2 Керування роботою зовнішніх пристроїв

Завдання інтервалів часу для керування роботою зовнішніх пристроїв може здійснюватися трьома способами.

1. Вихід таймера безпосередньо підмикається до керуючого входу зовнішнього пристрою і впливає на режим його роботи, не підмикаючи при цьому сам мікропроцесор.

2. Вихід таймера підмикається до входу переривання мікроЕОМ, а керування роботою зовнішнього пристрою здійснюється через інтерфейс введення-виводу при реалізації на мікроЕОМ програми обслуговування переривання. В цьому випадку мікропроцесор задіяний лише на час обслуговування переривання.

3. У третьому випадку, як і в другому, керування зовнішнім пристроєм здійснює мікроЕОМ через інтерфейс введення-виводу, однак визначення границь інтервалів часу здійснюється програмним шляхом на основі зчитування стану таймера “на льоту”. Мікропроцесор постійно обслуговує роботу таймера.

3 Опис досліджуваної схеми

У даній лабораторній роботі роль зовнішнього пристрою виконує електронний годинник (див. рисунок 1.1 попередньої роботи і рисунок 2.3). Оскільки канал “0” таймера задіяний програмою МОНІТОР пульта управління контролера, то в досліджуваній схемі використані канали 1 і 2 таймера. Адреси цих каналів і регістра керуючого слова РКС у контролері К1-20 такі:

канал 1 таймера – Е1;

канал 2 таймера – Е2;

РКС – ЕЗ.

На рахунковий вхід CLK1 надходять імпульси тактової частоти генератора f=2 МГц, на керуючий вхід GATE 1 постійно подана логічна “1”.

Вихід OUT1 подається на вхід CLK2 і через шестирозрядний двійковий дільник частоти СТ2 – на дводекадний двійково-десятковий лічильник СТ10-1, СТ10-2. Сигнали з виходів цих лічильників перетворюються дешифраторами ДС-1, ДС-2 для виводу на семисегментні індикатори цифрового табло. Таким чином, частота зміни показань на цифровому табло в 2⁶ = 64 рази менше частоти вихідних імпульсів каналу 1 таймера (або вхідних імпульсів каналу 2 таймера).

Вхід GАТЕ 2 каналу 2 і входи "скидання" лічильників СТ2, СТ10-1, СТ10-2 годинника об'єднані і підімкнені до інверсного виходу третього розряду порту "С" другого інтерфейсу контролера. При цьому рахунковий режим каналу 2 і годинника можливий при наявності логічної "1" на виході 2С3, тобто в розряді 3 порту "С" повинен бути записаний логічний "0".

Рисунок 2.3 – Електронний годинник

4 Завдання для самостійної підготовки

4.1 Вивчити призначення і структурну схему програмувального таймера КР580ВИ53.

4.2 Вивчити призначення виводів програмувального таймера, підімкнення його до системних магістралей.

4.3 Вивчити порядок програмування мікросхеми КР580ВИ53 (формат керуючого слова).

4.4 Вивчити режими роботи таймера.

4.5 Виконати такі пункти завдання до лабораторної роботи: 5.1.1, 5.1.2; 5.2.1, 5.2.2, 5.2.3; 5.3.1.

5 Завдання до лабораторної роботи

5.1 Запуск генератора тактових імпульсів (ГТІ)

5.1.1 Скласти програму^* запуску ГТІ на каналі 1 таймера за граф-схемою рисунка 2.4.

При складанні програми вважати, що:

• режим роботи каналів вводу-виводу задається відповідно до лабораторної роботи № 1;

• режим роботи каналу 1 таймера – другий;

• завантаження каналу 1 таймера – двома байтами;

• система числення – двійкова;

• використовувати безпосередню адресацію для завдання частоти генератора (у таймер завантажується число, яке дорівнює 2.10⁶/f ).

5.1.2 Вибрати значення частот генератора з таблиці 2.1. Визначити теоретичне значення ціни розподілу годинника для кожної частоти за формулою

де m та n – цілі взаємно прості числа.

Заповнити колонки 1 і 2 таблиці 2.2.

5.1.3 Реалізувати генератор тактових імпульсів на каналі 1 таймера, для чого:

• здійснити скидання мікроЕОМ;

• ввести в мікроЕОМ програму запуску генератора тактових імпульсів (ГТІ) для одного зі значень частоти за таблицею 2.1;

• запустити програму, переконатися в зміні показань годинника. Визначити показання годинника n’ за m секунд за допомогою секундоміра і внести результати в стовпчик 3 таблиці 2.2;

• повторити п.1.1;

• змінити значення частоти в програмі запуску ГТІ;

• повторити п.1.3.

5.1.4 Розрахувати експериментальні значення частот генератора за формулою

і внести результат в колонку 4 таблиці2.2.

Рисунок 2.4 – ГСА запуску генератора

5.2 Завантаження формувача часового інтервалу

5.2.1 Підготувати керуюче слово для початкової установки каналу 2 таймера. Вважати, що:

• режим роботи каналу 2 таймера – нульовой;

• завантаження каналу – двома байтами;

• система числення – двійкова.

5.2.2 Скласти програму завантаження формувача інтервалу часу на каналі 2 таймера відповідно до граф-схеми на рисунку 2.5.

