5.6. Модули связи с оператором

Модули связи с оператором (МСО) предназначены для ввода/вывода управляющих программ, вывода информации о ходе технологического процесса (ТП) на индикацию либо дисплей, а также для оперативного управления ТП.

МСО обеспечивают связь с типовым набором терминальных устройств, в который входят: пульт оператора, дисплей, устройства ввода/вывода на гибких и жёстких магнитных дисках, печатающие устройства.

В зависимости от типа СУ и ёё функциональных возможностей модуль связи с оператором может быть выполнен на базе дискретных элементов и МС малой и средней степени интеграции либо БИС. В настоящее время находят всё большее применение специализированные БИС (контроллеры) для управления мониторами, клавиатурой, HDD и FDD и другими устройствами ввода/вывода информации.

При реализации простейшего пульта оператора с индикацией на базе семисегментых индикаторов и клавиатуры используется БИС КР580ВВ79.

Схема МСО на базе данной БИС приведёна на рис. 5.6.1.

Данная БИС относится к программируемым, т. е. после включения питания требуется её инициализация, которая заключается в записи необходимых управляющих слов. БИС имеет восьмиразрядный двунаправленный порт ввода/вывода информации D7-D0 и сигналы: - сигнал выбора типа передаваемой информации ( =1 – управляющая, =0 – данные); /WR –запись; /RD – чтение; /CS – выбор кристалла (сигнал низкого уровня открывает буфер D7-D0 при чтении или записи информации), RESET – сброс БИС; IRQ – сигнал, вырабатывается БИС и определяет её готовность к передаче кода нажатой клавиши; CLK – вход синхронизации.

В БИС реализована динамическая индикация, поэтому для её функционирования на вход CLK необходимо подать сигнал синхронизации частотой не более 200 кГц. Данный сигнал может быть сформирован внешним генератором (показано на рисунке), либо получен посредством деления системного сигнала синхронизации интерфейса (при частоте синхронизации в МПИ 2 МГц необходим делитель на 10).

На рисунке показано типовое подключение клавиатуры и индикации. Схемотехника данного подключения широко освящено в литературе.

На выходах SL3-SL0 в зависимости от настройки контроллера формируется последовательно изменяющийся двоичный код от 0 до 15 или четыре кода, соответственно 1000, 0100, 0010, 0001.

В первом случае для сканирования клавиатуры и индикации используется дешифратор (DC). Это позволяет увеличить разрядность индикации до 32 (две строки по 16 разрядов) и клавиатуры 16х8 (128 клавиш).

Во втором случае возможно организовать сканирование 8 разрядов индикации (2 строки по 4 разряда) и клавиатуры 4х8 (32 клавиши).

Для реализации матричной клавиатуры обычно к дешифратору подключаются столбцы к восьми входам возврата (RL7 – RL0) – строки.

Индикация может быть реализована как двухстрочная (2х16 показана на рисунке) или однострочная (1х16).

Рис. 5.6.1. МСО, подключаемый к интерфейсу МПИ (программный обмен)

При двухстрочной организации к выходным портам В3-В0 и А3-А0 подключаются микросхемы дешифраторов, преобразующих двоичные коды в коды семисегментых индикаторов. Данные дешифраторы позволяют индицировать цифры 0-9 и шесть символов.

При однострочной индикации два 4- разрядных порта объединяются в один 8-разрядный, к которому подключается буфер, усиливающий сигналы портов. К буферу в этом случае могут быть подключены матричные индикаторы, позволяющие сформировать любой символ для индикации.

Управление контроллером от процессора осуществляется с использованием стандартных циклов обмена информации, отличающихся значением разряда А0 (А0=0 – передаются данные, А0=1 – передаются управляющие слова или читается состояние контроллера).

При этом возможны четыре комбинации этих циклов:

- А0=1 ( ), /WR=0 – запись управляющих слов в контроллер при его программировании (инициализации);

- А0=1 ( ), /RD=0 – чтение состояния контроллера;

- А0=0 ( ), /WR=0 – запись кодов символов в ОЗУ контроллера;

- А0=0 ( ), /RD=0 – чтение кода нажатой клавиши.

На рис. 5.6.2. показана схема МСО, подключаемого к интерфейсу И41 в режиме прерывания программы.

Инициация прерывания в данной схеме осуществляется при нажатии любой клавиши. При этом формируется сигнал IRQ, который используется для установки триггера разрешения прерывания.

На рис. 5.6.3 – 5.6.4 показаны МСО, подключаемые к интерфейсу И41. Данные схемы отличаются от рассмотренных выше только интерфейсной частью, соответствующей системе сигналов интерфейса И41.

В данных схемах показан вариант формирования сигнала CLK от системного сигнала общей синхронизации /CCLK, посредством деления частоты.

Рис. 5.6.3. МСО, подключаемый к интерфейсу МПИ (программный обмен)