圖1是開關量輸入通道的典型結構，具體接口電路應綜合考慮實際信號、選用的計算機等進行設計。
圖1 開關量輸入通道的典型結構
幾種常用的預處理方法：
(1) 信號轉換處理
從工業(yè)現(xiàn)場獲取的開關量或數(shù)字量，在邏輯上表現(xiàn)為邏輯“1”或邏輯“0”，信號形式則可能是電壓、電流信號或開關的通斷，其幅值范圍也往往不符合數(shù)字電路的電平范圍要求，因此必須進行轉換處理。圖2是電壓或電流開關量輸入的轉換電路，分壓電阻r1和r2的阻值應根據(jù)輸入信號是電壓還是電流信號以及信號的幅值選取。圖3是開關觸點信號輸入電路，它把開關的通斷轉換為0或+5v信號。
圖2 電壓或電流輸入電路 圖3 開關觸點輸入電路
(2) 安全保護措施
在設計一個計算機控制系統(tǒng)時，必須針對可能出現(xiàn)的輸入過電壓、瞬間尖峰或極性接反的情況，預先采取安全保護措施，圖4給出了一些常用的保護電路。
圖4 輸入保護電路
(3) 消除機械抖動影響
操作按鈕、繼電器觸點、行程開關等機械裝置在接通或斷開時均要產生機械抖動，體現(xiàn)在計算機的輸入上就是輸入信號在邏輯0和1之間多次振蕩，如不適當處理就會導致計算機的錯誤控制。圖5是常用的r-s觸發(fā)器消除開關抖動的電路，它可以消除開關的抖動信號。
圖5 rs觸發(fā)器消除開關抖動的電路
(4) 濾波處理
由于長線傳輸、電路內部干擾影響，使得輸入信號帶有噪聲信號，這有可能導致誤讀信號而出錯。圖6給出一種用rc濾波電路去除接口噪聲的方法，它同樣可以消除開關的抖動信號。
圖6 rc濾波電路
(5) 隔離處理
從工業(yè)現(xiàn)場獲取的開關量或數(shù)字量的信號電平往往高于計算機系統(tǒng)的邏輯電平，即使輸入開關量電壓本身不高，也有可能從現(xiàn)場引入意外的高壓信號，因此必須采取電隔離措施，以保障計算機系統(tǒng)的安全。常用的隔離措施是采用光電耦合器件實現(xiàn)的。圖7給出了兩種開關量光電耦合輸入電路，它們除了實現(xiàn)電氣隔離之外，還具有電平轉換功能。
圖7 開關量光電耦合輸入電路
(6) 光電耦合器件原理與使用
光電耦合器件是一種常用且非常有效的電隔離手段，由于它價格低廉、可靠性好，被廣泛地用于現(xiàn)場設備與計算機系統(tǒng)之間的隔離保護。根據(jù)輸入級的不同，用于開關量隔離的光電隔離器件可分為三極管型、可控硅型等幾種，但其工作原理都是采用光作為傳輸信號的媒介，實現(xiàn)電氣隔離。
此處以圖8所示的三極管輸出型的光電隔離器件為例介紹隔離原理。當輸入側(即發(fā)光二極管)流過一定的電流if時，發(fā)光二極管開始發(fā)光，它觸發(fā)光敏三極管使其導通；當撤去該電流時，發(fā)光二極管熄滅、三極管截止。這樣，就實現(xiàn)了以光路來傳遞信號，保證了兩側電路沒有電氣聯(lián)系，從而達到了隔離的目的。
圖8 晶體管輸出型光電隔離器件原理圖