数字量通用I/O接口模块
1.数字量I/O模块的种类
S7-200 CPU已经集成了一定数量的数字量I/O点，如用户需要多于CPU单元I/O点时，必须对系统做必要的扩展。根据控制需要，可以选取8点、16点和32点的数字I/O扩展模块。除CPU221外，其他CPU模块均可配接多个扩展模块。连接时，CPU模块放在最左侧，扩展模块用扁平电缆与左侧的模块相连。
数字量I/O扩展模块主要分为：数字量输入模块（EM221）、数字量输出模块（EM222）及数字量输入/输出模块（EM223），见下表。
2.技术指标
·当一个机械触点接通S7-200 CPU或任意扩展模块的供电时，它发送一个大约50mA 的“1”信号到数字输出，必须考虑这一点。
·当一个机械触点接通AC扩展模块的输出电源时，它向AC输出发出一个宽度大约1/2AC周期的“1”信号。必须考虑这一点。
·由于是直通电路，负载电流必须是完整的AC波形而非半波。最小负载电流是0.05A （AC）。当负载电流在5~50mA（AC）之间时，该电流是可控的。但是，由于410Ω串行电阻的存在，会有额外的压降。
·如果因为过多的感性开关或不正常的条件而引起输出过热，输出点可能关断或被损坏。如果输出在关断一个感性负载时遭受大于0.7J的能量，那么输出将可能过热被损坏。为了消除这个限制，可以将抑制电路和负载并联在一起。
·EM222DO4x继电器的FM额定值和其他S7-200不同。此模块具有符合FM CLSS I，DIVISION GROUPS A、B、C&DHAZARDOUS LOCATIONS的T4额定值，而不是T4A。
·如果是灯负载，继电器使用寿命将降低75％，除非采取措施将接通浪涌降低到输出浪涌电流额定值以下。
·灯负载的额定值是用于额定电压的。依据被切换的电压，按比例降低额定值（例如120V AC，100W）。
3.数字量输入模块的使用
数字量输入模块有直流输入模块和交流输入模块两种。每一个输入点可接收一个用户设备的离散信号（ON/OFF）。典型的输入设备可以是按钮、限位开关或继电器触点等。
（1）直流输入模块：外部接线图如下图所示。
直流输入模块（EM221 8×24V DC）有8个数字量输入端子。8个数字量输入点分成2组。1M、2M分别是2组输入点内部电路的公共端，每组需用户提供一个24V DC电源。
直流输入电路的内部电路如图b所示，开关通/断状态，对应输入映像寄存器的1/0状态，即当开关闭合时，对应的输入映像寄存器为“1”状态；当开关断开时，对应的输入映像寄存器为“0”状态。当输入端发光二极管VL点亮，即指示开关的闭合。外部直流电源用于检测输入点的状态，其极性可以任意接入。
（2）交流输入模块：外部接线图如下图所示，交流输入模块（EM221 8×120/230V AC）有8个分隔式数字量输入端子，每个输入点都占用两个接线端子。他们各自使用一个独立的交流电源，这些交流电源可以不相同。
·交流输入电路如图b所示：交流输入模块的输入电路中，当开关闭合后，交流电源经C、R2加至双向光电耦合器的发光二极管，使发光二极管发光，经光电耦合，光敏三极管接收光信号，将该信号送PLC内部电路，供CPU处理。双向二极管VL用来指示输入状态。
4.数字量输出模块的使用
数字量输出模块分为直流输出模块、交流输出模块和交直流输出模块等3种（对应于晶体管、晶闸管和继电器输出方式）。数字量输出模块的每一个输出点能控制一个用户的离散型负载（ON/OFF）负载。典型的负载包括继电器线圈、接触器线圈、电磁阀线圈或指示灯等。每一个输出点与一个且输出电路相连，输出电路把CPU运算处理的结果转换成能够驱动现场执行机构的各种大功率的开关信号。PLC的输出端子是PLC向外部负载发出控制命令的窗口。
（1）直流输出模块：外部接线图如下图所示
