Устройство управления и синхронизации
Функции устройства управления:
формирует необходимый набор внутренних и внешних управляющих сигналов, распределенных во времени и пространстве CPU;
Декодирование команд и формирование шинных циклов.
RD – Read – выполняет управление чтением CPU байта команд или данных по шине данных;
WR – Write – запись байта данных в один из внешних модулей подключенных к CPU.
RES – Reset – сброс регистров CPU. PC = 0; прерывания запрещаются; SP = 07H. (Регистры и флажки не сбрасываются аккумулятор тоже)
INT – Interrupt – сигнал запроса прерывания
ADR0 → INT0
ADR1 → INT1
и так далее…
n – запросы прерывания .
КП – анализирует поступившие запросы и выбирает наиболее приоритетный.
Вырабатывает обобщенный сигнал INT в CPU, информируя о том, что есть прерывание. CPU завершает текущую команду, если прерывание разрешено, то CPU переходит в цикл обработки запроса прерывания. Он вырабатывает сигнал INTA. Под действием сигнала INTA КП вырабатывает команду CALL ADRi, где i соответствует запросу, принятому на обработку. Команда загружается в регистр команд CPU. Этот адрес поступает в память программ.
READY – используется для синхронизации взаимодействия CPU с более медленнодействующими устройствами (входной для CPU)
Если
устройство работает так же, как и CPU,
то READY
= 1 всегда.
CLK – сигнал тактирования – поступает на вход CPU с внутреннего генератора тактовых импульсов.
Тема 5. Языки программирования контроллера
Для разработки программ для контроллеров систем управления Международная электротехническая комиссия утвердила стандарт IEC-1131, который включает 5 языков:
Язык инструкций (Instruction List, IL) – входной язык , аналогичный ассемблеру. Написанная на нем программа представляет собой список последовательно выполняемых команд, которые адаптированы к задачам управления.
Релейно-контактная схема РКС (Ladder Diagrams, LD) – графический язык программирования, который обеспечивает построение на экране монитора составляется схема, аналогичная принципиальной электрической релейной схеме и с помощью специальных программ в программаторе или контроллере создается программа управления системой. Такой подход к программированию отличается наглядностью при решении задач логического управления.
Схема функциональных блоков (Function Block Diagram, FBD) - графический язык программирования , при котором на экране программатора составляется схема, аналогичная принципиальной электрической схеме на логических элементах. Эти схемы позволяют изображать последовательность обработки сигналов как логических, так и цифровых в достаточно наглядном виде.
Последовательно-функциональная схема или Графсет (Sequential Function Chart, SFC) – графический язык программирования , аналогичный блок –схеме алгоритма. Этот язык удобен для программирования процессов с последовательными операциями и наличием сложных ветвлений в алгоритмах управляющих программ. Стиль программирования на данном языке предполагает разработку программы «сверху вниз». Для программирования элементов самого низкого уровня необходимо использование одного из указанных ранее языков.
Язык структурированного текста (Structured Text, TS) – язык , аналогичный языку Pascal.
Программные приложения для контроллеров систем управления в ряде случаев могут дополняться или полностью создаваться на основе языков программирования общего назначения, например Си.
Мы будем использовать язык инструкций (ассемблер), который позволяет наглядно видеть процессы в контроллере при использовании симулятора.
Форматы данных: Данные – это биты, тетрады и байты; байты - беззнаковые или знаковые; отрицательные числа – используют для представления специальный дополнительный код.
Режимы адресации данных. Обеспечивают эффективный способ адресации данных, то есть эффективный доступ при выполнении команд в контроллере.
Прямая;
Регистровая;
Косвенная регистровая (исп. R0,R1, символ @)) ;
Непосредственная.(#) .
Типы форматов команд:
1 тип – однобайтные команды (более 50% команд),
2 тип
– двухбайтные команды D/ADRL;
тип 3–
трехбайтные команды
