- •Оглавление
- •Лекция № 1 Введение в проблемы построения автоматизированных систем.
- •Основные вопросы курса:
- •1.1. Функциональные компоненты, необходимые для построения автоматизированного комплекса.
- •1.2. Особенности проектирования и основные требования к автоматизированным системам для научных исследований (асни).
- •1.3. Принципы построения автоматизированных систем.
- •Лекция №2 Средства управления объектами автоматизации.
- •2.1. Архитектурные возможности эвм.
- •Центральный процессор
- •Основные регистры процессора эвм семейства Macintosh.
- •Основные регистры процессора эвм семейства ibm pc.
- •2.2. Основная память.
- •Форматы представления чисел в озу.
- •2.3. Каналы ввода-вывода информации.
- •Общая структура магистрали эвм
- •Передача информации по системной магистрали
- •Вывод данных Ввод данных
- •Лекция №3 Принципы организации обмена данными между эвм и внешними устройствами.
- •3.1 Режимы обмена данными
- •3.2 Безусловная передача данных.
- •Лекция №4 Техническая реализация усо в эвм семейства ibm и методика управления обменом.
- •Карта регистров усо
- •4.1. Программные средства реализации безусловного обмена данными в среде BorlandPascal
- •4.2. Обмен данными между эвм и ву по готовности ву
- •4.2.1. Функциональная схема интерфейса ввода данных в эвм по готовности ву.
- •Техническая реализация интерфейса в ас на основе эвм семейства ibmpc
- •Лекция №5 Технические характеристики ацп, усилитель, мультиплексор.
- •5.1 Программная модель интерфейса
- •5.2 Алгоритм одноканальных измерений входного сигнала
- •5.3. Методика управления и оценки состояния внешних устройств
- •5.4. Проверка, установка, сброс отдельных разрядов регистра ву
- •Лекция №6 Обмен данными между эвм и внешними устройствами с прерыванием текущей программы.
- •6.1 Принцип организации обмена данными
- •6.2 Алгоритм обслуживания ву с прерыванием.
- •1. Опрос ву.
- •3. Комбинированный способ идентификации ву.
- •6.3 Блок-схема алгоритма обслуживания ву с прерыванием.
- •6.4 Механизм приоритетов. Вложенные прерывания.
- •6.5 Принципы построения интерфейса обмена данных с прерыванием программы.
- •6.6 Техническая реализация интерфейса обмена данными с прерыванием программы.
- •1. Приоритетная цепочка:
- •2. Реализация многоуровневых вп в эвм семейства ibm.
- •Технические характеристики бис Intel 8259a.
- •6.7 Программируемые режимы обслуживания ву.
- •6.8 Схема включения пкп к системной шине ву.
- •6.9 Аппаратные прерывания в порядке их приоритетов и назначения.
- •6.12 Схема каскадирования контроллеров прерывания.
- •Методика программирования контроллера прерываний.
- •6.13 Программирование пкп в процессе обслуживания ву и работы системы.
- •6.14 Методика программирования обмена данными с прерыванием программы.
- •6.15 Реализация методики обмена данными с прерыванием программы между в эвм в автоматизированных системах на основе эвм семейства ibm pc в средеBorland Pascal. Установка вп.
- •6.16 Техническая реализация обмена данными с прерыванием программы.
- •6.17 Категории прерываний эвм семейства ibmpc.
- •Основные черты программных прерываний.
- •Краткий обзор функций bios.
- •Лекция №7. Программируемые интервальные таймеры-счетчики (пит).
- •7.1 Схема включения пит к автоматизированной системе (ас).
- •Карта программно доступных регистров пит
- •7.2 Состав и назначение регистров каналов.
- •7.3 Формат регистров таймера.
- •7.3 Режимы работы таймера.
- •1 Группа.
- •2 Группа.
- •3 Группа.
- •7.4 Методика программирования таймера.
- •1. Инициализация пит.
