工控機(jī)是當(dāng)今優(yōu)秀的自動(dòng)化設(shè)備控制設(shè)備，這些設(shè)備有著寬廣的應(yīng)用領(lǐng)域，如工廠自動(dòng)化，機(jī)器人控制，電力控制、智能家居等，而工控機(jī)的IO端口則是其最為重要的一個(gè)部分。工控機(jī)的IO口可以連接到其它設(shè)備來(lái)進(jìn)行數(shù)據(jù)的傳輸和接收。那么，哪些設(shè)備可以連接到工控機(jī)的IO口？如何正確配置工控機(jī)的IO口以與外部設(shè)備通信？工控機(jī)的IO口有哪些常見(jiàn)的輸入輸出模式？如何在編程中使用工控機(jī)的IO口進(jìn)行數(shù)據(jù)讀寫(xiě)操作？我們將在下文中給出詳細(xì)的介紹。
一、哪些設(shè)備可以連接到工控機(jī)的IO口？
工控機(jī)的IO口可以連接到多種設(shè)備，如傳感器，執(zhí)行器，通訊模塊、觸摸屏等，傳感器可以用于從環(huán)境中讀取數(shù)據(jù)，比如溫度、濕度、光強(qiáng)度等數(shù)據(jù)；執(zhí)行器通常是接口用來(lái)控制影響工業(yè)設(shè)備的各種力，如電機(jī)、電磁閥；通信模塊可以通過(guò)工控機(jī)將智能裝置連接到外部的網(wǎng)絡(luò)，用于遠(yuǎn)程監(jiān)控和數(shù)據(jù)傳輸；觸摸屏則是人機(jī)界面的一部分，處理用戶與工業(yè)設(shè)備之間的交互操作，相比于機(jī)器人的終端操作簡(jiǎn)化，更加的人性化。
二、如何配置工控機(jī)的IO口以與外部設(shè)備通信？
工控機(jī)的IO口并不是直接可以用的，需要先進(jìn)行配置?？赏ㄟ^(guò)操作系統(tǒng)的設(shè)備管理器進(jìn)行IO配置設(shè)置，包括在序列口中配置它們的波特率、串口協(xié)議及其他的硬件參數(shù)。也可以通過(guò)開(kāi)發(fā)板來(lái)進(jìn)行IO口配置，更加的靈活。通過(guò)工控機(jī)的輸入輸出模型，可讓用戶通過(guò)編程來(lái)進(jìn)行配置，以及IO口數(shù)據(jù)的讀與寫(xiě)，具體的配置方法是操作系統(tǒng)相關(guān)的。不同輸入輸出模式對(duì)應(yīng)不同的連接方式和通訊協(xié)議，如模擬信號(hào)，數(shù)字信號(hào)和計(jì)數(shù)器。不同的應(yīng)用場(chǎng)景需要不同的輸入輸出模式，如傳感器使用模擬輸入輸出模式，執(zhí)行器使用數(shù)字信號(hào)輸入輸出模式等。
三、工控機(jī)的IO口有哪些常見(jiàn)的輸入輸出模式？
工控機(jī)的IO口一般可以分為兩大類，一個(gè)是數(shù)字輸入輸出，另一個(gè)則是模擬輸入輸出模式。在數(shù)字輸入輸出模式下，工控機(jī)的輸出電流是固定的，但通常每個(gè)IO口最大電流不會(huì)超過(guò)10mA，這說(shuō)明只能驅(qū)動(dòng)低電平的元件，如LED燈。而在數(shù)字輸入模式中，工控機(jī)內(nèi)部有一個(gè)二極管電阻擊打電路，可抵抗大約5伏的反向電壓。這種輸入輸出模式非常適合于數(shù)字信號(hào)的通信控制，如控制舵機(jī)等。
模擬輸入輸出就是模擬量電壓輸入輸出，范圍與精度較數(shù)字量更高。一般情況下，工控機(jī)的模擬輸入輸出都會(huì)有一個(gè)放大緩沖區(qū)，常用于模擬顯示控制等應(yīng)用場(chǎng)景。對(duì)于需要進(jìn)行模擬處理的數(shù)據(jù)，比如用于電氣控制的電壓信號(hào)，DC電機(jī)控制等，都可以用模擬輸入輸出模式來(lái)進(jìn)行傳輸。
四、如何在編程中使用工控機(jī)的IO口進(jìn)行數(shù)據(jù)讀寫(xiě)操作？
工控機(jī)的IO口可以通過(guò)編程來(lái)進(jìn)行數(shù)據(jù)讀寫(xiě)操作，一般都是通過(guò)調(diào)用I/O接口的相關(guān)API函數(shù)實(shí)現(xiàn)。工控機(jī)的操作系統(tǒng)一般會(huì)提供與輸入輸出有關(guān)的API函數(shù)，比如Windows CE中的ReadFile()和WriteFile()函數(shù)。Linux中則有讀寫(xiě)函數(shù)fread()，fwrite()等。此外還有讀取GPIO的相關(guān)函數(shù)，如io_read()等，可以讀取電平，并把數(shù)據(jù)傳遞到用戶程序中。
在數(shù)據(jù)的讀取和寫(xiě)入過(guò)程中，需要注意一些細(xì)節(jié)問(wèn)題。如，寫(xiě)入數(shù)據(jù)時(shí)需要保證寫(xiě)入的數(shù)據(jù)長(zhǎng)度已經(jīng)被設(shè)置成功，另外，需要保證在執(zhí)行讀取操作之前，實(shí)際的讀取操作已經(jīng)完成。同樣的，讀取數(shù)據(jù)時(shí)需要正確設(shè)置讀取數(shù)據(jù)的長(zhǎng)度，在所有數(shù)據(jù)都已經(jīng)讀取之后，需要釋放I/O端口，防止端口的鎖定，又或者要考慮I/O端口的繁忙等問(wèn)題。
綜上所述，可以看出工控機(jī)的IO口雖然小巧但威力十大，用處廣泛。正確使用I/O口可以讓你滿足各種數(shù)據(jù)傳輸需求，也會(huì)常常遇到一些坑，所有要在使用前細(xì)心一些，留意所需要控制模式及其數(shù)據(jù)長(zhǎng)度，這樣在后續(xù)操作中也能得心應(yīng)手。
