|
|
|
сделать стартовой | добавить в избранное |
 |
|
Аппаратно-программные средства ввода/вывода аналоговой информации в системах реального времени |
Чашка "Неваляшка". 
Забавная пачка "5000 дублей". 
Фонарь садовый «Тюльпан». Московский институт инженеров железнодорожного транспорта Кафедра: Автоматизированные системы управления АППАРАТНО-ПРОГРАММНЫЕ СРЕДСТВА ВВОДА-ВЫВОДА АНАЛОГОВОЙ ИНФОРМАЦИИ В СИСТЕМАХ РЕАЛЬНОГО РЕАЛЬНОГО ВРЕМЕНИ Методические указания &quo ;Аппаратно-программные средства систем сбора данных и управления&quo ; М О С К В А 1 9 9 2 г. СОДЕРЖАНИЕ 1. 2. ХАРАКТЕРИСТИКА КОНТРОЛЛЕРА ВВОДА-ВЫВОДА АНАЛОГОВОЙ 2.1. Назначение и устройство контроллера. 2.2. Организация управления работой АЦП и ЦАП. 3. СРЕДСТВА ПРОГРАММИРОВАНИЯ ВВОДА-ВЫВОДА АНАЛОГОВОЙ 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 &quo ;МАЗОВИЯ&quo ;. 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 X /A 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. .-------¬ ¦ ШУпр ¦ЦП/ОП ШАдр ¦ ШДан L------- ¦ ¦ ¦ --------- ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦---- ---¬ -------------- ----------------- ------------¬ ¦ ¦¦ ----- ДшА ¦ ¦ ¦¦ ----- ¦ ¦ ¦¦ ¦ L----- ---------- ---------- ---------- ------ ¦ ¦¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦¦ ¦ ------¦----------¦----------¦----------¦-----¬ ¦ ¦¦ ¦ ¦¦ ¦ ¦¦ P0 ¦¦ P1 ¦¦ P2 ¦¦ P3 ¦¦ ¦ ¦¦ ¦ ¦¦ ¦ L-------- - ------------- --------------- ---- ¦ ¦¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦¦ -------- -----¦-¦------ ------¦-------¬ ¦ ¦ ¦¦ БУ -------- - ---¦-¦------ - ----¦------- -¬ ¦ ¦ ¦¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦¦ ¦ --- - --- - --¬--- - ---- ---¬--- - ----- --¬ ¦ ¦¦ ¦ ¦ ¦¦ ¦¦ ¦ ¦ ¦¦ ¦ ¦ АЦП ¦¦ ЦАП ¦¦ Таймер ¦ ¦ ¦¦ ¦ ¦ ¦¦ ¦¦ ¦ ¦ ¦¦ ¦ L------ -------L------ -------L-------------- ¦ ¦¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦¦ ¦ ------- ------¬ ¦ ¦ ¦¦ ----- Коммутатор ¦ ¦ ¦ ¦¦ ----- каналов ¦ ¦ pro411B ¦ ¦L-------- 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. 2.2 Организация управления работой АЦП и ЦАП Как отмечалось выше, связь ЦП ЭВМ с контроллером pro411B организуется путём обмена данными с портами ввода-вывода, име- ющими адреса 300H-303H.При этом ЦП является активной стороной и имеет возможность в произвольные моменты времени выполнять операции чтения данных из любого порта или записи данных в порт. Каждый из портов предназначен для обмена информацией строго определённого назначения и формата.
