- •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.
10.4 Методика управления контроллером крейта и модулями камак.
Управление КК и ФМ включает инициализацию электронных элементов контроллера, выполнение безадресных или адресных операций в модуле и анализ содержимого статусных сигналов.
Инициализация КК выполняется после включения питания до начала работы системы следующей последовательностью команд ЦП:
Установка номера c(i)i=1..4 активного КК в регистре номера крейта;
Сброс в исходное состояние внутренних элементов КК установкой разряда AX4=1 в регистре общего управления крейтом. По окончании инициализации разрядAX4 сбрасывается.
Генерация на магистрали крейта безадресной или адресной операции выполняется путем записи необходимой информации в регистры КК и запуска операции на магистрали.
Безадресная операция запрет Iвыполняется на магистрали крейта при записи кода 4 в регистр общего управления крейтом КАМАК. СигналIсохраняется на магистрали до его сброса в регистре общего управления крейтом.
Безадресные операции Z, Cвыполняются следующим образом:
Запись кода операции Z(код 5) сIили кода операцииC(код 2) в регистр общего управления крейтом КАМАК (относительный адрес 6h);
Запуск операции на магистрали крейта посредством записи произвольного значения в регистр запуска операции КАМАК (относительный адрес 7h).
По окончании операции на магистрали, разряды ZилиCрегистра общего управления сбрасываются.
Адресные операциивыполняются на магистрали крейта при участии двух устройств:
Управляющий модуль – КК, при выполнении любой адресной операции устанавливает на магистрали сигналы N,A,F.
Управляющий модуль при выполнении операций записи (F(10)-F(23)) устанавливает данные на ШД записи на линииW1-W24.
Исполнительный модуль – ФМ, реагирует на строб-сигналы S1,S2и устанавливает на магистралиX– команда принята,Q– ответ модуля.
КК принимает статусные сигналы и данные (при операциях чтения) в момент сигнала S1. В момент сигналаS2ФМ может изменить данные на ШД (если, например, предусмотрен сброс).
Последовательность действий процессора при выполнении адресных операция чтения.
Адресные операции чтения: F(0)-F(7). При выполнении этих операций ЦП до запуска операций в регистре КК должен установить:
Адрес крейта c(i) в регистр в регистр номера крейта (относительный адресFh);
Номер станции N(i) в регистр номера станции (относительный адрес 5h);
Код субадреса A(m) в регистр субадреса (относительный адрес 3h);
Код операции F(k) в регистр функции (относительный адрес 4h).
Запуск операции на магистрали – нужно в регистр запуска операции (относительный адрес 7h) записать произвольное значение. Выполнится адресная операция чтения, и 24-разрядное слово передастся из ФМ в регистр данных чтения.
После завершения операции на магистрали – чтение данных из регистров данных чтения КК в ОЗУ:
Младшего байта данных R8-R1 из регистра чтения с адресомBh;
Среднего байта данных R16-R9 из регистра чтения с адресомAh;
Старшего байта данных R24-R17 из регистра чтения с адресом 9h.
Последовательность действия процессора при выполнении адресных операций управления.
Операции управления F(8)-F(15),F(24)-F(31). При выполнении этих операций ЦП выполняет следующие действия:
До запуска операции на магистрали – запись N,A,Fв соответствующие регистры КК. Коды операцийF(k):k– 8-15, 24-31.
Запуск операции на магистрали. Выполняется без передачи данных.
В результате действия этих операций будет выполнена адресная операция управления без передачи данных.
Последовательность действий процессора при выполнении адресных операций записи.
Операции записи: F(16)-F(23).
До запуска: запись адреса устройства c(i),N(i),A(m) и кода операции записиF(k),k=16-32.
Запись 24-разрядного слова в регистр данных записи:
Младший байт в регистр записи младшего байта (W8-W1) данных (относительный адрес 2h);
Средний байт в регистр записи среднего байта (W16-W9) данных (относительный адрес 1h);
Старший байт в регистр записи старшего байта (W24-W17) данных (относительный адрес 0h).
Запуск операций на магистрали крейта. 24-разрядное слово данных из регистра записи КК предается в адресованный модуль.
Анализ статусных сигналов.
Статусные сигналы X,Qвырабатываются модулем в ответ на любую адресную команду. Проверять имеет смысл после какой-либо адресной операции.
Статусные сигналы L1-L23 вырабатываются модулями в произвольный момент времени.*L=0 – есть запрос на обслуживание.L16,L8,L4,L2,L1 – номер станции с наивысшим приоритетом.