ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 19.03.2025

Просмотров: 1895

Скачиваний: 1

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

СОДЕРЖАНИЕ

Оглавление

Лекция № 1 Введение в проблемы построения автоматизированных систем.

Основные вопросы курса:

1.1. Функциональные компоненты, необходимые для построения автоматизированного комплекса.

1.2. Особенности проектирования и основные требования к автоматизированным системам для научных исследований (асни).

1.3. Принципы построения автоматизированных систем.

Лекция №2 Средства управления объектами автоматизации.

2.1. Архитектурные возможности эвм.

Основные регистры процессора эвм семейства Macintosh.

Основные регистры процессора эвм семейства ibm pc.

2.2. Основная память.

Форматы представления чисел в озу.

2.3. Каналы ввода-вывода информации.

Общая структура магистрали эвм

Передача информации по системной магистрали

Вывод данных Ввод данных

Лекция №3 Принципы организации обмена данными между эвм и внешними устройствами.

3.1 Режимы обмена данными

3.2 Безусловная передача данных.

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.

Лекция №5 Технические характеристики ацп, усилитель, мультиплексор.

5.1 Программная модель интерфейса

5.2 Алгоритм одноканальных измерений входного сигнала

5.3. Методика управления и оценки состояния внешних устройств

5.4. Проверка, установка, сброс отдельных разрядов регистра ву

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

6.1 Принцип организации обмена данными

6.2 Алгоритм обслуживания ву с прерыванием.

1. Опрос ву.

3. Комбинированный способ идентификации ву.

6.3 Блок-схема алгоритма обслуживания ву с прерыванием.

6.4 Механизм приоритетов. Вложенные прерывания.

6.5 Принципы построения интерфейса обмена данных с прерыванием программы.

6.6 Техническая реализация интерфейса обмена данными с прерыванием программы.

1. Приоритетная цепочка:

2. Реализация многоуровневых вп в эвм семейства ibm.

Технические характеристики бис Intel 8259a.

6.7 Программируемые режимы обслуживания ву.

6.8 Схема включения пкп к системной шине ву.

6.9 Аппаратные прерывания в порядке их приоритетов и назначения.

6.12 Схема каскадирования контроллеров прерывания.

Методика программирования контроллера прерываний.

6.13 Программирование пкп в процессе обслуживания ву и работы системы.

6.14 Методика программирования обмена данными с прерыванием программы.

6.15 Реализация методики обмена данными с прерыванием программы между в эвм в автоматизированных системах на основе эвм семейства ibm pc в средеBorland Pascal. Установка вп.

6.16 Техническая реализация обмена данными с прерыванием программы.

6.17 Категории прерываний эвм семейства ibmpc.

Основные черты программных прерываний.

Краткий обзор функций bios.

Лекция №7. Программируемые интервальные таймеры-счетчики (пит).

7.1 Схема включения пит к автоматизированной системе (ас).

Карта программно доступных регистров пит

7.2 Состав и назначение регистров каналов.

7.3 Формат регистров таймера.

7.3 Режимы работы таймера.

1 Группа.

2 Группа.

3 Группа.

7.4 Методика программирования таймера.

1. Инициализация пит.

2. Чтение текущего содержимого ce.

7.5 Синхронизация операций реального времени. Системный таймер эвм семейства ibmpcIntel8254.

7.6 Реализация методики программирования таймера в среде BorlandPascal.

7.7 Пит Intel 8253 на интерфейсной плате l-154.

7.8 Многоканальное измерение сигналов.

Лекция №8 Автоматизированные системы на основе стандартных магистрально-модульных интерфейсов.

Лекция №9 Интерфейс камак (camac).

9.1 Конструктивная совместимость элементов системы.

9.2 Магистраль крейта камак.

9.3 Пространственно-временные диаграммы на магистрали крейта.

9.4 Виды и назначение адресных операций на магистрали крейта.

