Техническая реализация устройства связи с объектом в автоматизированных системах на основе электронно-вычислительной машины семейства IBM

Изучение методов программного обмена данными между ЭВМ и ВУ проводится с помощью автоматизированной системы (рис. 5.10), в состав которой входят ЭВМ семейства IBM, интерфейс программного обмена (подключенный непосредственно к магистрали ввода вывода ЭВМ) и ряд устройств связи с объектом (УСО): цифро-аналоговый преобразователь (ЦАП), аналого-цифровой преобразователь (АЦП), программируемый интервальный таймер (ПИТ) и регистры цифрового ввода и вывода данных.

Функциональная схема АС на основе ЭВМ семейства IBM и интерфейсной платы L-154

Рис. 5.10. Функциональная схема АС на основе ЭВМ семейства IBM и интерфейсной платы L-154

Эволюция АЦП, ЦАП и других компонентов АС сделали подобные встраиваемые платы ввода-вывода сигналов естественным выбором для многих применений. Преимущества АС на основе компьютера проистекают из самих возможностей ПК. Устанавливая УСО в компьютер, вы сразу же получаете доступ к возможностям обработки, представления и хранения данных. Поток данных превращается в полезную информацию быстрее, чем когда бы то ни было.

Промышленность во всем мире выпускает множество подобных устройств:

  • • цифровые осциллографы;
  • • мультиметры;
  • • генераторы сигналов;
  • • анализаторы сигналов.

Их отличие от рассматриваемого случая в том, что они еще могут решать задачи управления объектом и измерения параметров объекта автоматизации своими аппаратными средствами, не обращаясь к операционной системе.

Программная модель интерфейса включает 12 регистров, два из которых 12-разрядныс, а остальные 10 — восьмиразрядные.

Начальный адрес интерфейса в области устройств ввода-вывода магистрали ЭВМ равен O'jOOh (может устанавливаться с помощью переключателей в диапазоне O'jOOh, 031 Oh, 0330h или 0340h) (здесь и далее h указывает на признак шестнадцатеричной системы счисления). Если в автоматизированной системе включено несколько аналогичных устройств, то необходимо установить для каждого устройства разные адреса. Адреса всех остальных регистров приводятся относительно начального (табл. 5.2).

Карта регистров интерфейсной платы L-154

Таблица 5.2

п/п

Наименование

регистра

Относительный

адрес

регистра

Тип

доступа

ЦП

Размер

регистра

(число

бит)

Назначение регистра

ЦАП

1

Регистр данных ЦЛП

0

Запись

12

Код для записи в ЦЛП

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 таймеров- счетчиков

5

Регистр запуска АЦП

4

Запись

8

Запуск АЦП на измерение

Таймеры-счетчики

6

Канат 0

8

Запись-

чтение

8

Программирование канала 0

7

Канат 1

9

-//-

8

Программирование канала 1

8

Канат 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

Цифро-аналоговый преобразователь (ЦАП) преобразует 12-разрядный цифровой код, поступающий из ЭВМ в аналоговый сигнал в виде напряжения. Модуль ЦАП может использоваться для вывода управляющих воздействий на исполнительные органы объекта автоматизации. Относительный адрес регистра данных ЦАП = 0. Регистр данных ЦАП доступен процессору только для записи.

Технические характеристики ЦАП:

  • • диапазон изменения выходного сигнала ?/ВЬ1Х = 5,12 В (-5Д2...+5Д2 - AU);
  • • разрешающая способность AU = 2,5 мВ;
  • • максимальная частота преобразования Fnp =100 кГц.

Код, записываемый в ЦАП, и напряжение, устанавливаемое на его выходе, связаны выражением

где КОД — целое число в диапазоне 0—4095 или (0...(212 - 1)).

Напряжение на выходе кратно AJJ = 2,5 мВ. Установить на выходе ЦАП напряжение, не кратное А[/, невозможно. В выражении КОД = 2048 + t/Bblx/At/, результат необходимо округлять до ближайшего целого. Быстродействие ЦАП выше быстродействия процессора, следовательно, он всегда готов к обмену данными с ЭВМ. Для таких устройств можно применить безусловный метод обмена данными. Если подавать в регистр ЦАП код с частотой выше 100 кГц, то на выходе появляется динамическая ошибка.

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ     След >