lu©n chuyÓn vßng liªn tiÕp, tÝn hiÖu ®ùoc ghi nhËn nh− mét lÖnh nhËn diÖn. ThiÕt bÞ ®¸p øng víi lÖnh nhËn diÖn b»ng c¸ch ®Æt ®Þa chØ ®· ®−îc g¸n cho nã trªn bus.
2. C¸c chøc n¨ng cña Giao diÖn (Interface Functions)
Mçi thiÕt bÞ trong mét hÖ thèng kiÓu modun sö dông giao diÖn cã thÓ thùc hiÖn ba kiÓu chøc n¨ng kh¸c nhau: Chøc n¨ng thiÕt bÞ, Chøc n¨ng m· ho¸ vµ Chøc n¨ng giao diÖn. C¸c chøc n¨ng liªn quan ®Õn sè l−îng mµ thiÕt bÞ ®o ®−îc, d¶i ®o cña nã vµ ®iÒu kiÖn ho¹t ®éng,... Chóng ®−îc t¹o bëi ng−êi thiÕt kÕ sau khi tÝnh tÊt c¶ mèi liªn hÖ víi giao diÖn vµ chän lùa c¸c tÝn hiÖu tõ danh môc, tµi nguyªn cña giao diÖn. Sù m· ho¸ d÷ liÖu ph¶i phï hîp víi c¸c d¹ng lÖnh vµ m· lÖnh ®Þnh tr−íc. C¸c chøc n¨ng cña giao diÖn ®· thiÕt lËp c¸c thao t¸c tiªu chuÈn tiÕn hµnh trong khi truyÒn d÷ liÖu trong mét hÖ thèng tæ chøc giao diÖn. Mçi chøc n¨ng giao diÖn ®−îc thùc hiÖn ë mét thiÕt bÞ, cho phÐp nã nhËn vµ göi c¸c th«ng b¸o hoÆc xö lý chóng theo ph−¬ng thøc ®· ®Þnh s½n. HÖ thèng c¸c thiÕt bÞ ®−îc kÕt nèi bus t−¬ng t¸c víi nhau b»ng c¸ch thùc hiÖn 10 chøc n¨ng giao tiÕp.
Giao diÖn chuÈn IEC cã chøc n¨ng nh− sau:
1)Thu (nghe) hoÆc thu më réng: L hoÆc LE (Listener or Extended Listener), cho phÐp thiÕt bÞ cã thÓ nhËn d÷ liÖu cña thiÐt bÞ phô thuéc qua giao diÖn. Kh¶ n¨ng nµy chØ tån t¹i khi chøc n¨ng giao diÖn thu ®−îc ®Þa chØ ho¸ bëi bé ®iÒu khiÓn hoÆc bëi mét ®Çu vµo chØ thu (nghe) côc bé LON (Listen Only).
2)Mãc nèi chÊp nhËn AH (Acceptor handshake), cho phÐp thiÕt bÞ ®¶m nhËn sù thu nhËp ®óng c¸c th«ng b¸o nhiÒu dßng (®−êng) tõ xa.
3)Ph¸t hoÆc më réng: T hoÆc TE (Talker or Extended Talker), cho phÐp thiÕt bÞ göi c¸c d÷ liÖu cña thiÕt bÞ phô thuéc qua giao diÖn tíi c¸c thiÕt bÞ kh¸c. Kh¶ n¨ng nµy chØ tån t¹i khi chøc n¨ng giao diÖn ph¸t ®−îc ®Þa chØ ho¸ ®Ó ph¸t bëi bé ®iÒu khiÓn hoÆc ®Çu vµo chØ ph¸t côc bé TON (Talk Only).
4)Mãc nèi nguån SH (Source Handshake), cho phÐp thiÕt bÞ ®¶m b¶o sù truyÒn chÝnh x¸c th«ng b¸o nhiÒu ®−êng tíi mét hay nhiÒu chøc n¨ng mãc nèi nhËn cña giao diÖn.
5)§iÒu khiÓn C (Controller), cho phÐp thiÕt bÞ ®iÒu göi c¸c ®Þa chØ thiÕt bÞ, c¸c lÖnh tæng hîp vµ c¸c lÖnh ®Þa chØ tíi c¸c thiÕt bÞ kh¸c qua giao diÖn. Bé ®iÒu khiÓn chØ cã thÓ thùc hiÖn chøc n¨ng cña nã khi göi c¸c th«ng b¸o chó ý ATN (Attention Message).
6)Xo¸ thiÕt bÞ DC (Device Clear), cho phÐp thiÕt bÞ ®Æt l¹i (reset) vÒ tr¹ng th¸i khëi ®éng b»ng c¸c th«ng b¸o tõ xa. ThiÕt bÞ cã thÓ ®−îc ®Þa chØ ho¸ riªng biÖt hoÆc nh− mét thµnh phÇn cña mét nhãm thiÕt bÞ.
