- •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.
Лекция №4 Техническая реализация усо в эвм семейства ibm и методика управления обменом.
Для изучения методов программного обмен данными и типовых технических средств УСО в ЭВМ семейства IBMPCиспользована интерфейсная платаL-154, содержащая (рис.4.1.) ряд элементов УСО:
– ЦАП (цифро-аналоговый преобразователь) – 12 разрядный
– АЦП (аналого-цифровой преобразователь)– 12 разрядный
– Мультиплексор – 32 канальный,
– Усилитель,
– Таймер – 3 канальный,
– Регистры цифрового ввода-вывода.
Программная модель платы (табл. 4.1.) L-154 включает 12 регистров, из них 2 регистра – 12-ти разрядные, 10 регистров – 8-ми разрядные. Начальный адрес платы в области адресов ввода-вывода равен 300h.
Рис.4.1. УСО на основе интерфейсной платы L 154
Таблица 4.1.
Карта регистров усо
№№ |
Наименование |
Адрес относит. |
Тип доступа ЦП |
Размер, бит |
Назначение |
ЦАП | |||||
1 |
Регистр данных ЦАП |
0 |
Запись |
12 |
Код для записи в ЦАП |
АЦП – коммутатор – усилитель | |||||
2 |
Регистр данных АЦП |
0 |
Чтение |
12 |
Результат преобразования напряжения в код АЦП |
3 |
Регистр управления АЦП – Коммутатор – Усилитель |
2 |
Запись |
8 |
Установка канала мультиплексора, режима подключения и диапазона измерения входных сигналов АЦП |
4 |
Регистр состояния |
2 |
Чтение |
8 |
Состояние АЦП и счетчиков – таймеров |
5 |
Регистр запуска АЦП |
4 |
Запись |
8 |
Запуск АЦП на измерение |
Таймеры-счетчики | |||||
6 |
Канал 0 |
8 |
Запись/ чтение |
8 |
Программирование канала 0 |
7 |
Канал 1 |
9 |
- « - |
8 |
Программирование канала 1 |
8 |
Канал 2 |
Ah |
- « - |
8 |
Программирование канала 2 |
9 |
Регистр управления таймеров |
Bh |
- « - |
8 |
Установка параметров каналов |
10 |
Регистр прерываний |
Fh |
Запись |
8 |
Разрешение/запрет прерываний от таймера |
Цифровые линии ввода – вывода | |||||
11 |
Цифровые входы |
3 |
Чтение |
8 |
Чтение цифровых линий с внешнего разъема |
12 |
Цифровые выходы |
3 |
Запись |
8 |
Установка/сброс цифровых линий с внешнего разъема |
ЦАП – преобразует цифровой код, поступающий из ЭВМ в аналоговый сигнал в виде напряжения.
Технические характеристики ЦАП:
Диапазон сигнала -5,12 В - +5,12 В.
- разрешающая способность ЦАП
Максимальная частота преобразования
4.1. Программные средства реализации безусловного обмена данными в среде BorlandPascal
В среде BorlandPascalдля обращения к регистрам внешних устройств имеются два предварительно объявленных массива:
Port: array [0..65535] of byte;
PortW: array [0..65534] of word;
Элементы массива Portбайты, элементы массиваPortWшестнадцати битовые слова. Индексы массивов соответствуют абсолютным адресам регистров внешних устройств.
Пример:
PortW[$300]:= 4048 – в регистр ЦАП записали число.
, на выходе установилось напряжение {+5,0}.
Для обращения к ячейкам памяти в паскале объявлены массивы: MEM,MEMW–MEML.
Пример: Программирование канала управления при безусловном способе обмена данными.
Генерация синусоидального сигнала, амплитудой 5В, при максимальной частоте.
Program Demo_Sin;
uses crt;
const M=100;
var U: array [1..M] of integer; i, j: integer;
Procedure wait(i:word);
Begin for j:=1 to I do end;
Begin for i:=1 to M do U[i]:=Round(2048+2000*sin(F*(i-1)));
{Сформирован массив данных синусоидального сигнала на интервале одного периода}
i:=1;
repeat PortW[$300]:= U[i]; inc(i); if i>M then dec(i,M) until keypressed; while keypressed do readkey;
{Генерация сигнала до нажатия любой клавиши.}
end.
Рис.4.2. Вид сгенерированного сигнала.
T/M– время выполнения процедурыwait.