- •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.
- •Центральный процессор
- •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.
- •Техническая реализация интерфейса в ас на основе эвм семейства ibmpc
- •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.
7.1 Схема включения пит к автоматизированной системе (ас).
Рис. 7.2 Схема включения ПИТ к АС.
Выводы двунаправленные, используется трехстабильная шина данных. Передача статусной информации в процессор.
, - входы сигналов управления чтения, записи. В машинах семействаIBMPCподключаются к,.
- выбор кристалла, подключается в шине адреса посредством дешифратора адреса. Когда =1, линиипереходят в состояние высокого импеданса – не разрешено чтение и запись; если =0, регистры таймера доступны для чтения или записи.
,- адресные входы (4 адреса на магистрали).
Каналы счетчика таймера подключаются к внешним сигналам с помощью трех линий: CLK[0,1,2],GATE,OUT.
CLK– сигнал такта, отрицательный фронт сигнала на входеCLKприводит к уменьшению содержимого счетного элемента.
GATE[0, 1, 2] – служит для запуска, останова или перезапуска счета в соответствии с установленным режимом работы.
OUT[0, 1, 2] – переключаются в зависимости от состояния терминалаcount.
Карта программно доступных регистров пит
Регистр |
Разрядность |
Тип доступа |
Относительный адрес | ||
Канал 0 |
Канал 1 |
Канал 2 | |||
Входной регистр счетчика CR |
16 |
запись |
0 |
1 |
2 |
Выходной регистр счетчика OL |
16 |
чтение |
0 |
1 |
2 |
Выходной регистр состояния SL |
8 |
чтение |
0 |
1 |
2 |
Регистр управляющего байта CBR |
8 |
запись |
3 |
3 |
3 |
7.2 Состав и назначение регистров каналов.
Управление:
CBR(ControlByteRegister) – регистр управляющего байта. 8 разрядов, относительный адрес – 3 для любого канала, номер канала должен задаваться в формате управляющего байта.
Статус/состояние:
SR(StatusRegister) – внутренний регистр состояния, процессору не доступен, хранит режим работы канала (состояние выходаOUT, состояние счетчика).
SL(StatusLatch) – выходной регистр состояния. Предназначен для чтения состояния таймера и имеется только вIntel8254. Информация изSRможет записываться вSLпо команде процессора.
Для счета:
CR(CountRegister) – входной регистр счетчика. Предназначен для хранения начального значения счетчика канала, т.е. константы пересчета. 16 – разрядный, доступен ЦП для записи. СодержимоеCRможет записываться в счетный элементCE, если это необходимо в текущем режиме работы.
CE(CounterElement) – содержимое уменьшается с каждым импульсом на входеCLK, еслиGATE= 1. ЦП не доступен. В зависимости от режима работы таймера, тем или иным способом изменяетсяOUT.
OL(OutputLatch) – выходной регистр счетчика, всегда доступен ЦП для чтения. Может использоваться для запоминания содержимогоCEбез остановки счета.
7.3 Формат регистров таймера.
CBR– определяет формат счета, режим работы канала, порядок загрузки констант во входной регистр счетчика и порядок чтения содержимогоCEизOL.
Формат регистра управляющего байта (CBR).
7 |
6 |
5 |
4 |
3 |
2 |
1 |
0 |
SC |
RW |
MODE |
BCD |
BCD– определяет формат счета: еслиBCD=1, то двоично-десятичный формат; еслиBCD=0, то двоичный формат. В двоичном формате константа задается в диапазоне 0-65535, в двоично-десятичном константа задается в диапазоне 0-9999. Значения константыN=0: в двоичном формате: 65536 (216), в двоично-десятичном формате: 1000 (104).
MODE– определяет режим работы сигнала:
000 |
Режим 0 - прерывания по концу счета. |
001 |
Режим 1 - аппаратно-перезапускаемый одновибратор. |
X10 |
Режим 2 – импульсный генератор. |
X11 |
Режим 3 – генератор меандра. |
100 |
Режим 4 – программно-запускаемый одновибратор. |
101 |
Режим 5 – аппаратно-запускаемый одновибратор. |
RW– порядок загрузки констант во входной регистр счетчика и порядок чтения счетного элемента изOL(выходного регистра счетчика).
00 |
Команда фиксации счетного элемента в выходном регистре счетчика. |
01 |
Константа задана только младшим байтом (запись/чтение только младшего байта). |
10 |
Константа задана только старшим байтом (запись/чтение только старшего байта). |
11 |
Запись/чтение сначала младшего, затем старшего байта. |
SC– определяет номер канала или команду чтения состояния таймера.
00 |
Канал 0 |
01 |
Канал 1 |
10 |
Канал 2 |
11 |
Чтение состояния таймера |
Команда фиксации содержимого счетного элемента в выходном регистре.
7 |
6 |
5 |
4 |
3 |
2 |
1 |
0 |
SC |
0 0 (RW) |
X |
X |
X |
X |
Фиксация содержимого счетного элемента в выходном регистре счетчика.
Команда чтения состояния таймера:
7 |
6 |
5 |
4 |
3 |
2 |
1 |
0 |
1 1 |
Count |
Status |
CNT2 |
CNT1 |
CNT0 |
0 |
Команда может быть выполнена только в Intel8254. Команда позволяет выполнить для одного, нескольких или всех каналов следующие действия:
Фиксация содержимого счетчика.
Фиксация статусного состояния.
Count– защелкивать или нет выходные регистры счетчика (0 – да, 1 – нет).
Status- защелкивать или нет статусные регистры счетчика (0 – да, 1 – нет).
CNT2,CNT1,CNT0 – определяет номера каналов, в которых необходимо выполнить данную операцию.
Например: 11001110 – защелкивание выходного регистра счетчика и статусного регистра по всем каналам.
Формат выходного регистра состояния (SL).
7 |
6 |
5 |
4 |
3 |
2 |
1 |
0 |
OUT |
Count |
RW |
MODE |
BCD |
Бит OUTопределяет состояние выходаOUT.
Count– определяет состояние счетчика. Если 0, то выходной регистр счетчика сопровождает счетный элемент. Если 1, то неопределенное состояние (например, когда счет в этом канале не осуществляется).
RW,MODE,BCD– соответствуют битам, которые задаются в формате управляющего бита.