7)Khëi ®éng thiÕt bÞ DT (Device Trigger), cho phÐp bé ®iÒu khiÓn ra lÖnh cho thiÕt bÞ ®Ó khëi ®éng c¬ së cña nã hay c¸c ho¹t ®éng theo ch−¬ng tr×nh.
8)Th¨m dß song song PP (Parallel Poll), cho phÐp thiÕt bÞ ®−a ra mét th«ng b¸o ®¸p øng cho viÖc th¨m dß song song PPR (Parallel Pol Response) tíi bé ®iÒu khiÓn mµ kh«ng cÇn ®Æt ®Þa chØ tr−íc ®Ó ph¸t (nãi). Tr−íc khi thùc hiÖn sù lÇn l−ît hái th¨m dß song song, mét thiÕt bÞ ph¶i ®−îc g¸n cho phÐp ®¸p øng mét ®−êng vµo/ra d÷ liÖu DIO nµo ®ã, c¶ b»ng thÓ hiÖn côc bé hay b»ng th«ng b¸o tõ xa.
9)Chøc n¨ng tõ xa/côc bé (RL :Remote/Local), cho phÐp thiÕt bÞ chän gi÷a c¸c th«ng tin lËp tr×nh tõ b¶ng ®iÒu khiÓn ë panel phÝa tr−íc cña thiÕt bÞ (côc bé) vµ tõ giao diÖn (tõ xa)
10)Yªu cÇu dÞch vô SR (Service Request), cho phÐp thiÕt bÞ yªu cÇu ho¹t ®éng dÞch vô tõ bé ®iÒu khiÓn, vÝ dô nh− hái vßng (polling)
M−êi chøc n¨ng giao diÖn ®−îc nªu trªn t¹o ra sù ®iÒu khiÓn mÒm dÎo vµ hoµn thiÖn cho bÊt kú hÖ thèng ®o l−êng nµo. Chóng cho phÐp c¸c thiÕt bÞ t¹o thµnh hÖ thèng thu nhËn, xö lý vµ ph©n phèi th«ng tin. Nhê c¸c chøc n¨ng nµy, mét thiÕt bÞ cã thÓ sö dông cho c¸c môc ®Ých ®· thiÕt kÕ cña nã vµ ®−îc thao t¸c theo c¸c thñ tôc cña giao diÖn.
3. C¸c kh¶ n¨ng cña giao diÖn IEC (Capabilities of the IEC Interface)
Giao diÖn IEC cã nhiÒu kh¶ n¨ng, ë ®©y chØ nªu c¸c kh¶ n¨ng quan träng.
1)ChiÒu dµi toµn bé tíi 20m.
2)Tæng sè c¸c modul ®−îc nèi kh«ng qu¸ 15.
3)Tæng sè c¸ bé thu d÷ liÖu (listeners) vµ c¸c bé ph¸t d÷ liÖu (talkers) kh«ng qu¸ 31 nÕu dïng 1 byte ®Þa chØ ho¸ vµ kh«ng qu¸ 961 nÕu dïng 2 byte ®ia chØ ho¸.
4)Giao diÖn IEC cung cÊp cho:
-Ho¹t ®éng cña c¸c modul trong ph¹m vi 20m ë tèc ®é truyÒn lín nhÊt lµ 250.000 bytes/s, víi mét t¶i tiªu chuÈn trong t−¬ng ®−¬ng cho mçi ®o¹n 2m, vµ víi bé l¸i bëi m¹ch hë open - collector drive). Dßng ®iÖn vµo nhá nhÊt lµ 48 mA.
-Ho¹t ®éng cña c¸c modul ë tèc ®é truyÒn lín nhÊt lµ 500.000 bytes/s, víi mét t¶i tiªu chuÈn t−¬ng ®−¬ng cho mçi ®o¹n 2m, vµ víi bé l¸i bëi m¹ch 3 tr¹ng th¸i (tristate drive); víi dßng ®iÖn vµo kh«ng nhá h¬n 48 mA.
458
- Ho¹t ®éng cña c¸c modul ë tèc ®é truyÒn lín nhÊt lµ 1.000.000 bytes/s, sö dông bé l¸i dïng m¹ch tri-state víi dßng vµo kh«ng nhá h¬n 48 mA. Kho¶ng c¸ch lín nhÊt gi÷a hai modul kÒ cËn lµ 1m.