直流输出模块（EM222 8×24V DC），有8个数字量输出点，8个数字量输出点分成2组。1L+、2L+分别是两组输出点内部电路的公共端，每组需用户提供一个DC24V的电源。
·直流输出电路（如图b所示），输出映像寄存器为“1”状态时------负载在外部电源激
励下通电工作。输出映像寄存器为“0”状态时-------外部负载断电停止工作。
（2）交流输出模块：外部接线图如下图a所示
交流输出模块（EM222 8*120V/230 AC）有8个分隔式数字量输出点，每个输出点占用两个接线端子，且它们各自都由用户提供一个独立的交流电源。
·交流输出电路图B所示:交流输出模块是可控硅（晶闸管）输出方式。其特点是输出启动电流大。当PLC有信号输出时，光电二极管导通，通过光电耦合器使双向可控硅（晶闸管）导通，交流负载在外部交流电源的激励下得电。同时，发光二极管VL点亮，指示输出有效。
3．交、直流输出模块（继电器输出方式）：外部接线图a所示。
交流输出模块（EM222 8×继电器）有8个输出点，发出2组，1L、2L是每组输出点的公共端。每组用户提供一个外部电源（可以是直流或交流电源）
数字量输入输出实验 一、实验目的 了解P1口作为输入输出方式使用时，CPU 对P1口的操作方式。 二、实验环境 1、软件环境要求 Windows XP操作系统以及Keil C51 单片机集成开发环境。 2、硬件环境要求 电脑一台，TD-51单片机系统，开关及LED显示单元，单次脉冲单元。三、实验内容 编写实验程序，将P1口的低4位定义为输出，高4位定义为输入，数字量从P1口的高4位输入，从P1口的低4位输出控制发光二极管的亮灭。 提高部分： LED灯控制 要求：通过KK1实现LED灯工作方式即时控制，完成LED灯左循环、右循环、间隔闪烁功能。 四、实验分析 P1口是8位准双向口，每一位均可独立定义为输入输出，输入位置1。 通过A的左/右移位及赋值55H、0AAH，再将A值送入P1，可实现LED灯左循环、右循环、间隔闪烁功能。 五、实验步骤 （一）基础实验程序及实验程序流程图如下。 实验程序： ORG 0000H LJMP MAIN ORG 0100H MAIN: MOV P1,#0F0H ；将开关状态送入P1高位 MOV A,P1 ；送入A SWAP A ；高低位互换 MOV P1,A ；将开关状态送入P1低位 JMP MAIN ；循环 SJMP $
END 实验步骤： 1. 按图2所示，连接实验电路图，图中“圆圈”表示需要通过排线连接； 2. 编写实验程序，编译链接无误后进入调试状态； 3. 运行实验程序，观察实验现象，验证程序正确性； 4. 按复位按键，结束程序运行，退出调试状态； 5. 自行设计实验，验证单片机其它IO 口的使用。
（二）提高实验程序及实验程序流程图如下。 实验程序：实验程序流程图：ORG 0000H LJMP MAIN ORG 0100H MAIN: KT: ；检查KK1 SETB P3.3 JNB P3.3,KT CLR P3.3 LL1: ；左循环MOV A,#01H X1: MOV P1,A CALL DELAY RL A SETB P3.3 JNB P3.3,X1 CLR P3.3 LL2: ；右循环MOV A,#80H X2: MOV P1,A CALL DELAY RR A SETB P3.3 JNB P3.3,X2 CLR P3.3 LL3: ；间隔闪烁MOV A,#55H MOV P1,A CALL DELAY MOV A,#0AAH MOV P1,A CALL DELAY SETB P3.3 JNB P3.3,LL3 CLR P3.3 JMP KT DELAY: ；延时子程序MOV R2,#00H MOV R3,#00H ABC: DJNZ R2,ABC