ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 31.05.2025
Просмотров: 367
Скачиваний: 0
Есть два стандарта: RS 232C
RS 485 – промышленный стандарт Монитор + клавиатура = дисплей (терминал).
НМД – накопитель на магнитных дисках НГМД – накопитель на гибких магнитных дисках (используется только как носитель программ пользователя)
УПВВ – устройство параллельного ввода/вывода – обмен дискретными сигналами типа
«да», «нет»
УПДП – устройство прямого доступа к памяти. Наиболее быстрое устройство для обмена массивами данных, является активным устройством. Перехватывает функции процессора по управлению шиной данных (например, быстродействующие СТЗ).
Специальные устройства – например, преобразователь КОД-ШИМ.
Любой процессор всегда стартует с нуля. В системной области памяти процессора начальный запуск осуществляется с нулевого адреса. Там находится программный монитор.
Задачи программного монитора:
1.Обеспечение интерфейса с пользователем.
2.Обработка системных прерываний.
3.Управление пуском и остановом программы пользователя.
4.Обслуживание стандартных устройств (драйвера). Можно прошить стандартные операции работы с внешними устройствами.
5.Тестовые программы.
Режимы обмена информацией между процессором и устройством
Существуют три основных режима обмена информацией:
Программный режим
Режим прерывания
Режим прямого доступа к памяти (ПДП)
Программный режим – обмен информацией с устройством происходит после |
||||||||||||||||||
установки флага готовности данного устройства. |
||||||||||||||||||
15 |
14 |
13 |
12 |
11 |
10 |
9 |
8 |
7 |
6 |
5 |
4 |
3 |
2 |
1 |
0 |
|||
1 |
||||||||||||||||||
нет
Достоинство: простота. Недостаток: процессор простаивает.
Флаг=1
да
Ввод/вывод
15
Режим прерываний – режим, при котором в шестом разряде находится маска разрешения прерываний. Необходимо разрешение всех внешних прерываний.
15 |
14 |
13 |
12 |
11 |
10 |
9 |
8 |
7 |
6 |
5 |
4 |
3 |
2 |
1 |
0 |
1
Мы разрешаем все прерывания от внешних устройств. Устройство устанавливает 1 в седьмой разряд. Наличие этих двух единиц вызовет сигнал в Q-шине. Далее процессор заканчивает выполнение текущей команды.
В данной машине:
Заносится |
||||
Адр. прер. |
СК |
|||
аппаратно |
||||
ССП |
регистр состояния |
|||
ССП – слово состояния процессора. СК – счетчик команд. Стек в данной машине инкрементный.
1000 |
Адр. прер. |
2 |
ССП |
Адрес – текущее содержимое счетчика команд СК = R7. Это все делается аппаратно. Указатель стека – R6. В СК заносится первое слово по адресу вектора прерывания. В регистр состояния процессора заносится второе слово из вектора прерывания. Далее процессор продолжает свою работу. Затем в стек заносятся те параметры, которые необходимо сохранить. Далее происходит выполнение основного тела программы обслуживания прерывания. Затем происходит выполнение программы возврата из прерывания. По этой команде аппаратно восстанавливается значение ССП и адрес возврата в основную программу. Далее следует продолжение выполнения прерванной программы.
Есть две различные команды: ret и reti. В отличие от команды возврата из программы команда возврата из прерывания разрешает прерывание всех внешних устройств.
Достоинство: процессор не простаивает. Недостаток: быстродействие ниже, чем в режиме ПДП.
Режим прямого доступа к памяти
Устройство ПДП выставляет запрос центральному процессору на обмен в режиме ПДП. Если центральный процессор разрешает режим ПДП, соответственно поступает сигнал ПДП. После этого процессор останавливается. Управление шиной берет на себя устройство ПДП. У устройства есть фиксированный адрес обмена массивом данных. Это устройство загружает данные или читает с ОЗУ процессора. После того, как весь массив передался, устройство ПДП снимает сигнал запроса ПДП, процессор далее продолжает свою нормальную работу.
