IO模塊是一種用于連接計算機系統(tǒng)或控制系統(tǒng)與外部設(shè)備之間的接口模塊。數(shù)字IO模塊用于處理二進制信號的輸入和輸出，它們可以接收和發(fā)送數(shù)字信號，通常用于控制邏輯開關(guān)、觸發(fā)器和其他數(shù)字設(shè)備。模擬IO模塊用于處理連續(xù)型信號的輸入和輸出，它們可以接收和發(fā)送模擬信號，通常用于測量和控制溫度、壓力、電壓等連續(xù)性參數(shù)。本文主要介紹同星帶IO的設(shè)備以及在TSMaster軟件中的IO功能操作流程展開。

本文關(guān)鍵詞：IO模塊，數(shù)字量輸入輸出，模擬量輸入輸出，DIDO，AIAO

目錄

Catalog

1.同星DIO的支持硬件

2. TSMaster 的IO使用流程

3. TSMaster 的IO參數(shù)設(shè)置

4. TSMaster 的IO小程序函數(shù)

5. 應(yīng)用案例：PWM輸出喚醒ECU

1.

同星DIO的支持硬件

同星TC系列如TC1014Pro、TC1018Pro、TC1034Pro+、TC1038 Pro和TC1055 Pro 具備IO功能，此外Tlog系列如Tlog1002、Tlog1004和Tlog1038也具備IO功能。具體IO通道數(shù)量如下：

1.1同星IO設(shè)備的技術(shù)參數(shù)

●DI的輸入電壓范圍為0-40V，基準(zhǔn)電壓Vref為0-3.3V，閾值范圍的上限VAH=(330+499*Vref)/1098，閾值范圍下限VAL=0.455*Vref。

●DO的輸出電壓：低電平 0V，高電平 5V/12V（不支持帶負(fù)載使用），輸出模式為漏極開路，推挽式；帶過壓保護，輸出頻率最高200kHz。

●AI的輸入電壓范圍為0-39V，輸入阻抗為3.4MΩ，分辨率12bit。

●AO輸出電壓范圍為0-30V，帶過壓保護，分辨率12bit

注：部分型號的參數(shù)可能存在出入，以對應(yīng)設(shè)備最新的產(chǎn)品手冊為準(zhǔn)。

1.2IO接口的DO輸出模式

同星IO產(chǎn)品的DO輸出模式可設(shè)置不同模式，支持分為Push-Pull推挽輸出模式和Open-Drain開漏輸出模式，同時開漏輸出細(xì)分為Open-Drain-Pull，Open-Drain-Push模式。

Push-Pull推挽輸出的特點，具有驅(qū)動能力強，無靜態(tài)功能耗，可以實現(xiàn)高速切換，適用于PWM和時鐘信號輸出。

對于Open-Drain開漏輸出模式，輸出端呈開路狀態(tài)，輸出高電平時需依賴外部上拉電阻，具體有電平兼容性，可以通過外部上拉連接到不同的電壓輸出，并支持多設(shè)備的線與功能，具體特性如下：

2.

TSMaster 的IO的使用流程

同星帶IO通道的硬件，可以使用TSMaster軟件進行通道選擇與IO配置，如下是TSMaster上的配置操作流程。

▲Step1: 連接帶IO的設(shè)備到電腦后，在【硬件】-【通道選擇】中選擇配置所需的DO/DI或AI/AO的通道數(shù)量，如圖1。

圖1: IO接口硬件通道選擇

▲Step2: 然后在【硬件】-【總線硬件】，可以選擇相應(yīng) IO類型進行輸入輸出的配置。針對不同的IO類型，可以設(shè)置數(shù)字或模塊輸入的采樣率，數(shù)字輸出的模式、電壓和類型等，如圖2。

圖2: IO的配置

▲Step3: 配置完成后，可以在【仿真】-【系統(tǒng)變量】-【內(nèi)部變量】中查看系統(tǒng)生成的用于觀測和控制的IO系統(tǒng)變量。同時TSMaster提供小程序控制DO輸出的函數(shù)，用于DO的程序控制，如圖3。

圖3: IO的內(nèi)部系統(tǒng)變量

3.

