連接微控制器和傳感器輸出的簡單接口

　可編程邏輯控制器和工業(yè)傳感器輸出端在和MCU連接的時候通常不太安全，一般都需要附加的TTL電路和 CMOS 信號，這使得傳感器的易用性受到影響。當(dāng)傳感器使用NPN輸出狀態(tài)，支持外接上拉電阻連接到傳感器電源（范圍10-30V，典型值為24V）輸出的時候，下圖提供了簡單的接口解決方案。該設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)換后的信號輸出與TTL/CMOS電路的輸入級完全兼容，能夠支持500A的輸出負(fù)載電流（拉電流）和100mA的輸入負(fù)載電流（灌電流）。

　　NPN上拉電阻分為兩部分，上部（R1）是高功率端，電阻1W，電阻1K歐。下部（R2）是低功率端，電阻10K歐，電壓1/4W。電路還有另外兩部分，齊納二極管 D1（根據(jù)邏輯電位的要求不同，可選5.1V或3.3V）和電容C1.電容C2 是備選方案，在傳感器低頻信號輸出的時候，用于高頻噪聲抑制。

　　齊納二極管在設(shè)計(jì)中實(shí)現(xiàn)兩項(xiàng)功能。主要功能為設(shè)定穩(wěn)定且安全的電壓，保證轉(zhuǎn)換的信號輸出時微控制器的安全。另外一項(xiàng)功能是和C1一起提供可變的輸出，保證MCU的供電。電路當(dāng)前的容量最大為 7.5mA，但對于運(yùn)行低功率微控制器和LCD顯示的要求來說足夠了。

　　如果用于噪聲抑制，C2的數(shù)值應(yīng)該滿足時變的R2xC2匹配1/3傳感器或PLC輸出的最大運(yùn)行頻率的要求。最大頻率在10kHz以上的傳感器不需要C2，因?yàn)榫€纜電容可滿足濾波需求。質(zhì)量較好的雙絞線和同軸電纜在信號輸出方面將帶來最好的效果。

　　只需要很少數(shù)的元器件，就可以提供能夠安全連接工業(yè)和PLD傳感器到微控制器的轉(zhuǎn)換信號，另可以為穩(wěn)壓電源提供 7.5mA的容量。