- •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.
15.3 Каскадирование контроллеров пдп.
При каскадировании 1 контроллер работает, как основной, и несколько контроллеров дополнительные.
Никакие сигналы основного контроллера в формировании циклов ПДП не участвуют.
Рис. 15.7 Схема каскадирования контроллеров ПДП.
Приоритеты: DREQ0, 1, 2, 3, 5, 6, 7 – если приоритеты фиксированные.
Особенности работы КПДП2:
Каналы 5-7 обеспечивают 16-битовую передачу данных.
КПДПА1: A0-A7 (КПДП1), A8-A15 (Защелка), A16-A23 (Регистр страниц).
КПДПА2: A0=0, A1-A8 (КПДП2), A9-A16 (Защелка), A17-A23 (Регистр страниц).
Адрес регистра КПДП2 = C0h+ Адрес регистра КПДП1*2.
Лекция №16 Методика программирования контроллера пдп.
Выполняется процессором в программном режиме и включает следующие действия:
1. Инициализация – должна выполняться по всем каналам, даже если они не используются. В машинах семействаIBMPCвыполняетсяBIOS.
DREQ – высокий уровень сигнала;
DACK – низкий уровень сигнала;
Цикл записи – нормальный;
Приоритеты – фиксированные;
Режим управления ПДП – ВУ-память;
Все каналы маскированы.
2. Программирование канала КПДП.
Запрет работы канала на время программирования.
Операция индивидуального маскирования выбранного канала:
Запись по адресу Ahследующей информации:
-
2
1
0
Маска
Канал
Установка режима работы канала.
Запись по адресу Bhпозволяет установить параметры режима работы.
Сброс триггера “Первый/последний”.
Запись произвольного значения по адресу Ch.
Запись младших бит адреса в регистр адреса базовый, регистр адреса текущий.
Запись старших бит адреса: A16-A23 в регистр страниц.
Запись числа, которое на 1 меньше, чем количество байт, которые необходимо передать по каналу ПДП.
Разрешение работы канала.
Нужно сбросить маску в 0.
Пример реализации методики программирования.
Канал 1 (КАМАК), запись в ОЗУ одиночными символами 1000 байт.
Var
Buf: array [1..500] of word;
addr_buf: longint;
Apage, Aofs: word;
Begin
{1} Port[$A]:=5;
{2}Port[$B]:=$45;
Seg(Buf); {Возвращает сегментную часть аргумента}
ofs(Buf); {Смещение}
addr_buf:=seg(Buf);
addr_buf:=(addr_bufshl4) +ofs(Buf); {узнали физический адрес}
Apage:=addr_buf shr 16;
Aofs:=addr_buf and $FFFF;
Port[$C]:=0; {Сброс триггера первый/последний}
Port[2]:=Lo(Aofs); {Триггер первый/последний = 1}
Port[2]:=Hi(Aofs); {Триггер первый/последний = 0}
Port[$83]:=Apage;
Port[3]:=Lo(sizeof(Buf)-1)); {999}
Port[3]:=Hi(Sizeof(Buf)-1);
Port[$A]:=1; {Разрешение работы канала}
End.
Если интерфейс установит DREQ=1, то КПДП будет выполнять обмен данными так, как его запланировали.
Лекция№17 Реализация пдп в ас на основе камак.
В качестве интерфейса ВУ используется интерфейс КАМАК. Контроллер крейта КАМАК для обмена в режиме ПДП содержит 2 дополнительных регистра.
Адрес 24Fh- Регистр управления ПДП, адрес 24Fh– регистр состояния ПДП.
Рис. 17.1 Регистр управления ПДП контроллера ККП3.
Регистр управления обменом ПДП доступен процессору для записи, определяет: число байтов в словах, передаваемых между модулями КАМАК и ОЗУ ЭВМ – биты 1,0; режим окончания обмена – бит 2; направление передачи данных в режиме ПДП – бит 3; номер активного контроллера КАМАК – биты 4,5; разрешение/запрет формирования сигнала DREQ1 –бит 6. Бит 6 аппаратно сбрасывается по окончании передачи сигналомEOP.
7 |
6 |
5 |
4 |
3 |
2 |
1 |
0 |
1/0 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
Рис. 17.2 Формат регистра состояния ПДП контроллера ККП3.
Регистр состояния операции ПДП доступен процессору для чтения. Бит 7 регистра показывает состояние операции ПДП: 0/1 – ПДП операция выполняется / закончена. Бит устанавливается сигналом на линии EOP.