TSMaster 的IO參數(shù)設(shè)置

3.1 數(shù)字輸入?yún)?shù)

采樣率（Hz）: 可選0.001、0.01、0.1、1、10、25、100，如圖4。

圖4: 數(shù)字輸入的采樣率設(shè)置

當(dāng)數(shù)字輸入DI引腳無電壓輸入時，DI系統(tǒng)變量的值為0；當(dāng)DI引腳輸入電壓超過閾值，DI系統(tǒng)變量的值變?yōu)?，如圖5。

圖5: 數(shù)字輸入的系統(tǒng)變量變化

3.2 數(shù)字輸出參數(shù)

數(shù)字輸出的參數(shù)設(shè)置與設(shè)備類型相關(guān)，分為TC系列和Tlog記錄儀兩種。其中TC系列的數(shù)字輸出可設(shè)置普通電平輸出和PWM波輸出。Tlog記錄儀的數(shù)字輸出支持設(shè)置普通電平輸出。

3.2.1 TC系列數(shù)字輸出參數(shù)

TC系列的數(shù)字輸出，以TC1055Pro為例，支持設(shè)置輸出電壓等級、輸出模式和輸出類型，如圖6。

電壓等級Voltage Level: 可選5V/12V

輸出模式Output Mode:

▲Push-Pull：可以主動輸出高電平和低電平，適合高速和大電流的驅(qū)動。

▲Open-Drain：只能輸出低電平，高電平需要外部拉電阻實現(xiàn)，適合多設(shè)備共享信號線。

▲Open-Drain-Pull：與Open-Drain類似，強調(diào)了外部拉高電阻的使用。

▲Open-Drain-Push：可以根據(jù)需求通過外部電路增強輸出驅(qū)動能力

輸出類型Output Type:

▲General Output: 普通電平輸出

▲PWM Output: 輸出PWM波

圖6: TC系列數(shù)字輸出的參數(shù)設(shè)置

3.2.2Tlog系列數(shù)字輸出參數(shù)

Tlog系列的數(shù)字輸出，支持設(shè)置周期性匯報，用于輸出狀態(tài)的回讀監(jiān)測，以Tlog1004為例，如圖7。

周期性匯報（Hz）:0.001、0.01、0.1、1、10、25、100。

圖7: Tlog系列數(shù)字輸出的參數(shù)設(shè)置

3.3 模擬輸入?yún)?shù)

模擬輸入的參數(shù)，可以設(shè)置采樣率，以TC1014 Pro為例，如圖8。

采樣率（Hz）:0.001、0.01、0.1、1、10、25、100。

圖8: 模擬輸入的參數(shù)設(shè)置-采樣率

3.4 模擬輸出參數(shù)

功能正在升級更新，敬請期待！

4.

TSMaster的IO小程序函數(shù)

TSMaster小程序提供了兩個控制DO輸出的函數(shù)，分別是：普通電平輸出函數(shù)和PWM輸出函數(shù)。

其中，普通電平輸出函數(shù)如下：

PWM輸出函數(shù)如下：

5.

應(yīng)用案例：PWM輸出喚醒ECU

汽車上有不少ECU采用PWM信號進行喚醒，比如有如下喚醒場景：

●車身控制器喚醒：光照傳感器檢測到光線突變，然后輸出1kHz和70%占空比的PWM波，喚醒BCM控制器開啟車燈；

●電池管理系統(tǒng)報警：當(dāng)從模塊監(jiān)測到電池電壓超閾值時，發(fā)送固定脈寬PWM信號，喚醒主控BMS ECU進行保護處理。

以下介紹如何基于TC1055Pro的IO模塊和TSMaster配合，輸出PWM波喚醒主控ECU。

▲Step1:查閱ECU的喚醒說明，明確喚醒ECU的時機和IO信號類型，需要在ECU上電后，接收到占空比為20%，頻率為1Hz的PWM波，即可喚醒ECU。

▲Step2:使用DO通道和ECU的喚醒信號接入端連接，將TC1055Pro連接至PC。

▲Step3:在TSMaster通道選擇菜單中，設(shè)置DO的應(yīng)用程序通道與硬件通道，如圖9。

圖9: DO 通道選擇

▲Step4:在硬件配置中，設(shè)置DO的輸出電壓為5V，輸出模式為Push-Pull，輸出類型為PWM。如圖10。

圖10: DO參數(shù)設(shè)置

▲Step5:創(chuàng)建一個C代碼編輯器，并在按鍵事件中創(chuàng)建兩個按鍵事件，分別對應(yīng)開始輸出PWM和停止輸出PWM。

按鍵事件A，對應(yīng)開始輸出PWM，如圖11：

圖11: 開始輸出PWM按鍵事件

按鍵事件B，對應(yīng)停止輸出PWM，如圖12：

圖12: 停止輸出PWM按鍵事件

▲Step6:編譯C小程序，啟動TSMaster工程，按下鍵盤A進行開始輸出PWM給ECU，同時使用示波器觀測輸出PWM波形，如圖13。

圖13: 輸出PWM的示波器監(jiān)測

按下鍵盤B停止輸出PWM，使用示波器觀測輸出PWM波形，如圖14。

圖14: 停止輸出PWM的示波器監(jiān)測