- •2. Чтение текущего содержимого ce.
- •7.5 Синхронизация операций реального времени. Системный таймер эвм семейства ibmpcIntel8254.
- •7.6 Реализация методики программирования таймера в среде BorlandPascal.
- •7.7 Пит Intel 8253 на интерфейсной плате l-154.
- •7.8 Многоканальное измерение сигналов.
- •Лекция №8 Автоматизированные системы на основе стандартных магистрально-модульных интерфейсов.
- •Лекция №9 Интерфейс камак (camac).
- •9.1 Конструктивная совместимость элементов системы.
- •9.2 Магистраль крейта камак.
- •9.3 Пространственно-временные диаграммы на магистрали крейта.
- •9.4 Виды и назначение адресных операций на магистрали крейта.
- •Операции интерфейса камак
- •Лекция №10 Технические средства на основе интерфейса камак. Модули интерфейса камак.
- •10.1 Схемы формирования статусных сигналов.
- •10.2 Управляющие модули камак.
- •Управляющая часть кк.
- •10.3 Программная модель кк типа ккп3 для эвм семейства ibmpc.
- •10.4 Методика управления контроллером крейта и модулями камак.
- •10.5 Методика построения программного обеспечения в ас на основе унифицированных магистрально-модульных интерфейсных систем.
- •Лекция №11 Разработка интерфейсно-ориентированной библиотеки процедур для управления крейтом камак.
- •Лекция №12 Методика контроля состояния модулей в интерфейсе камак.
- •Лекция№13 Компоненты ас на основе интерфейса камак.
- •13.1 Разработка схемы прибора генератора с заданными амплитудно-частотными характеристиками.
- •13.2 Измерение временных параметров импульсных сигналов.
- •13.3 Схема соединения модулей.
- •Программная реализация алгоритма измерения частоты fвх или периода Tвх.
- •Программная реализация алгоритма измерения длительности одиночного импульса.
- •13.4 Реализация прерываний от модуля камак в автоматизированных системах.
- •Лекция №14 Обмен данными между эвм и ву в режиме пдп.
- •14.1 Алгоритм обмена в режиме пдп.
- •14.2 Программная модель интерфейса ву и кпдп (минимальная конфигурация).
- •Программная модель кпдп.
- •Методика запуска обмена данными по каналу пдп.
- •14.3 Реализация пдп в эвм на основе единого магистрального канала.
- •14.4 Реализация пдп в эвм на основе изолированного магистрального канала.
- •14.5 Назначение каналов контроллера пдп и адреса регистров страниц.
- •Лекция №15 Функциональный состав и программная модель кпдп.
- •15.1 Блок управления.
- •15.2 Каналы контроллера пдп.
- •15.3 Каскадирование контроллеров пдп.
- •Лекция №16 Методика программирования контроллера пдп.
- •Лекция№17 Реализация пдп в ас на основе камак.
- •17.1 Алгоритм выполнения кк операции пдп.
Лекция №10 Технические средства на основе интерфейса камак. Модули интерфейса камак.
Разработано 2000 наименований модулей, из них в Советском Союзе – 500, в МЭИ около 30.
В каждом ФМ можно выделить следующие элементы:
Интерфейсная часть модуля, служит для дистанционного управления модулем.
Функциональная часть модуля, определяет назначение модуля и его технические характеристики.
Органы ручного управления для связи с объектом.
Рис.10.1 Основные компоненты функционального модуля КАМАК.
Интерфейсная часть модуля включает в себя следующие элементы.
Дешифратор внутренних команддешифрирует адресные сигналыN,A8,A4,A2,A1.
. . .
Дешифратор адресных операций: F16,F8,F4,F2,F1.
. . .
Сигналы с дешифраторов объединяются в помощью логического “И”, на выходе получают 512 различных операций. Некоторые операции должны стробироваться строб-сигналами S1 илиS2.
Рис. 10.2 Дешифратор внутренних команд функционального модуля КАМАК.