Операции интерфейса камак

Лекция №10 Технические средства на основе интерфейса камак. Модули интерфейса камак.

10.1 Схемы формирования статусных сигналов.

10.2 Управляющие модули камак.

Управляющая часть кк.

10.3 Программная модель кк типа ккп3 для эвм семейства ibmpc.

10.4 Методика управления контроллером крейта и модулями камак.

10.5 Методика построения программного обеспечения в ас на основе унифицированных магистрально-модульных интерфейсных систем.

Лекция №11 Разработка интерфейсно-ориентированной библиотеки процедур для управления крейтом камак.

Лекция №12 Методика контроля состояния модулей в интерфейсе камак.

Лекция№13 Компоненты ас на основе интерфейса камак.

13.1 Разработка схемы прибора генератора с заданными амплитудно-частотными характеристиками.

13.2 Измерение временных параметров импульсных сигналов.

13.3 Схема соединения модулей.

Программная реализация алгоритма измерения частоты fвх или периода Tвх.

Программная реализация алгоритма измерения длительности одиночного импульса.

13.4 Реализация прерываний от модуля камак в автоматизированных системах.

Лекция №14 Обмен данными между эвм и ву в режиме пдп.

14.1 Алгоритм обмена в режиме пдп.

14.2 Программная модель интерфейса ву и кпдп (минимальная конфигурация).

Программная модель кпдп.

Методика запуска обмена данными по каналу пдп.

14.3 Реализация пдп в эвм на основе единого магистрального канала.

14.4 Реализация пдп в эвм на основе изолированного магистрального канала.

14.5 Назначение каналов контроллера пдп и адреса регистров страниц.

Лекция №15 Функциональный состав и программная модель кпдп.

15.1 Блок управления.

15.2 Каналы контроллера пдп.

15.3 Каскадирование контроллеров пдп.

Лекция №16 Методика программирования контроллера пдп.

Лекция№17 Реализация пдп в ас на основе камак.

17.1 Алгоритм выполнения кк операции пдп.

Function CSSA (F, c, N, A: integer, var D:word, var Q:integer): Boolean; {Такая же функция, как и CFSA, но для 16-разрядных операций}

ProcedureCTGL(c:integer,varL:integer); {Чтение регистра состояния, возвращение вL}

FunctionHex(Date:longint); {Возвращает значениеDateв шестнадцатеричный формат}

Implementation

Const BA=$240; {Базовый адрес КК}

ConstK=? {Здесь нужно указать задержку на время выполнения операции на магистрали крейта}

{Аппаратно-ориентированное ПО}

ProcedureCAMACcikl; {Запрещает КАМАК-цикл в выбранном крейте и организует задержку ≈1 мкс}

Var i: integer;

Begin

Port[BA+7]:=$FF;

For i=0 to K do; End;

Procedure crate(i: integer); {Выбор крейта}

Begin

Dec(c);

Port[BA+$F]:=(c and 3) shl 4; End;

{Вспомогательные процедуры}

Function Hex (Date: longint): string;

Const H: array [0..15] of char = ‘0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 A B C D E F

var D:longint;

Begin

D:=Date;

Hex:=’$’ + H[(D shr 20) and $F] + H[(D shr 16) and $F] + H[(D shr 12) and $F] + H[(D shr 8) and $F] + H[(D shr 4) and $F] + H[D and $F]; {Переменную D сдвигаем на 20 разрядов, оставляем 4 старших}

Function CFSA(F, c, N, A: integer; var D:longint; var Q:integer): boolean;

Var WP: array [0..3] of byte absolute D;

{Переменные расположатся

D

Wp[3]

Wp[2]

Wp[1]

Wp[0]

0

1

2

9

Ah

Bh

}

Begin

Crate(c);

Port[BA+3]:=A;Port[BA+7]:=F;Port[BA+5]:=N; {Можно выполнять в произвольном порядке}

