Файл: Kurs_lektsy_TS_AiU.doc

Для изучения методов программного обмен данными и типовых технических средств УСО в ЭВМ семейства IBMPCиспользована интерфейсная платаL-154, содержащая (рис.4.1.) ряд элементов УСО:

– ЦАП (цифро-аналоговый преобразователь) – 12 разрядный

– АЦП (аналого-цифровой преобразователь)– 12 разрядный

– Мультиплексор – 32 канальный,

– Усилитель,

– Таймер – 3 канальный,

– Регистры цифрового ввода-вывода.

Программная модель платы (табл. 4.1.) L-154 включает 12 регистров, из них 2 регистра – 12-ти разрядные, 10 регистров – 8-ми разрядные. Начальный адрес платы в области адресов ввода-вывода равен 300h.

Рис.4.1. УСО на основе интерфейсной платы L 154

Таблица 4.1.

Карта регистров усо

№№	Наименование	Адрес относит.	Тип доступа ЦП	Размер, бит	Назначение
ЦАП
1	Регистр данных ЦАП	0	Запись	12	Код для записи в ЦАП
АЦП – коммутатор – усилитель
2	Регистр данных АЦП	0	Чтение	12	Результат преобразования напряжения в код АЦП
3	Регистр управления АЦП – Коммутатор – Усилитель	2	Запись	8	Установка канала мультиплексора, режима подключения и диапазона измерения входных сигналов АЦП
4	Регистр состояния	2	Чтение	8	Состояние АЦП и счетчиков – таймеров
5	Регистр запуска АЦП	4	Запись	8	Запуск АЦП на измерение
Таймеры-счетчики
6	Канал 0	8	Запись/ чтение	8	Программирование канала 0
7	Канал 1	9	- « -	8	Программирование канала 1
8	Канал 2	Ah	- « -	8	Программирование канала 2
9	Регистр управления таймеров	Bh	- « -	8	Установка параметров каналов
10	Регистр прерываний	Fh	Запись	8	Разрешение/запрет прерываний от таймера
Цифровые линии ввода – вывода
11	Цифровые входы	3	Чтение	8	Чтение цифровых линий с внешнего разъема
12	Цифровые выходы	3	Запись	8	Установка/сброс цифровых линий с внешнего разъема

ЦАП – преобразует цифровой код, поступающий из ЭВМ в аналоговый сигнал в виде напряжения.

Технические характеристики ЦАП:

Диапазон сигнала -5,12 В - +5,12 В.
- разрешающая способность ЦАП
Максимальная частота преобразования

4.1. Программные средства реализации безусловного обмена данными в среде BorlandPascal

В среде BorlandPascalдля обращения к регистрам внешних устройств имеются два предварительно объявленных массива:

Port: array [0..65535] of byte;

PortW: array [0..65534] of word;

Элементы массива Portбайты, элементы массиваPortWшестнадцати битовые слова. Индексы массивов соответствуют абсолютным адресам регистров внешних устройств.

Пример:

PortW[$300]:= 4048 – в регистр ЦАП записали число.

, на выходе установилось напряжение {+5,0}.

Для обращения к ячейкам памяти в паскале объявлены массивы: MEM,MEMW–MEML.

Пример: Программирование канала управления при безусловном способе обмена данными.

Генерация синусоидального сигнала, амплитудой 5В, при максимальной частоте.

Program Demo_Sin;

uses crt;

const M=100;

var U: array [1..M] of integer; i, j: integer;

Procedure wait(i:word);

Begin for j:=1 to I do end;

Begin for i:=1 to M do U[i]:=Round(2048+2000*sin(F*(i-1)));

{Сформирован массив данных синусоидального сигнала на интервале одного периода}

i:=1;

repeat PortW[$300]:= U[i]; inc(i); if i>M then dec(i,M) until keypressed; while keypressed do readkey;

{Генерация сигнала до нажатия любой клавиши.}

end.

Рис.4.2. Вид сгенерированного сигнала.

T/M– время выполнения процедурыwait.

4.2. Обмен данными между эвм и ву по готовности ву

Основное требование к внешнему устройству – его готовность к обмену данными.

Рис. 4.2. Блок-схема алгоритма обмена данными по готовности

На первом шаге (1) ЦП читает состояние ВУ из интерфейса. Затем, ЦП анализирует полученную информацию (2). Если ВУ не готово организуется цикл чтения состояния ВУ и его анализ. Если устройство готово — выполняется программа его обслуживания (3), т.е. передача данных. Последний шаг — сброс готовности ВУ завершает обмен данными.

Плюсы: данный способ является идеальным в смысле согласования временных различий в работе процессора и ВУ.

Недостаток: потери машинного времени на ожидание момента готовности.

Пример: принтер HPLj-6L, скорость печати 6 страниц в минуту, т.е.