10.1 Схемы формирования статусных сигналов.
Сигнал Х – команда принята. Если модуль может выполнить команду, то Х=1.
Рис. 10.3 Схема формирования статусного сигнала "X" от функционального модуля КАМАК.
Сигналы Q,L– статусные, используются для реализации различных способов обмена.
Если инициатором обмена является КК, то он проверяет Q, еслиQ=1 – обмен. Если инициатор ФМ, то он устанавливаетL-запрос на обслуживание,L=1. В ФМ может быть до 16LAM-источников (столько жеLAM- запросов), в КК присылается только один.
Схема формирования статусных сигналов Q, L в модуле с одним источником.
Рис. 10.4 Схема формирования сигналов L, Q в модуле КАМАК с одним источником запросов на обслуживание.
Источник запросов на обслуживание (LAM-источник) подсоединен к триггеру состояния Т1. При появлении запроса отLAM-источника –T1=1, на выходе триггера появляетсяLAM-статусный сигнал. Сброс в 0 триггера состояния производится командойZв моментS2или командойNA(0)F(10)S1(если в модуле не предусмотрен аппаратный сброс).NA(0)F(27) – проверка состояния, ответ на линиюQ.
Триггер маски Т2 разрешает или запрещает прохождение LAM-статусного сигнала на шинуL. Сигнал на выходе Т2 называетсяLAM-маска.
На входе T2NA(0)F(26)S1– разрешить выход,NA(0)F(24)S1– запретить. Сигнал на выходеT2 –LAM-маска.
LAM-статусный сигнал, прошедший через И3 –LAM-требование.LAM-требование передается на линиюLчерез схему И4, если нет обращения к модулю.N(i)A(0)F(8) – проверкаLAM-требования.Z-S2– сбрасываютсяLAM-статусные сигналы, запрещаются всеLAM-требования. Для разрешения сигналов запроса в таком модуле:N(i)A(0)F(26)S1. После обслуживания модуля:N(i)A(0)F(10)S1, сбрасываетсяLAM-статусный сигнал.
Схема формирования статусных сигналов Q, L в модуле, содержащем несколько источников запроса (число источников запроса ≤4).
Рис. 10.5 Схема формирования сигналов LиQв модуле КАМАК, содержащем несколько (небольшое число) источником запросов.
При наличии нескольких источников запроса схема повторяется в соответствии с числом источников запроса. При этом каждый источник снабжается собственным субадресом A(n),n=0, 1, 2, 3.N(i)A(k)F(27) – контролирует состояниеk-го источника запроса.
Отдельные LAM-требования объединяются с помощью ИЛИ..
Схема формирования статусных сигналов Q, L в модуле с большим числом источников запроса.
Рис. 10.6 Схема формирования статусных сигналов Q,Lв модуле с большим числом источников запроса.
Число источников запроса n≤24. Для контроля состояния отдельныхLAM-источников используется шины данных чтенияR.
Используется регистр состояния A(12),iисточников,STi=1. Чтение по шинеR:NA(12)F(1), сброс:NA(12)F(11)S2. Можем выполнить селективный сброс:NA(12)F(23). Выбор сбрасываемых разрядов производится с помощьюWi=1 – сброс.
Регистр LAM-маски должен иметь субадресA(13). Можем прочитать маскуA(13)F(19), селективный сбросA(13)F(23) с помощьюWi=1.
Регистр LAM-требований должен получить субадресA(14),N(i)A(k)F(1) – чтение.
Схема управления чтением данных из регистра данных на шине R.
Рис. 10.7 Схема управления чтением данных из регистра данных на шине R.
Чтение – NA(m)[F(0)+F(1)+F(2)], сброс –ZS2+NA(m)F(2)S2.
Схема управления записью данных по шине W.
Рис. 10.8 Схема управления записью данных по шине W.
Запись – NA(m)[F(16)+F(11)]S1, сброс:ZS2.