Более того, один и тот же порт может использоваться для данных различного типа в зависимости от того, какая операция (чтение или запись) выпол- няется.В таблице 1 дано описание функций, реализуемых путём записи или чтения портов ввода-вывода контроллера pro411B. Таблица 1 Назначение портов ввода-вывода контроллера pro411B ¦АДРЕС¦ОПЕРАЦИЯ¦ ФОРМАТ ¦ НАЗНАЧЕНИЕ ¦ ¦ПОРТА¦ -- -- -- -- -- -- -- -- ¦ ¦ ¦ ¦ 7¦ 6¦ 5¦ 4¦ 3¦ 2¦ 1¦ 0¦ ¦ ¦ ¦ запись ¦b7¦b6¦b5¦b4¦b3¦b2¦b1¦b0¦Младшие 8 бит кода ЦАП ¦ ¦300H ¦ ¦ чтение ¦a7¦a6¦a5¦a4¦a3¦a2¦a1¦a0¦Младшие 8 бит кода АЦП ¦ ¦ ¦ запись ¦c3¦c2¦c1¦c0¦b ¦b ¦b9¦b8¦Старшие 4 бита кода ЦАП ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦и номер канала АЦП ¦ ¦301H ¦ ¦ чтение ¦c3¦c2¦c1¦c0¦a ¦a ¦a9¦a8¦Старшие 4 бита кода АЦП ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦и номер канала АЦП ¦ ¦ ¦ запись ¦ X¦ X¦ Z¦ D¦ 3¦ 2¦ 1¦ 0¦Установка режимов АЦП ¦ ¦302H ¦ ¦ чтение ¦ X¦ X¦ X¦ X¦ X¦ E¦ R¦ X¦Признаки формирования ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦кода АЦП ¦ ¦303H ¦ запись ¦произвольное значение ¦Запуск АЦП на измерения ¦ В таблице испоьзованы следующие обозначения: а11.а0 - биты кода измеренного напряжения на входе АЦП (0-4095); b11.b0 - биты кода устанавливаемого напряжения на выходе ЦАП (0-4095); с3.с0 - номер канала АЦП (0-15); 3. 0 - номер эадаваемой временной задержки между запус- ками АЦП в автоматическом режиме(0-15); D - бит установки режима автоматического запуска АЦП (D=1); Z - бит установки режима автоматического декрементирования номера канала АЦП (Z=1); R - бит признака готовности кода АЦП к считыванию (R=1 - преобразование закончено, данные готовы к считыванию); E - бит признака ошибки набегания (E=1 -сформирован новый код АЦП при невостребованном старом); X - неиспользуемые разряды (устанавливаются в 0). 3. СРЕДСТВА ПРОГРАММИРОВАНИЯ ВВОДА-ВЫВОДА АНАЛОГОВОЙ ИНФОРМАЦИИ Программное управление работой контроллера аналогового уст- ройства осуществляется с использованием операций чтения/записи применительно к портам ввода-вывода. На языке ТурбоПаскаль для обращения к портам применяется спе- циальная языковая конструкция Por ,обладающая всеми свойствами массива значений типа by e,индексируемого по ад- ресу порта в пределах 0.65535 (в десятичной системе) или O.FFFF (в шестнадцатиричной). Ниже приведён пример использования конструкции Por : var x,y:by e; var a:word; begi a:=$300; x:=Por :=y {запись в порт с адресом 303H} Por :=32 16 { e d; 4. СРЕДСТВА ИЗМЕРЕНИЯ ВРЕМЕНИ В ПЭВМ 4.1.Назначение и функции таймера ПЭВМ Для контроля текущего времени и измерения временных интервалов ПЭВМ имеет специальное устройство, называемое таймером. Таймер состоит из трёх идентичных независимых блоков, называемых канала- ми. Канал 0 используется непосредственно для организации подсчёта текущего времени, а также для синхронизации дисковых операций. Канал 1 управляет процессом регенерации оперативной памяти. Канал 2 используется для генерации звуковых сигналов. Вход каждого канала таймера связан с генератором тактовых им- пульсов ПЭВМ, при этом частота импульсов, подаваемых на вход тай- мера Fвх постоянна и равна 1193180 Гц для всех типов ПЭВМ IBM. На выходе канала таймера также формируется последовательность им- пульсов,частота которой Fвых зависит от значения D, записанного в специальный 16-разрядный регистр &quo ;задержки&quo ; канала в соответствии с выражением: Fвых = Fвх/D Таким образом таймер осуществляет &quo ;деление&quo ; входной тактовой частоты, реализуемое при помощи счётчика тактовых импульсов.
Поэтому обоснованным является требвание того, что средства ввода/вывода для С++ должны обеспчиваться в С++ с применением только тех средств, которые дотупны каждому программисту. Описываемые здесь средства ввода/ вывода представляют собой попытку ответить на этот вызов. Средства ввода/вывода «stream.h» связаны исключительно с обработкой преобразования типизированных объектов в последвательности символов и обратно. Есть и другие схемы ввода/ввода, но эта является основополагающей в системе UNIX, и большая часть видов двоичного ввода/вывода обрабатывается чрез рассмотрение символа просто как набора бит, при этом его общепринятая связь с алфавитом игнорируется. Тогда для прораммиста ключевая проблема заключается в задании соответствия между типизированным объектом и принципиально нетипизированой строкой. Обработка и встроенных и определяемых пользователем тпов однородным образом и с гарантией типа достигается с пмощью одного перегруженного имени функции для набора функций вывода. Например: put(cerr,"x = «); // cerr поток вывода ошибок put(cerr,x); put(cerr,»\n"); Тип параметра определяет то, какая из функций put будет вызываться для каждого параметра
1. Bruteforce как средство передачи информации
2. Перспективные средства передачи информации
4. Краткий конспект лекций по Теории тестирования аппаратных и программных средств
5. Аппаратные и программные средства сети
10. Программные средства. Системы безопасности информации
12. Программные средства как объект авторского права
13. Особенности речи в средствах массовой информации
15. Оценка методов и средств обеспечения безошибочности передачи данных в сетях
16. Средства составления и изготовления текстовой информации - сканеры
Дуст от муравьев "Чистый дом", 350 грамм. 