(VÝ dô, víi 10 modul ho¹t ®éng ë kho¶ng c¸ch 10m, cã thÓ dïng tèc ®é truyÒn lµ 1.000.000 bytes/s). ë tèc ®é truyÒn lín nhÊt, c¸c khèi modul ph¶i sö dông c¸c thanh ghi ®Öm cho c¸c byte th«ng b¸o.
5)Møc logic HIGH ë mét ®−êng d©y t−¬ng øng víi møc ®iÖn ¸p lín h¬n hay b»ng 2V. Møc logic LOW trªn d©y øng víi ®iÖn ¸p b»ng hay nhá h¬n 0,8V.
6)Kho¶ng thêi gian truyÒn nhá nhÊt vµ lín nhÊt gi÷a c¸c chøc n¨ng giao diÖn biÕn thiªn tõ mét chøc n¨ng tíi chøc n¨ng tiÕp theo. VÝ dô, kho¶ng thêi gian ng¾n
nhÊt ®Ó mét th«ng b¸o nhiÒu ®−êng ®¹t tíi tr¹ng th¸i x¸c lËp lµ Ýt nhÊt 2µs (chøc n¨ng C cña giao diÖn). Kho¶ng thêi gian hái th¨m dß vßng song song ng¾n nhÊt lµ 2 µs (chøc n¨ng C cña giao diÖn). Thêi gian lín nhÊt cña mét ®¸p øng víi tÝn hiÖu trªn d©y ATN kh«ng qu¸ 200 ms (c¸c chøc n¨ng cña giao diÖn SH, AH, TL).
7)C¸c ®Çu nèi ®−îc thiÕt kÕ cho ®iÖn ¸p 150V vµ dßng 1A. Trë kh¸ng c¸ch ®iÖn th× lín h¬n 1GΩ. D¶i tÇn sè ho¹t ®éng tíi 3 MHz.
8)C¸c ®Çu nèi cã 24 ch©n vµ sÏ chÞu ®−îc 500 lÇn thao t¸c nèi - kh«ng nèi (®iÒu nµy chØ sù chèng mµi mßn). TiÕt diÖn cña d©y lµ 0,2mm2.
4.Giao diÖn cña m¸y ®o víi bus tiªu chuÈn IEC (Instrument interface with the standard IEC bus)
Khi c¸c m¸y ®o sö dông bé vi xö lý ®−îc dïng lµm mét phÇn cña hÖ thèng ®o l−êng cã tæ chøc giao diÖn, th× mét ®iÒu rÊt quan träng lµ ph¶i hiÓu m¹ch giao tiÕp cña c¸c Bus m· ho¸ néi bé cña m¸y ®o. VÊn ®Ò nµy sÏ ®−îc thùc hiÖn víi c¸c vi m¹ch SSI vµ MSI, (trong tr−êng hîp nµy, ph¶i cÇn cã tõ 40 ®Õn 50 IC), do ®ã sÏ lµm t¨ng ®é phøc t¹p còng nh− gi¸ thµnh cña thiÕt bÞ ®o.
Mét c¸ch lµm kh¸c, dÔ vµ rÎ h¬n lµ t¹o c¸c thiÕt bÞ ®o cã tæ chøc giao diÖn vµo mét bus tiªu chuÈn th«ng qua viÖc sö dông mét vi m¹ch ISI ®Æc biÖt.
S¬ ®å khèi cña ISI nh− trong h×nh 10-21.
Nh− h×nh 10-21, m¸y ®o cã sö dông vi xö lý vµ chÝp giao diÖn ISI trao ®æi c¸c tÝn hiÖu mãc nèi ®èi tho¹i, víi mét mãc nèi gi÷a m¸y ®o vµ ISI chip vµo gi÷a ISI chip víi Bus giao diÖn chuÈn bªn ngoµi. NÕu m¸y ®o cã thÓ ph¸t hay nhËn d÷ liÖu trong mét kho¶ng thêi gian kh«ng v−ît qu¸ mét chu kú ®ång hå nhÞp, th× sÏ kh«ng cÇn tÝn hiÖu mãc nèi vµ c¸c d÷ liÖu cña c¸c Bus truyÒn cã thÓ nèi trùc tiÕp. C¸c m¹ch ®Öm ®¶o ®−îc ®−a vµo gi¶i thÝch lý do vi m¹ch ISI dïng logic d−¬ng vµ IEC Bus dïng logic ©m.
H×nh 10-21
5. Mét vÝ dô vÒ hÖ thèng ®o dïng giao diÖn tiªu chuÈn
H×nh 10-22 ®−a ra mét vÝ dô cña hÖ thèng ®o ®¬n gi¶n, nã bao gåm c¸c thiÕt bÞ vµ c¸c m¹ch ®−îc thiÕt kÕ ®Ó thùc hiÖn c¸c chøc n¨ng kh¸c nhau.
