S7-200 SMART的CPU高速脉冲输出功能的原理如下： ### 脉冲生成 - **内部定时器触发**：CPU内部有高精度的定时器，通过编程设置定时器的相关参数，如定时时长、计数次数等，当定时器启动后，按照设定的时间间隔或计数条件，不断地产生触发信号，从而触发脉冲信号的生成。 - **指令控制**：使用特定的高速脉冲输出指令，如PLS指令，当程序执行到该指令时，会启动CPU内部的高速脉冲发生器，根据预先设置好的控制字节和参数寄存器中的值，生成相应的脉冲信号。 ### 脉冲调制 - **脉宽调制（PWM）**：在PWM模式下，CPU固定输出的周期时间，通过程序控制脉冲的持续时间或负载周期。占空比是指高电平时间与周期时间的比值，通过改变占空比，就可以改变输出脉冲信号中高电平所占的比例，从而调整输出的平均电压。当占空比增大时，输出的平均电压升高；反之，平均电压降低。例如，在控制加热元件时，可通过改变PWM的占空比来调节加热功率。 - **脉冲串输出（PTO）**：PTO模式主要用于输出指定数量和频率的脉冲串。用户可以设置脉冲的频率、脉冲数量等参数。频率决定了脉冲信号的变化速度，脉冲数量则决定了脉冲串的长度。通过控制这些参数，可以实现对电机等设备的位置和速度的控制。比如，在控制步进电机时，根据需要转动的角度和步距角，计算出所需的脉冲数量，然后通过PTO输出相应的脉冲串，驱动电机转动到指定位置。 ### 输出驱动 - **信号放大**：经过调制的脉冲信号通常需要经过输出驱动器进行放大，以增强信号的驱动能力，使其能够驱动外部的负载，如电机、执行器等。输出驱动器可以将CPU输出的弱电信号转换为强电信号，以满足负载的功率需求。 - **隔离保护**：为了保护CPU和外部设备的安全，在输出驱动电路中通常还会设置隔离电路，如光电耦合器等，将CPU与外部负载隔离开来，防止外部干扰信号进入CPU，同时也避免CPU输出的信号对外部设备造成损坏。