If F in [16..23] then

Begin

Port[BA+2]:=Wp[2]; Port[BA+1]:=Wp[1]; Port[BA]:=Wp[0];

End;

{Запускаем КАМАК-цикл}

CAMACcikl;

Q:=Port[BA+$8] and 1;

CFSA:=(Port[BA+8] and 2)<>0;

If F in [0..7] then

Begin

Wp[0]:=port[BA+$B]; Wp[1]:=port[BA+$A]; Wp[2]:=port[BA+9]; Wp[3]:=0;

End;


Function CSSA(F, c, N, A: integer; var D:word; var Q:integer): boolean;

Var WP: array [0..3] of byte absolute D;

Begin

Crate(c);

Port[BA+3]:=A; Port[BA+7]:=F; Port[BA+5]:=N;

If F in [16..23] then

Begin

Port[BA+2]:=Wp[2]; Port[BA+1]:=Wp[1]; Port[BA]:=Wp[0];

End;

CAMACcikl;

Q:=Port[BA+$8] and 1;

CFSA:=(Port[BA+8] and 2)<>0;

If F in [0..7] then

Begin

Wp[0]:=port[BA+$B]; Wp[1]:=port[BA+$A]; Wp[2]:=port[BA+9]; Wp[3]:=0;

End;

Procedure CTGL(c: integer, var L: integer);

Begin

Crate(c);

L:=port[BA+8];

If (L and $80)=0 then L:=2 shr 2 else L:=0;

End;

End.


Лекция №12 Методика контроля состояния модулей в интерфейсе камак.

Для контроля состояния модуля будем использовать: LAM-статус,LAM-требование,L-запросы.

LAM-статусные сигналы можно контролировать или сбрасывать.

  1. В модулях, содержащих один или несколько источников запроса.

Проверка состояния N(i)A(m)F(27), ответQ:Q=1 – модуль готов,Q=0 – нет готовности.

Для сброса LAM-статусного сигнала:N(i)A(m)F(10)S2– команда сброса запроса.

  1. В модулях с большим числом источников запроса (до 24).

Для контроля используется ШД чтения: R1-R24. При операции чтения команда будет выглядеть следующим образом:N(i)A(12)F(1) – чтение регистра группы 2. ЕслиRk=1 – естьLAM-статусный сигнал отk-го элемента,Rk=0 – нетLAM-статусного сигнала.

Для сброса LAM-статусного сигнала:N(i)A(m)F(11)S2. Если необходимо сброситьLAM-статусный сигнал в конкретном источнике, используют командуN(i)A(m)F(23)S2– команда селективного сброса. ЕслиWk=1, источник будет сброшен.

LAM-требования формируются на основеLAM-статусных сигналов в интерфейсной части модуля. Можем совершать следующие действия: разрешение, запрет, контрольLAM-требований.

  1. В модулях, содержащих небольшое число источников запроса.

Разрешение LAM-требований:N(i)A(m)F(26), запрет:N(i)A(m)F(24), контроль:N(i)A(m)F(8), ответ модуля – сигналQ:Q=1 – есть и разрешеноLAM-требование,Q=0 – нет и запрещеноLAM-требование.

  1. В модулях с большим числом источников запроса (до 24).

ШД записи используется для разрешения и запрета (W1-W24), для контроляLAM-требований используется шина ШД чтения (R1-R24).

Запрет LAM-требований всех источников:N(i)A(13)F(11)S2,F(11) – сброс регистров группы 2. Разрешение или запрет всех источниковN(i)A(13)F(17)S1,F(17) – команда записи в регистр группы 2,Wk=1 – запрет,Wk=0 – разрешение.

Разрешение или запрет LAM-требований в выбранных источниках: селективная установка/селективный сбросN(i)A(13)F(19)S1/N(i)A(13)F(23)S1.

Проверка наличия LAM-требований в модуле:N(i)A(14)F(1), ЕслиRk=1 – естьLAM-требование отk-го элемента,Rk=0 – нетLAM-требования.