M¸y ph¸t tÝn hiÖu lËp tr×nh ®−îc còng cã thÓ chØ thu, nã chØ nhËn ®Þa chØ vµ c¸c lÖnh tõ giao diÖn mµ kh«ng göi sè liÖu tíi giao diÖn.
M¸y in vµ bé hiÓn thÞ chØ dïng ®Ó nhËn, chóng nhËn ®Þa chØ, th«ng tin ®o l−êng vµ
lÖnh.
§ång hå v¹n n¨ng sè vµ bé ®Õm tÇn sè cã thÓ thu vµ ph¸t. Chóng nhËn ®Þa chØ vµ lÖnh tõ giao diÖn vµ göi kÕt qu¶ ®o vÒ ®iÖn ¸p, dßng ®iÖn vµ ®iÖn trë (trong tr−êng hîp lµ ®ång hå v¹n n¨ng sè); tÇn sè vµ thêi gian (trong tr−êng hîp lµ m¸y ®Õm) tíi giao diÖn.
HÖ thèng ®−îc ®iÒu khiÓn bëi mét bé ®iÒu khiÓn nèi víi ngo¹i vi, trong ®ã cã bµn phÝm. Nã cã thÓ xö lý sè liÖu tõ th«ng tin ®o l−êng.
Khi hÖ thèng b¾t ®Çu ho¹t ®éng. Bé ®iÒu khiÓn göi tÝn hiÖu IFC (Interface Clear) vµ tÊt c¶ c¸c thiÕt bÞ cña hÖ thèng sÏ ®−îc khëi ®éng. LÖnh REN tiÕp theo sÏ chuyÓn c¸c thiÕt bÞ vµo chÕ ®é ®iÒu khiÓn tõ xa. Bé phËn ®iÒu khiÓn göi c¸c tÝn hiÖu ®Þa chØ vµ lÖnh thÝch hîp (khi d©y ATN bÞ ®Æt thµnh LOW). Bé ®iÒu khiÓn ®−îc gäi khi ®Þa chØ cña nã ®−îc chØ ra bëi bé ph¸t vµ bé thu, sau ®ã d÷ liÖu ®−îc chuyÓn ®i gi÷a chóng. Sau khi ph¸t ra c¸c ®Þa chØ, bé ®iÒu khiÓn gi¶i phãng Bus khái bé ph¸t ®−îc chän vµ göi sè liÖu tíi bé thu (b»ng c¸ch ®Æt d©y ATN lªn HIGH); nh− vËy chøc n¨ng SH cña thiÕt bÞ ®−îc thùc hiÖn. T¹i ®iÓm cuèi cña sù truyÒn, bé ®iÒu khiÓn b¾t ®Çu l¹i chøc n¨ng cña nã, nã cã thÓ ph¸t ra c¸c lÖnh vµ ®Þa chØ thiÕt bÞ tiÕp theo. Bé ®iÒu khiÓn còng cã thÓ ho¹t ®éng
H×nh 10-22
trong qu¸ tr×nh truyÒn d÷ liÖu nh− mét bé ph¸t (trong tr−êng hîp nã göi c¸c d÷ liÖu ch−¬ng tr×nh), hoÆc nh− mét bé thu (ë tr−êng hîp nã nhËn c¸c d÷ liÖu ®o).
Giao diÖn cã kh¶ n¨ng kiÓm tra tuÇn tù hÖ thèng sö dông theo c¸ch nèi tiÕp hoÆc song song (hoµn toµn ®éc lËp víi sù ho¹t ®éng cña nã). Môc ®Ých cña viÖc hái vßng lµ ph¸t hiÖn ra trong hÖ thèng, trong hoµn c¶nh nµo cã thÓ thùc hiÖn c¸c t¸c vô SRQ (Service Request) vµ t¹o lËp c¸c c«ng viÖc ph¶i lµm. §ã cã thÓ lµ lËp tr×nh vßng t¹o ra bëi c¸c thñ tôc cña bé ®iÒu khiÓn. Tr−êng hîp hái vßng song song lµ tiÕn hµnh cho bÊt cø yªu cÇu dÞch vô nµo.
Tãm l¹i, c¸c m¹ch giao tiÕp (Interfaces) cho phÐp kÕt nèi c¸c khèi (modun) trong hÖ thèng ®o, cho phÐp c¸c hÖ thèng nµy thùc hiÖn ®−îc nhiÒu phÐp ®o c¸c ®¹i l−¬ng kh¸c nhau, cã ®é chÝnh x¸c vµ ®é tin cËy cao. MÆt kh¸c, sù chuÈn ho¸ c¸c giao diÖn còng cho phÐp ph¸t triÓn c¸c khèi cña hÖ thèng ®o trong t−¬ng lai.
