2.4.3 开关量输入逻辑接口技术

根据计算机控制系统的功能要求，CPU对开关量输入信号的处理形式主要有3种：开关状态检测、脉宽测量和脉冲计数。下面介绍开关状态检测及其接口。

开关状态检测是指计算机在适当时刻将外部开关量的状态读入到计算机中。通常采用的方式为定时查询或中断。在定时查询方式里，CPU周期性地在规定时刻将开关量状态读入，这种方法不能正确反映开关量状态变化时刻，其误差大小与读取周期有关。采用定时查询方式的接口非常简单，如果从数据总线读入，只需加入总线缓冲器即可。总线缓冲器通常为三态逻辑门电路，图2.39所示为采用74LS244的接口电路。对于单片机而言，开关量输入信号也可直接与I/O口相连而无须添加接口元件。

图2.39 定时查询方式接口电路

中断方式指开关量输入状态发生变化时向CPU申请中断。在CPU响应中断时读入相应的开关量状态。中断方式能够及时反映开关状态量的变化，使控制系统及时地对其状态进行处理。中断方式的接口电路包括总线缓冲电路及中断请求信号形成电路。在开关量输入较少时，比较容易设计中断请求信号形成电路，甚至可以直接用开关量输入作为中断请求信号。由于CPU的中断资源有限，若开关量输入较多，则应将其所有开关量输入综合后产生统一的中断请求信号，因此电路相当复杂。为简化系统，通常只在某几个重要的开关输入（如故障状态等）需要及时处理时才采用中断方式。