Аппаратно-программные средства ввода/вывода аналоговой информации в системах реального времени

СОДЕРЖАНИЕ
1. ВВЕДЕНИЕ...........................................
2. ХАРАКТЕРИСТИКА КОНТРОЛЛЕРА ВВОДА-ВЫВОДА АНАЛОГОВОЙ
ИНФОРМАЦИИ.........................................
2.1. Назначение и устройство контроллера...........
2.2. Организация управления работой АЦП и ЦАП......
3. СРЕДСТВА ПРОГРАММИРОВАНИЯ ВВОДА-ВЫВОДА АНАЛОГОВОЙ
ИНФОРМАЦИИ.........................................
4. СРЕДСТВА ИЗМЕРЕНИЯ ВРЕМЕНИ В ПЭВМ..................
4.1. Назначение и функции таймера ПЭВМ.............
4.2. Программные средства для измерения времени....
5. Контрольные вопросы...........................
6. СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ..................................
.
1.ВВЕДЕНИЕ
При решении задач автоматизации контроля и управления техни-
ческими системами как правило возникает необходимость сбора и об-
работки информации,представленной в виде аналоговых электрических
сигналов.Источником информации при этом служат первичные преобра-
зователи (датчики) ,преобразующие физические параметры системы в
электрический сигнал.При этом часто требуется,чтобы и управляющее
воздействие было представленно в аналоговой форме.
Решение такого рода задач основано на использовании аналого-
цифровых (АЦП) и цифро-аналоговых (ЦАП) преобразователей. Требо-
вания,предъявленные к выбору средств аналогового ввода-выво-
да,обусловлены,с одной стороны,характеристиками объекта контро-
ля(количество и частотный спектр измеряемых параметров),а с дру-
гой стороны - необходимостью обеспечить совместимость (информаци-
онную,электрическую,конструктивную), с управляющей ЭВМ.
В настоящее время применяют два варианта подключения аналого-
вых устройств к ЭВМ.
-непосредственно к системной магистрали ЭВМ;
-с использованием промежуточного контроллера с выходом на
стандартный интерфейс (типа КАМАК,МЭК и т.п.)
В данной работе используются встроенный контроллер ввода-выво-
да аналоговой информации pro411B в составе IBM-совместимой ПЭВМ
"МАЗОВИЯ".
2. ХАРАКТЕРИСТИКА КОНТРОЛЛЕРА ВВОДА-ВЫВОДА АНАЛОГОВОЙ
ИНФОРМАЦИИ pro411B.
2.1.Назначение и устройство контроллера.
Контроллер pro411B реализован в виде платы для компьютеров
класса IBM PC XT/AT и предназначен для ввода-вывода аналоговых
сигналов с использованием АЦП и ЦАП.Плата контроллера размещается
внутри системного блока ПЭВМ, занимая один из свободных разьёмов
расширения, предназначенных специально для установки дополнитель-
ного оборудования ПЭВМ. При этом обеспечиваются основные требова-
ния по конструктивной, электрической и информационной совмести-
мости контроллера с системной магистралью компьютера.Для подключе-
ния приёмников и источников аналоговых электрических сигналов
контроллер имеет специальный стандартизированный разъём, вынесен-
ный на заднюю панель системного блока.
Структурная схема контроллера pro411B приведена на рис.1.
.
-------¬
¦ +-----T-------------------------------------------- ШУпр
¦ЦП/ОП +-----¦---------------T---------------------------- ШАдр
¦ +-----¦---------------¦-----------------T---------- ШДан
L------- ¦ ¦ ¦
--------- ¦ ¦
¦ ¦ ¦
-----¦-----------------------¦-----------------¦--------------¬
¦----+---¬ --------------+-----------------+------------¬ ¦
¦¦ +-----+ ДшА ¦ ¦
¦¦ +-----+ ¦ ¦
¦¦ ¦ L-----T----------T----------T----------T------ ¦
¦¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦
¦¦ ¦ ------¦----------¦----------¦----------¦-----¬ ¦
¦¦ +-----+-----+----¬-----+----¬-----+----¬-----+----¬¦ ¦
¦¦ ¦ ¦¦ P0 ¦¦ P1 ¦¦ P2 ¦¦ P3 ¦¦ ¦
