據(jù)。請參照輸入點(diǎn)數(shù)為8點(diǎn)以上的板。※有的裝置具有警報(bào)、復(fù)位、握手等功能。對于這種情況，需要相應(yīng)地增加輸入輸出點(diǎn)數(shù)。
