- •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.
5.2 Алгоритм одноканальных измерений входного сигнала
Установка режима измерения: номер канала, режим подключения входного сигнала, диапазон измерения, задержка на время переключения канала.
Однократные измерения в выбранном канале: запуск на измерение, проверка готовности данных, чтение данных из регистра данных.
Преобразование кодов в значение сигнала.
Представление результата (сигнала) в требуемой форме.
Первые два пункта алгоритма измерения выполняются специальной программой — инструментальным драйвером устройства.
Инструментальный драйвер – набор процедур, которые выполняют команды, необходимые для функционирования аппаратных средств системы.
Пример:Реализация алгоритма измерения входного сигнала напряжения по готовности АЦП.
Условия измерения: 1-ый канал мультиплексора, диапазон измерения: , дифференциальный режим подключения входного сигнала.
Program Demo_Read_ADC;
var i, U: integer;
Procedure wait(i:word);
Begin for j:=1 to I do end; {Обеспечивает задержку}
begin
Port[$302]:=$40; {Установка режима, диапазона, канала.}
wait(‘?’); {Задержка 4 мкс. на время переключения канала мультиплексора.}
Port[$304]:=$FF; {Запуск АЦП на измерение}
asmNOPend; {Задержка несколько наносекунд для запуска АЦП.}
while(Port[$302]>=$F8)do; {Проверка окончания измерения.}
U:=PortW[$300]; {Чтение данных из регистра данных АЦП}
writeln(‘Напряжение на выходе 1-го канала’, 0.5*(U-2048), ‘[мВ]’);{Преобразование и вывод данных.}
end.
5.3. Методика управления и оценки состояния внешних устройств
Для управления любым устройством используется информация из регистра интерфейса. В интерфейс вводятся регистры управления. Приказы ВУ передаются в виде последовательности слов с определенным набором нулей и единиц. Регистры управления процессору всегда доступны для записи и не всегда доступны для чтения. Если регистр управления доступен для чтения, можно узнать последнее управляющее слово.
Оценка состояния простого внешнего устройства производится с помощью флага готовности. Если устройство может выполнять несколько операций, то для проверки состояния используется слово состояния.
Для оценки состояния процессор должен прочитать регистр и проанализировать отдельные биты регистра. Зачастую приходится выполнять манипуляции с отдельными битами регистров.
5.4. Проверка, установка, сброс отдельных разрядов регистра ву
Для проверки, установки или сброса отдельных разрядов регистров чаще всего используются логические операции: ИЛИ, И, НЕ.
С целыми переменными указанные операции выполняются столько раз, сколько бит содержит переменная.
Операция ИЛИ – используется для установки битов в регистре ВУ или ячейке ОЗУ. Для установки битов операция выполняется над содержимым регистра и вспомогательного слова, у которого установлены те биты, которые требуется установить в результате.
Пример: Установить бит 7регистра.
01010101 – регистр, 10000000 – вспомогательное слово.
Выполним операцию “ИЛИ” и получим: 11010101 – установлен в результате бит 7.
Операция И – применяется для сброса или проверки отдельных разрядов регистра ОЗУ или ВУ.
Для сброса выполняется операция “И” над содержимым регистра и вспомогательного слова, у которого установлены все биты кроме сбрасываемых.
Пример: 10101010 – регистр, 01111111 – вспомогательное слово.
Выполним операцию “И” и получим: 00101010 – сбросили 7-ой бит.
Для проверки отдельных битов в регистре ВУ или ОЗУ необходимо выполнить операцию “И” над содержимым регистра и вспомогательного слова, у которого сброшены все биты кроме тестируемых.
Пример: Проверить бит 7.
10101010 – регистр, 10000000 – вспомогательное слово.
Выполним операцию “И” и получим: 10000000 – проверили 7-ой бит.