¦¦ +-----+L----------L----------L----------L----------¦ ¦
¦¦ ¦ L--------T-T-------------T---------------T---- ¦
¦¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦
¦¦ +--------T-----¦-¦------T------¦-------¬ ¦ ¦
¦¦ БУ +--------+-T---¦-¦------+-T----¦-------+-¬ ¦ ¦
¦¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦
¦¦ ¦ ---+-+---+-+--¬---+-+----+---¬---+-+-----+--¬ ¦
¦¦ ¦ ¦ ¦¦ ¦¦ ¦ ¦
¦¦ ¦ ¦ АЦП ¦¦ ЦАП ¦¦ Таймер ¦ ¦
¦¦ ¦ ¦ ¦¦ ¦¦ ¦ ¦
¦¦ ¦ L------T-------L------T-------L-------------- ¦
¦¦ ¦ ¦ ¦ ¦
¦¦ ¦ -------+------¬ ¦ ¦
¦¦ +-----+ Коммутатор ¦ ¦ ¦
¦¦ +-----+ каналов ¦ ¦ pro411B ¦
¦L-------- LT-T-T-------T- ¦ ¦
L---------------¦-¦-¦-------¦--------¦-------------------------
¦ ¦ ¦ ¦ ¦
0 1 2 15 Вых
Рис. 1. Структурная схема контроллера pro411B
.
Блок управления(БУ) предназначен для организации взаимодействия
контроллера с системной магисталью ПЭВМ и обеспечивает согласо-
ванную работу всех его элементов. Системная магистраль подключена
непосредственно к центральному процессору(ЦП) и оперативной памя-
ти (ОП) компьютера и состоит из трёх групп линий параллельной пе-
редачи:управления, адреса и данных. Связь с контроллером pro411B
осуществляется в асинхронном режиме и всегда только по инициативе
ЦП.
Особую роль для организации обмена данными с процессором игра-
ют специальные регистры контроллера, называемые портами ввода-вы-
вода. Каждый порт ввода-вывода имеет уникальный адрес. Процессор
располагает специальными средствами, позволяющими по известному
адресу(ПЭВМ обеспечивает возможность адресовать до 65535 портов),
обращаться к любому порту ввода-вывода для чтения или записи дан-
ных. Контроллер pro411B имеет 4 однобайтных порта P0-P3 с адреса-
ми 300H-303H. Адреса соответствующих портов pro411B могут быть
изменены при помощи специальных переключателей, расположенных на
плате.
Таким образом, чтобы передать или получить информацию от уст-
ройства, прцессор в соответствующих линиях магистрали формирует
управляющий сигнал(чтение или запись), устанавливает адрес требу-
емоего порта и(в случае записи) посылает данные. Дешифратор ад-
реса порта(ДшА) контроллера определяет, с каким из портов затре-
бована связь, а блок управления реализует операцию чтения данных
из магистрали в порт или выдаёт данные из порта в магистраль.
С портами ввода-вывода связаны функциональные блоки контролле-
ра: АЦП,ЦАП,таймер и коммутатор каналов. Коммутатор каналов
обеспечивает возможность подключения к АЦП нескольких источников
аналоговых сигналов. Таймер предназначен для настройки АЦП на тре-
буемую частоту опроса, поддерживая режим автоматического запуска
через заданный прмежуток времени( от 18мкс до 65мс).
Блок АЦП контроллера pro411B обеспечивает преобразование нап-
ряжение-код методом последовательной аппроксимации и характеризу-
ется следующими параметрами:
- разрядность кода:12 бит;
- диапазон входного напряжения: -10..+10 В;
- время преобразования: 15 мкс;
- число коммутируемых каналов: 16.
Блок АЦП реализует режим работы с автоматическим переключением
каналов, а также предоставляет возможность призводить как внеш-
ний (программный), так и внутренний (автоматический) запуск через
заданный интервал времени.
Блок ЦАП контроллера имеет следующие характеристики:
- разрядность кода: 12 бит;
- диапазон выходного напряжения: -10..+10 В;
- время стабилизации выходного напряжения: 500 нс;
- скорость нарастания выходного напряжения: 0.5 В/мкс;
- количество выходов: 1.

Внимание, отключите Adblock

Вы посетили наш сайт со включенным блокировщиком рекламы!
Ссылка для скачивания станет доступной сразу после отключения Adblock!

Скачать полную версию