Файл: Kurs_lektsy_TS_AiU.doc

3-тий бит – бит состояния АЦП. После запуска АЦП бит состояния устанавливается на время выполнения преобразования и обратно сбрасывается по окончании преобразования.

Регистр запуска 8-ми разрядный, адрес +4, запись произвольного значения в регистр запускает АЦП на измерение.

5.2 Алгоритм одноканальных измерений входного сигнала

1. Установка режима измерения: номер канала, режим подключения входного сигнала, диапазон измерения, задержка на время переключения канала.

2. Однократные измерения в выбранном канале: запуск на измерение, проверка готовности данных, чтение данных из регистра данных.

3. Преобразование кодов в значение сигнала.

4. Представление результата (сигнала) в требуемой форме.

Первые два пункта алгоритма измерения выполняются специальной программой — инструментальным драйвером устройства.

Инструментальный драйвер – набор процедур, которые выполняют команды, необходимые для функционирования аппаратных средств системы.

Пример:Реализация алгоритма измерения входного сигнала напряжения по готовности АЦП.

Условия измерения: 1-ый канал мультиплексора, диапазон измерения: , дифференциальный режим подключения входного сигнала.

Program Demo_Read_ADC;

var i, U: integer;

Procedure wait(i:word);

Begin for j:=1 to I do end; {Обеспечивает задержку}

begin

Port[$302]:=$40; {Установка режима, диапазона, канала.}

wait(‘?’); {Задержка 4 мкс. на время переключения канала мультиплексора.}

Port[$304]:=$FF; {Запуск АЦП на измерение}

asmNOPend; {Задержка несколько наносекунд для запуска АЦП.}

while(Port[$302]>=$F8)do; {Проверка окончания измерения.}

U:=PortW[$300]; {Чтение данных из регистра данных АЦП}

writeln(‘Напряжение на выходе 1-го канала’, 0.5*(U-2048), ‘[мВ]’);{Преобразование и вывод данных.}

end.

5.3. Методика управления и оценки состояния внешних устройств

Для управления любым устройством используется информация из регистра интерфейса. В интерфейс вводятся регистры управления. Приказы ВУ передаются в виде последовательности слов с определенным набором нулей и единиц. Регистры управления процессору всегда доступны для записи и не всегда доступны для чтения. Если регистр управления доступен для чтения, можно узнать последнее управляющее слово.

Оценка состояния простого внешнего устройства производится с помощью флага готовности. Если устройство может выполнять несколько операций, то для проверки состояния используется слово состояния.

Для оценки состояния процессор должен прочитать регистр и проанализировать отдельные биты регистра. Зачастую приходится выполнять манипуляции с отдельными битами регистров.

5.4. Проверка, установка, сброс отдельных разрядов регистра ву

Для проверки, установки или сброса отдельных разрядов регистров чаще всего используются логические операции: ИЛИ, И, НЕ.

С целыми переменными указанные операции выполняются столько раз, сколько бит содержит переменная.

Операция ИЛИ – используется для установки битов в регистре ВУ или ячейке ОЗУ. Для установки битов операция выполняется над содержимым регистра и вспомогательного слова, у которого установлены те биты, которые требуется установить в результате.

Пример: Установить бит 7регистра.

01010101 – регистр, 10000000 – вспомогательное слово.

Выполним операцию “ИЛИ” и получим: 11010101 – установлен в результате бит 7.

Операция И – применяется для сброса или проверки отдельных разрядов регистра ОЗУ или ВУ.

Для сброса выполняется операция “И” над содержимым регистра и вспомогательного слова, у которого установлены все биты кроме сбрасываемых.

Пример: 10101010 – регистр, 01111111 – вспомогательное слово.

Выполним операцию “И” и получим: 00101010 – сбросили 7-ой бит.

Для проверки отдельных битов в регистре ВУ или ОЗУ необходимо выполнить операцию “И” над содержимым регистра и вспомогательного слова, у которого сброшены все биты кроме тестируемых.