=240 символов в секунду. Принтер тратит на печать одного символа 4 мс.

ЦП тратит на печать 2 мкс следовательно 99,95% времени тратится на ожидание готовности.

4.2.1. Функциональная схема интерфейса ввода данных в эвм по готовности ву.

Функциональная схема интерфейса ввода в ЭВМ по готовности ВУ содержит все элементы схемы безусловного ввода данных.

Рис. 4.3. Функциональная схема интерфейса ввода данных в ЭВМ по готовности ВУ

Регистр состояния интерфейсасодержит только один триггер, называемый флаг готовности.

Рис. 4.4. Регистр состояния

ФГ –флаг готовности, может установить в «1» только ВУ. ЦП может прочитать или сбросить флаг готовности.

Техническая реализация интерфейса в ас на основе эвм семейства ibmpc

В состав схем входят мультиплексор, усилитель и АЦП. АЦП: зафиксировано значение Uво время выборки в 12-разрядный код. Различают ассиметричную схему включения сигналов с общей землей и дифференциальную схему включения сигналов.

Рис. 4.5. Ассиметричная схема включения сигналов с общей землей.

Рис. 4.6. Дифференциальная схема включения сигналов.

Дифференциальная схема используется:

Сигналы менее 1В;
Длинные линии, зашумленная среда;
Плавающие источники сигнала (незаземленные источники).

Дифференциальную схему можно использовать и с заземленными источниками сигнала.

Лекция №5 Технические характеристики ацп, усилитель, мультиплексор.

Диапазон изменения входных сигналов: ;
Разрешающая способность: соответственно;
Коэффициенты усиления: = 1; 2; 5;
Максимальное время преобразования: ;
Входное сопротивление: ;
Время переключения канала мультиплексора: Т = 4мкс.

5.1 Программная модель интерфейса

Программная модель интерфейса включает следующие регистры:

Регистр данных АЦП;
Регистр управления;
Регистр состояния;
Регистр запуска.

U_вх

n (код)

Рис. 5.1 Характеристика квантователя АЦП

По nнельзя определить точное значение, но можно указать ошибку:.

Если квантователь АЦП имеет характеристику отличную от приведенной, то последняя формула принимает иной вид, например для АЦП L-154:

n– Цифровой код на выходе АЦП, лежащий в диапазоне:, т.е. 0 – 4095.

Регистр данных – 12-ти разрядный, минимальное значение 0, максимальное 4095.

Регистр управления.

8-ми разрядный, предназначен для установки номера сигнала, относительный адрес регистра +2.

7	6	5	4	3	2	1	0
U2	U1	M32	C4	C3	C2	C1	C0

Старшие два бита определяют диапазон измерения в выбранном канале.

U2	U1	Значение
1	1
1	0
0	1	В
0	0	Запрещенная комбинация

Бит М32 определяет режим подключения входных сигналов.

M32 = 1 – 32-х канальный режим.

M32 = 0 – 16-ти канальный дифференциальный режим подключения.

C4,C3,C2,C1,C0 – канал мультиплексора.

Если дифференциальный режим, то C4=0.

Если C4,C3,C2,C1,C0 равны 0, то это означает 1-й канал.

Если канал 15, то C4=0,C3=1,C2=1,C1=1,C0=1 при дифференциальном режиме подключения.

После переключения канала мультиплексора нельзя сразу давать команду запуска, необходимо установить задержку равную 4мкс.

После запуска АЦП на измерение срабатывает внутреннее устройство выборки хранения (УВХ), которое запоминает мгновенное значение сигнала на момент запуска.

Регистр управления доступен ЦП только для записи.

Регистр состояния.

8-ми разрядный, адрес +2, указывает состояние АЦП и счетчиков – таймеров, доступен ЦП только для чтения.

7	6	5	4	3	2	1	0
1	1	1	1		T2	T1	T0

Смотрите также файлы

KursRab_A_13_11__001.pdf

Kursovaya_mekhanika.docx

Kursach.doc

KUL_TURA_REChI_I_DEL_OBSch_LEKTsII.docx

Krivonosov_Zhanry_PR-texta.doc

Файл: Kurs_lektsy_TS_AiU.doc

Лекция №4 Техническая реализация усо в эвм семейства ibm и методика управления обменом.

Карта регистров усо

4.1. Программные средства реализации безусловного обмена данными в среде BorlandPascal

4.2. Обмен данными между эвм и ву по готовности ву

4.2.1. Функциональная схема интерфейса ввода данных в эвм по готовности ву.

Техническая реализация интерфейса в ас на основе эвм семейства ibmpc

Лекция №5 Технические характеристики ацп, усилитель, мультиплексор.

5.1 Программная модель интерфейса

Смотрите также файлы

Информация

Списки файлов

Дополнительно