Контроль L-запросов от модулей крейта в контроллере:

Регистр состояния КАМАК, адрес 8; если *L=0 – нет запросов от модулей, если *L=1 – есть запросы от модулей. Если есть запросы, то показаны номера станций с наивысшим приоритетом.

7

6

5

4

3

2

1

0

*L

L16

L8

L4

L2

L1

Лекция№13 Компоненты ас на основе интерфейса камак.

Рассмотрим 2 практических задачи построения программно-управляемых приборов на основе модулей КАМАК.

Задача №1. Построение генератора сигналов с заданной АЧХ.

Задача №2. Измерение параметров импульсных сигналов.

Основные этапы проектирования:

  1. Разработка алгоритма работы прибора и определение состава аппаратных средств;

  2. Выбор аппаратных средств для построения прибора, исходя из технических требований;

  3. Реализация программного алгоритма

  1. Проверка экспериментальная.

Задача №1.

1. Разработка алгоритма.

Генерация сигналов.

.

, , , , гдеn– код, пропорциональный мгновенному значению сигнала,i– код, пропорциональный текущему интервалу времени,N– код, пропорциональный амплитуде,M– код, пропорциональный периоду.

.

2. Алгоритм генерации.

  1. Вычисление n(i) и округление.

  2. Определение начала очередного интервала t.

  3. Запись полученного значения в ЦАП.

  4. Возвращение к п.1.

Т.к. сигнал периодический, необходимо сформировать массив данных на интервале одного периода на максимальной частоте.

3. Приборы.

Допустим, что хотим формировать сигнал Um≤2.5 В, f>10 Гц, T=100мс – 1 мкс.


Максимальные абсолютные погрешности: мВ,мкс.

Относительные погрешности: ,.

Модули: 2ЦАП-10, генератор эталонных частот: Clock generator730.

Модуль преобразования 2ЦАП-10 предназначен для преобразования цифрового кода в напряжение. Его технические характеристики:

  1. Число преобразователей в модуле – 2;

  2. Число разрядов преобразователя – 10;

  3. Диапазон изменения выходного сигнала - 0÷5,115 В;

  4. Разрешающая способность преобразователя - ∆U = 5мВ;

  5. Максимальная частота преобразования – F = 1000 кГц.

Назначение элементов лицевой панели:

  • Разъемы “ЦАП1”, “ЦАП2” – выходы первого и второго преобразователя;

  • Разъемы “Счет 1”, “Счет 2” – добавление единицы в регистр первого или второго преобразователя соответственно;

  • Разъем “L” – вводLAM-статусного сигнала от внешнего источника.

Команды КАМАК:

NA(0,1)F(16)S1– запись кода с линийW0-W1 в первый(A(0)) или второй (A(1)) преобразователи;

NA(0)F(11)S1 запись кода с линийW0-W1 в первый(A(0)) и второй (A(1)) преобразователи одновременно;

NA(0)F(18)S1 – запись кода с линийW0-W1 в первый преобразователь и добавление единицы во второй;

NA(0)F(8)проверка наличияLAM-требования;

NA(0)F(10) – сбросLAM-статусного сигнала;

NA(0)F(24) – запретLAM-требования;

NA(0)F(26) – разрешениеLAM-требования;

Z– сброс LAM-статусного сигнала и запретLAM-требований в модуле;

C– сброс в 0 регистров преобразователей.

Генератор Clock generator730 предназначен для выработки синхроимпульсов эталонных частот.

Технические характеристики:

  • Модуль вырабатывает импульсы длительностью 0,5 мкс со временем повторения от 1мкс до 1 с при декадном делении частоты;

Назначение элементов передней лицевой панели:

  • Разъемы 1 мкс, 10 мкс, 100 мкс, 1 мс, 10 мс, 100 мс, 1 с.

Команды КАМАК:

  • ZS2,CS2 – команды общего управления, сброс в 0 всех декад делителя частоты.