Пример: Проверить бит 7.

10101010 – регистр, 10000000 – вспомогательное слово.

Выполним операцию “И” и получим: 10000000 – проверили 7-ой бит.

Лекция №6 Обмен данными между эвм и внешними устройствами с прерыванием текущей программы.

6.1 Принцип организации обмена данными

Для обмена данными выполняется прерывание текущей программы. Обмен данными может использоваться для любых по быстродействию устройств. Чаще всего используется при работе с низкоскоростными устройствами или когда неизвестно заранее, какие устройства придется обслуживать.

Единственный способ обслуживания в таких ситуациях: прерывание текущей программы и обслуживание ВУ под управлением другой программы. Устраняется основной недостаток обмена данными по готовности — ожидание момента готовности ВУ.

Характерные черты метода:

1. Обмен данными инициируется ВУ.

2. Каждое тип устройств должен иметь уникальную программу обслуживания.

3. Прерывания допускаются только между отдельными командами основной программы.

4. ЦП имеет средства полной блокировки прерывания.

Рис. 6.1. Блок-схема взаимодействия процессора и ВУ при обмене

6.2 Алгоритм обслуживания ву с прерыванием.

ВУ через свой интерфейс посылает ЦП сигнал запроса на прерывание (ЗП). После получения сигнала ЦП выполняет следующие шаги:

1. Сохраняет информацию о своем состоянии.

2. Идентифицирует ВУ, от которого поступил запрос.

3. Переходит на оперативную программу обслуживания и выполняет обмен данными с ВУ.

4. Восстанавливает текущее состояние процессора и возобновляет прерванную программу.

В первом шаге под состоянием ЦП понимается содержимое счетчика команд (СчК), регистра состояния процессора (РСП) и всех внутренних регистров, которые будут модифицированы оперативной программой. Процессор с получением ЗП автоматически сохраняет в стеке содержимое СчК и РСП. Сохранение остальных регистров ЦП необходимо предусмотреть в оперативной программе.

Пример:

В семейства Macintoshпроцессор сохраняет

В ЭВМ семейства IBMPC:

Второй шаг–идентификация ВУ, т.е. ЦП должен определить устройство, которое послало ЗП, и найти для него его программу обслуживания. Идентификация ВУ может выполняться 3 способами:

1. Опрос

2. По вектору

3. Комбинированный

1. Опрос ву.

Идентификация путем опроса предполагает последовательный опрос ВУ, пока не обнаружится то ВУ, которое послало ЗП, дальше выполняется программа его обслуживания. По окончании обслуживания может быть запрограммировано одно из следующих действий:

1. Управление возвращается в основную программу без проверки запросов остальных устройств.

2. Управление возвращается к программе опроса.

Приоритеты ВУ определяются местом в последовательности опроса. Если устройства имеют существенно различные приоритеты, то применяется возврат в основную программу после обслуживания самого приоритетного устройства (обозначено сплошной линией). Если же приоритеты примерно одинаковы, то возвращаемся к программе опроса (обозначено пунктирной линией).

2. Идентификация ВУ по вектору позволяет существенно сократить время на идентификацию устройства за счет аппаратного перехода к прерывающей программе.

Когда ВУ посылает сигнал ЗП в центральный процессор, процессор выдает сигнал разрешения прерывания (РП) на шину управления.

ВУ в ответ передает код по шине данных – адрес вектора прерывания (АВП).

Вектор прерывания (ВП) – информация, хранящаяся в непрерывной и определенной области оперативной памяти и определяющая адрес программы, которую требуется выполнить для обслуживания ВУ. Обычно ВП занимает несколько байт в ОЗУ. АВП – начальный адрес ОЗУ, где хранится вектор прерываний.

Пример:

В ЭВМ семейства Macintoshвектор прерывания занимает два машинных слова по 16 разрядов. В первом слове хранится адрес программы обслуживания внешнего устройства, во втором – новое слово состояния процессора, в котором указывается приоритет прерывающей программы.