Покрывало "Нордтекс. Цветочный ковер", 150х200 см. 
Кастрюля из нержавеющей стали 5508-2, 2,1 л, 18 см. 17. Системы обработки информации - язык баз данных SQL со средствами поддержания целостности
18. Обработка табличной информации с помощью сводных таблиц средствами MicroSoft Excel
19. Вопросы к дисциплине: Стандартизация и проектирование программных средств (СППС)
20. Абсолютное оружие (Средства массовой информации)
21. Проектирование средств организации каналов передачи данных
25. Роль средств массовой информации в политической жизни
26. Влияние средств массовой информации на уровень агрессивности детей старшего дошкольного возраста
27. Производство средства массовой информации
28. Предвыборная агитация в средствах массовой информации
29. Революция в средствах распространения информации
30. Религиозное сознание и средства массовой информации
31. Средства массовой информации. Роль СМИ в жизни общества
32. Расчет стоимости программного средства
Машинка "Бибикар (Bibicar)" с полиуретановыми колесами, зеленая. 
Караоке микрофон "Любимые песенки". 
Антистрессовая подушка-турист "КотоПес". 33. Компьютеры как средство развития правовой информации
34. История печатных средств массовой информации России
35. Особенности моделирования текста средств массовой коммуникации и информации
36. Средства массовой информации /english/
37. Вопросы безопасности в сети (аппаратная, программная и логическая безопасность)
41. Заполняем акт о приеме-передаче основных средств
42. Механизация и автоматизация обработки информации по учету основных средств на предприятии
43. Отчет о движении денежных средств: информация для составления и назначения их
44. Конституционно-правовое регулирование организации и деятельности средств массовой информации
45. Средства защиты информации
46. Взаимодействие Отдела Внутренних Дел со средствами массовой информации в обеспечении правопорядка
47. Взаимосвязь между паблик рилейшнз и средствами массовой информации
48. Интернет как средство информации
Этажерка для обуви "Комфорт-3". 
Чайная пара "Loraine" (чашка 180 мл + блюдце). 
Блюдо для запекания "Тайга", 2250 мл. 49. Использование жаргонной лексики в средствах массовой информации
50. Корпоративные средства массовой информации
51. Образ деловой женщины в средствах массовой информации
53. Политическая метафора в современных средствах массовой информации
57. Методы и средства защиты информации
58. Методы и средства защиты компьютерной информации
59. Поиск информации в Интернете по теме "Учет амортизации (износа) основных средств"
60. Представление информации в микропроцессорных средствах. Системы счисления
61. Программные средства уплотнения носителей
63. Средства безопасности и ограничения доступа к информации
64. Стандатризация программных средств
Конструктор металлический для уроков труда №3 в деревянной упаковке. 
Компактные развивающие игры в дорогу "Логозавры", арт. ВВ2099. 
Конструктор "Mechanical Kangaroo". 65. Графическая информация и средства ее обработки
66. Методы и средства защиты информации
67. Программно-аппаратная реализация аппаратов электростимуляции
68. Программные средства автоматизации конструирования, моделирования и проектирования
73. Влияние средств массовой информации на формирование личности детей и подростков
74. Программные средства учебного назначения
75. Средства массовой информации в политических процессах
77. Социолого-психологический анализ воздействия средств массовой информации
79. Средства достижения выразительности в интерьере
Машинка "Бибикар (Bibicar)" с полиуретановыми колесами, зеленая. Караоке микрофон "Любимые песенки". Антистрессовая подушка-турист "КотоПес". 81. Современные средства поражения
82. Обзор средств для автоматизации геодезических вычислений
83. Направления расходования средств федерального бюджета
85. Порядок формирования и использования средств Фонда социального страхования РФ
89. Средства художественного языка в авангардных стилях начала XX века
90. Имя - средство закрепления и систематизации фактов культуры
91. Поэзия природы: средства изобразительности и функции
93. Анализ формы и средств выразительности хора № 19 "Гроза" из оратории Йозефа Гайдна "Времена года"
94. Торговые пути и средства передвижения на Руси в XVI веке
96. Интернет и средства массовой коммуникации
Бутылочка для кормления "Avent", 260 мл. 
Глобус детский зоогеографический, с подсветкой, 210 мм. 
Настольная игра "Loonacy". 97. Телекоммуникационные средства в современном компьютерном мире
98. Использование линий электропроводки в качестве среды передачи информации