При складанні програми задатися такими параметрами:

Рисунок 2.5 – ГСА завантаження формувача часового інтервалу

• частота тактових імпульсів для канала 2 дорівнює 64 Гц;

• тривалість заданого інтервалу ₁₆ в секундах у шістнадцятковій системі зберігається в комірці пам'яті за номером 2200₁₆;

• адресація інтервалу ₁₆ – пряма, відповідно до таблиці 2.3.

5.2.3 Вибрати значення інтервалу  з таблиці 2.3 і перетворити його в шістнадцяткову систему числення. Визначити число, що завантажується в канал 2 таймера за формулою

n=64 .

Перетворити n у шістнадцяткову систему числення.

Заповнити колонки 1 – 4 таблиці 2.4.

5.2.4 Завантажити канал 2 таймера, для чого:

• здійснити скидання мікроЕОМ;

• ввести з пульта керуюче слово каналу 2 у РКС;

• ввести в мікроЕОМ програму завантаження каналу 2 і значення ₁₆ в комірку 2200₁₆;

• запустити програму;

• вивести на дисплей пульта вміст каналу 2 і заповнити колонки 5, 6 таблиці 2.4.

Таблиця 2.1 – Таблиця варіантів частоти генератора

№ варіанта	Частота генератора, Гц	№ варіанта	Частота генератора, Гц
1	128; 80	9	128; 64
2	100; 64	10	100; 32
3	80; 50	11	80; 40
4	64; 40	12	64; 20
5	50; 32	13	50; 16
6	40; 200	14	128; 40
7	32; 100	15	100; 32
8	128; 40	16	80; 20

Таблиця 2.2 – Порівняння заданих та експериментальних значень частот

Задане значення частоти генератора, f	Теоретична ціна поділки годинника, m/n	Експериментальна ціна поділки годинника, m/n	Експериментальне значення частоти генератора, f ’
1	2	3	4

Таблиця 2.3 – Таблиця варіантів тривалості часових інтервалів

№ варіанта	Тривалість інтервалу , с	Тип адресації	№ варіанта	Тривалість інтервалу , с	Тип адресації
1	8	П р я м а	9	32	П р я м а
2	15		10	7
3	22		11	14
4	29		12	21
5	34		13	28
6	11		14	31
7	18		15	10
8	25		16	17

Таблиця 2.4 – Таблиця часових інтервалів та їхніх кодів

Заданий інтервал часу		Код, завантажений у канал 2 таймера		Код, лічений з каналу 2 таймера
	16	n	n16	n'16	n'
1	2	3	4	5	6

5.3 Формування часового інтервалу

5.3.1 Скласти програму формування часового інтервалу відповідно до граф-схеми рисунка 2.6. При складанні програми вважати, що:

• у якості ГТІ використовується канал 1 таймера; вимоги до програмування каналу 1 викладені в пункті 1.1 завдання; частота ГТІ для усіх варіантів – 64 Гц;

• у якості формувача часового інтервалу використовується канал 2 таймера; вимоги до програмування каналу 2 викладені в пунктах 2.1, 2.2 завдання; тривалості інтервалу і тип адресації вибираються з таблиці 2.3;

• для визначення границь інтервалу в програмі використовується зчитування "на льоту".

5.3.2 Сформувати часовий інтервал, для чого:

• здійснити скидання мікроЕОМ;

• ввести в мікроЕОМ програму формування інтервалу часу і значення ₁₆ в комірку 2200₁₆;

• запустити програму; переконатися в зміні показань годинника;

• визначити і зафіксувати (у звіті) останнє показання ’ годинника перед скиданням.

Зміст звіту

1. Мета роботи.

2. Тексти програм за пунктами 1.1, 1.2 і 3.1 відповідно до поставлених у дисципліни вимог.

3. Таблиці 2, 4 і значення ’.

4. Висновки.

Контрольні запитання

1. Які режими роботи каналів таймера ви знаєте та у чому полягають їхні особливості?

2. Які функції входу GATE при роботі каналів таймера в різних режимах?

3. Як організується зв'язок таймера з центральним процесором системи?

4. Які способи взаємодії таймера із зовнішніми пристроями ви знаєте?

Рисунок 2.6 – ГСА формування часового інтервалу

Лабораторна робота № 3

МАКЕТУВАННЯ ЕЛЕМЕНТА САУ

(СИСТЕМА УПРАВЛІННЯ ШПИНДЕЛЕМ ТОКАРНОГО ВЕРСТАТА)

Гнучкі автоматизовані виробництва є ефективним засобом скорочення термінів освоєння нової продукції. Вони управляються від ЕОМ і працюють за принципом технології, що гнучко перебудовується.

Основою гнучкого автоматизованого виробництва є виробничий модуль, що перенастроюється і здатний функціонувати автономно. Він являє собою багатоопераційний верстат або токарний верстат, обладнаний роботом для завантаження заготовок і зняття оброблених деталей.

Мета роботи – дослідження способів управління шпинделем металорізального верстата на базі мікроЕОМ.

У результаті проведення лабораторної роботи студент повинен

• знати: особливості функціонування підсистем управління циклами верстатів; можливості мікроЕОМ з організації систем управління технологічними процесами; бібліотеку стандартних підпрограм мікроЕОМ;

• вміти: складати підпрограми окремих етапів і операцій технологічного процесу та оформляти на їхній базі програми управління роботою металорізального верстата; робити оперативне переналагодження (перепрограмування) системи управління на випуск нової партії деталей; користуватися бібліотекою підпрограм мікроЕОМ.