Войти на сайт

или
Регистрация

Навигация


Московский институт

инженеров железнодорожного транспорта

--------------------------------------------------------------

Кафедра: Автоматизированные системы управления

АППАРАТНО-ПРОГРАММНЫЕ СРЕДСТВА ВВОДА-ВЫВОДА

АНАЛОГОВОЙ ИНФОРМАЦИИ В СИСТЕМАХ РЕАЛЬНОГО

РЕАЛЬНОГО ВРЕМЕНИ

Методические указания "Аппаратно-программные средства

систем сбора данных и управления"

М О С К В А 1 9 9 2 г.

.

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.

.


Информация о работе «Аппаратно-программные средства ввода/вывода аналоговой информации в системах реального времени»
Раздел: Информатика
Количество знаков с пробелами: 18397
Количество таблиц: 0
Количество изображений: 0

Похожие работы

Скачать
138113
3
22

... является допустимым для устройства подобного рода. 5.3 Вывод В результате анализа параметров энергосбережения было выявлено то, что при реализации системы аутентификации пользователя транспортного средства нельзя обойтись без анализа энергопотребления системы и поиска путей уменьшения этого параметра. Изначально спроектированная система вызывала бы дискомфорт у пользователя за счёт излишне малого ...

Скачать
118426
0
5

... МК, и восемь линий порта 3, которые могут быть запрограммированы пользователем на выполнение специализированных (альтернативных) функций обмена информацией со средой. Рис 3.1. Разработки на базе контроллеров Intel87C51FB поддерживается ассемблером, программным симулятором, внутрисхемным эмулятором фирмы Phyton и программатором. Серия Intel87C51FB подходит для широкого спектра приложений от схем ...

Скачать
61662
29
63

... спутниками 2.                 Спутники задевают верхние слои атмосферы, постепенно снижаются, затем падают на Землю. Живут один-два года. Зато такие спутники дешевые и легкие. Подсистемы ввода/вывода Файловые устройства Цель любой программы – обработка данных, т.е. надо грамотно построить структуры данных и написать алгоритмы их обработки. Структуры данных, которыми оперирует язык: ...

Скачать
111117
18
12

... процессорной станции осуществлять высоконадежную защиту и эффективный контроль доступа на объект защиты. 2.Выбор и обоснование технических требований Структура технических средств системы защиты и контроля доступа в помещения (СЗКДП) должна представлять собой двухуровневую централизованную систему, работающую в реальном времени. На верхнем уровне — пульт управления (ЭВМ, совместимая с IBM ...

0 комментариев


Наверх