Методы адресации
1. Регистровый
incR3 – содержимое регистра R3 увеличивается на единицу.
2. Косвенно-регистровый
inc@R3, inc(R3) – содержимое ячейки памяти с адресом R3 увеличивается на единицу.
16
3. Автоинкрементная адресация
Inc(R3)+ - увеличение адреса на два после выполнения операции (постинкрементная адресация).
4. Автодекрементная адресация
inc-(R3) – содержимое регистра R3 уменьшается на два, а в нем находится адрес операнда, по адресу операнда содержимое увеличивается на единицу.
5. Косвенно-автоинкрементная адресация
clr@(R3+) - в регистре R3 находится адрес адреса той ячейки памяти, где записан операнд.
6. Косвенно-автодекрементная адресация
clr@-(R3) - содержимое регистра R3 уменьшается на два, в этом регистре находится адрес адреса той ячейки памяти, содержимое которой надо стереть.
7. Индексная адресация.
inc200(R0) – вместо 200 может стоять и символ, но его необходимо определить выше для макроасемблера.
8. Косвенно-индексная адресация inc@200(R0)
Частный случай: методы адресации через счетчик команд. 1.Непосредственная адресация
mov #600, R4 – константа 600 заносится в R4.
2.Абсолютная адресация
mov #200, @#177564 – константа 200 заносится по адресу 177564 (это внешнее устройство).
3.Относительная адресация
clr1000 – очисть тысячную ячейку. В код команды заносится содержание счетчика команд и этой константы (результат смещения относительно счетчика команд).
4.Косвенно-относительная адресация
clr@1000 - в результате сложения счетчика команд и этой константы определяется адрес операнда.
Еще есть особый регистр R6 – указатель стека. Запись в стек производится аппаратно с автоинкрементной адресацией. Выборка происходит по автодекрементному методу (причем с преддекрементной адресацией).
Системы команд бывают:
1.Безадресные
2.Одноадресные
3.Двухадресные
PSW – слово состояния процессора (ССП). ССП меняется после выполнения текущей команды.
С |
T |
N |
Z |
V |
C |
||||
– перенос (для |
определения переполнения). |
||||||||
V – арифметическое переполнение. |
|||||||||
Z – если результат операции нулевой. |
|||||||||
N – знак операции (знак результата): |
0 – «+» |
||||||||
1 |
– «-» |
||||||||
T – трассировка программы.
Есть разряд запрещения всех внешних прерываний (в этом же регистре). 0 – разрешение 1 – запрещение
Начальное состояние регистра при запуске «0».
17
Работа с внешним устройством
На примере клавиатуры и монитора. Клавиатура + монитор = терминал. RSPM – регистр состояния приемника. RSPM = 177560.
RDPM – регистр данных в приемнике. RDPM =177562.
RSPD – регистр состояния передатчика. RSPD = 177564.
RDPD – регистр данных передатчика. RDPD = 177566. Пример программы: buf:
mov #buf, R0
mov #80., R1 – счетчик 80.-десятичный. add1:
TSTB @#RSPM
BPL add1 – переход, если плюс (если седьмой разряд «0», то переход). mov @#RDPM, (R0)+
Sob R1, add1 – вычитание единицы, проверка на ноль.
Робот НЦТМ – 01
У микроЭВМ доступна системная шина, куда можно подключать дополнительные устройства. У микроконтроллера системная шина недоступна пользователю.
Назначение робота: для обслуживания металлорежущих токарных станков, для загрузки, разгрузки деталей типа «тела вращения» диаметром до 150 мм и высотой до
150мм.
Эксплуатационные характеристики робота:
1.Четыре степени подвижности, из них три - декартовы (X, Y, Z) и одно – фиксированный поворот но 90 .
