Государственное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
«ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ»
Кафедра “Автоматика и телемеханика на железных дорогах”.
ИЗУЧЕНИЕ ПРИНЦИПОВ ПРОГРАММИРОВАНИЯ
ПЛАТЫ РАСШИРЕНИЯ СОДЕРЖАЩЕЙ ПАРАЛЛЕЛЬНЫЙ
ПЕРИФЕРИЙНЫЙ АДАПТЕР С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ
ИНТЕГРИРОВАННОЙ СРЕДЫ РАЗРАБОТКИ
ЯЗЫКА ПРОГРАММИРОВАНИЯ С++ Builder 5.
Методические указания к лабораторной работе №6
по дисциплине:
“Микропроцессорные информационно-управляющие системы и устройства
железнодорожного транспорта”.
Санкт-Петербург
2006
Цель работы - ознакомление со структурой плат расширения лабораторной установки, изучение основ управления платами расширения с помощью программных приложений в системе программирования С++ Builder 5 с использованием Интегрированной Среды Разработки, освоение методики разработки приложений. Программирование параллельного периферийного адаптера (ППА) на микросхеме intel 8255.
1 Описание лабораторной установки
Общий вид блока ввода/вывода дискретных и аналоговых сигналов лабораторной установки представлен на рисунке 1.
Рисунок 1
В состав блока входят:
- порты ввода/вывода параллельного периферийного адаптера (ППА);
- светодиодные индикаторы состояния портов ввода/вывода ППА;
четырёхразрядный двоичный счётчик, работающий в режиме сложения, подключенный к каналу А ППА;
кнопка К1 служащая для добавления в счётчик “+1”;
кнопка К2 служащая для установки счётчика в “0”;
- тумблеры Х1, Х2,…, Х8, подключённые к разрядам В0, В1,…,В7, ППА соответственно;
гнёзда разрядов С0, С1,…,С7 для подключения измерительных приборов (например, вольтметр, осциллограф);
жидкокристаллический индикатор панели управления для отображения значения напряжения на входе аналого-цифрового преобразователя (АЦП);
- переключатели R1 и R2, позволяющие изменять сигнал на входе АЦП от 0 до 5В;
переключатель П3 для управления аппаратным входом интервального таймера (ИТ);
Гнездо “Выходная частота” позволяющее увидеть частоту, формируемую ИТ;
Гнездо “Выходная частота” позволяющее увидеть частоту, формируемую ИТ.
Лабораторная установка позволяет исследовать алгоритмы обработки дискретных и аналоговых сигналов микропроцессорных систем железнодорожной автоматики. Подключение плат расширения компьютера к периферийным устройствам, формирующих и отображающих дискретные и аналоговые сигналы, показано на рисунке 2. В корпусе компьютера установлены пять плат расширения, подключённых к шине ISA (Industry Standart Architecture) компьютера:
- плата PCL-836 – содержит БИС программно и аппаратно управляемого интервального таймера;
- плата 5600 – содержит программно управляемый БИС для ввода и вывода дискретных сигналов (параллельный, периферийный адаптер ППА);
- плата 5720 – содержит БИС программно управляемого аналого-цифрового преобразователя для работы с однополярными аналоговыми сигналами;
- плата PCL-818 – содержит программно управляемые БИС аналого-цифрового и цифро-аналогового преобразователей для работы с биполярными сигналами;
- плата Realtex RTL 8019 (AS) ISA – содержит сетевой адаптер для включения лабораторной установки в локальную вычислительную сеть.
Р
исунок
2
Структура плат расширения
Платы расширения используются в микропроцессорных управляющих системах на базе промышленных компьютеров для управления внешними периферийными устройствами или объектами управления и контроля их состояния. Тип применяемой платы выбирается в зависимости от вида и уровня сигналов поступающих или передаваемых на периферийные устройства или объекты управления. К наиболее часто применяемым платам расширения относятся:
платы ввода/вывода логических сигналов (уровень логического “0” не более 0,4В, уровень логической “1” не менее 2,4В, питание 5В+5%);
платы таймеров (формирование временных задержек, строб импульсов, тактовых импульсов, прерываний и т.д.);
платы аналого-цифровых и цифро-аналоговых преобразователей (преобразование аналоговых сигналов тока или напряжения в цифровой вид с целью измерения, анализа, управления и т.п.);
платы релейных входов/выходов (управление, проверка и коммутация сигналов высокого уровня тока или напряжения);
платы оптронных развязок (исключение влияния помех на работу промышленных управляющих компьютеров в процессе выполнения программ);
платы последовательных интерфейсов (обеспечение связи с другими вычислительными системами по линии с помощью интерфейсов типа RS – 232, RS – 422, RS – 485).
Платы расширения подключаются к промышленным компьютерам с помощью стандартной системной шины ISA – Industry Standart Architecture. Для подключения к внешним периферийным устройствам на платах расширения устанавливаются разъемы различных типов в зависимости от количества входов/выходов. Внешний вид платы расширения показан на рисунке 3. Структура платы ввода/вывода логических сигналов на 24 линии показана на рисунке 4.
Плата содержит:
ISA BUS – разъем для подключения к шине ISA;
DC/DC converter – формирователь уровня питающего напряжения;
Address selection – контроллер адресной шины;
Interrupt selection – формирователь прерываний;
Card Address Selector – переключатель адресов платы расширения;
24 – Channel Digital I/O – параллельный периферийный адаптер;
D/D Converter – формирователи уровня входных/выходных сигналов.
Рисунок 3
Рисунок 4
В таблице 1 показаны основные характеристики плат расширения на 24, 48 и 144 входов/выходов соответственно.
Таблица 1
Тип платы |
Количество входов/выходов |
Нагрузочная способность |
Дополнительные функции |
Внешние разъемы |
5600 |
24 |
24 mA sink 15 mA source |
2 interrupt input |
1x50-pin Opto-22 |
PCL-731 |
48 |
24 mA sink 15 mA source |
2 interrupt input |
2x50-pin Opto-22 |
PCL-722 |
144 |
12 mA sink 8 mA source |
2 interrupt input |
6x50-pin Opto-22 |