2.Приводы: электромеханические с двигателем постоянного тока и импульсными датчиками, кроме степени поворота.
3.Два схвата на кисти. Один схват для заготовки, другой схват для детали. У схватов исполнительные пневматические приводы для перемены схватов и для сжатияразжатия.
4.Система управления: на базе микроЭВМ «Электроника – 60».
5.Точность позиционирования в декартовой системе координат (X, Y, Z) +0.5 мм.
6.Перемещение: по оси X – до 300 мм
по оси Y – до 300 мм по оси Z – до 160 мм
7.Скорости перемещения (средние технологические): по оси X – 50 мм/с
по оси Y – 100 мм/с по оси Z – 50 мм/с
8.Время непрерывной работы в автоматическом режиме – до 50 часов.
9.Наработка на отказ – 300 часов.
10.Средний срок службы – до 5 лет.
11.Способ управления – позиционно-цикловой. Изначально программное обеспечение было предназначено для раздельного управления каждой степенью.
12.Штатное программное обеспечение. По ориентированию на стандартный цикл, манипулирование деталями; вводятся пользователем переменные данные, характеризующие новую партию детали (тип кассеты, позиция детали в кассете, тип детали, тип станка с ЧПУ).
18
Кинематическая схема робота НЦТМ – 01
5 |
||
4 |
||
1 |
8 |
0 |
осьстанка
Размещение робота на передней бабке станка. Ось станка – ось патрона, параллельная оси X 1 – перемещение по оси X.
4 – поворот ровно на 90° либо к оси станка, либо к кассете. 2 – перемещение по оси Y.
3 – подъем/опускание по оси Z. Схваты с ротацией - 180°.
Ротация схватов на 180° происходит вокруг оси, расположенной под углом 45° к вертикальной оси Z в плоскости, параллельной плоскости YOZ. При повороте на 180° схваты меняются местами.
Механизмы перемещения
Степень 1 – горизонтальное перемещение вдоль оси X (перемещение основания). Приводы: два ДПТ типа ДПМ-30. Они работают параллельно на одну шестеренку.
Датчики:
1.Импульсный датчик пути. Шаг: 0,4 мм на импульс. Принцип действия: пара фотосветодиодов.
2.Датчик начального положения.
3.Датчик конечного положения.
Передача: зубчатая цилиндрическая + шарико-винтовая (ШВП).
Торможение: динамическое и статическое. Статическое – с помощью фрикционной муфты. Динамическое – замыкание обмотки на сериесное сопротивление. Сериесное сопротивление необходимо для того, чтобы ограничить ток торможения.
Привод имеет два уровня скорости: быстрый и медленный, два уровня напряжения. Привод позиционный, неследящий.
Степень 2 – горизонтальное перемещение вдоль оси Y (аналогично степени 1).
19
Степень 3 – вертикальное перемещение вдоль оси Z. Приводы: два ДПТ типа ДПМ-35.
Датчики:
1.Датчик начального положения (концевой датчик).
2.Датчик пути.
Степень 4 – механизм поворота. Привод: ДПТ типа ДПМ-25.
Датчики:
1.Датчик начального положения.
2.Датчик конечного положения.
Передача: коническая зубчатая + передача «Мальтийский крест».
Торможение: динамическое и статическое. Статическое-выдвижной фиксатор (один уровень скорости).
Степень 5 – перемена (ротация) схватов.
Привод: пневмоцилиндр с пневмораспределителем.
Схема этого устройства
Скорость регулируется дросселем – вручную. Передача: зубчатая рейка-шестерня.
Датчики:
1.Датчик начального положения.
2.Датчик конечного положения.
Степень 6 – сжатие схвата. Одинаково для любого из двух схватов. Исполнительный орган – пневмоцилиндр с пневмораспределителем.
Передача: рейка-шестерня + червячная передача.
Датчики:
1.Датчик на захвате детали.
2.Датчик на захвате заготовки.
20