рефераты конспекты курсовые дипломные лекции шпоры

Реферат Курсовая Конспект

Интерфейс токовая петля

Интерфейс токовая петля - Конспект Лекций, раздел Науковедение, КОНСПЕКТ ЛЕКЦИЙ ПО ДИСЦИПЛИНЕ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫЕ МАШИНЫ, СИСТЕМЫ И СЕТИ Интерфейс «Токовая Петля» Для Представления Сигнала Использует Не Напряжение,...

Интерфейс «токовая петля» для представления сигнала использует не напряжение, а ток в двухпроводной линии, соединяющей приемник и передатчик.

Токовая петля обычно предполагает гальваническую развязку входных цепей при­емника от схемы устройства. При этом источником тока в петле является передатчик (этот вариант называют активным передатчиком). Возможно и питание от приемника (активный приемник), при этом выходной ключ передатчика может быть также гальванически развязан с остальной схемой передатчика. Существу­ют упрощенные варианты без гальванической развязки, но это уже вырожденный случай интерфейса.

Токовая петля с гальванической развязкой позволяет передавать сигналы на расстояния до нескольких километров, но при невысоких скоростях (выше 19 200 бит/с не используют, а на километровых расстояниях допустима скорость до 9600 бит/с и ниже). Допустимое расстояние определяется сопротивлением пары проводов и уровнем помех. Поскольку интерфейс требует пары проводов для каждого сигнала, обычно используют только два сигнала последовательного ин­терфейса (4-проводная линия). В случае двунаправленного обмена применяются только сигналы передаваемых и принимаемых данных, а для управления потоком используется программный метод XON/XOFF. Если двунаправленный обмен не требуется, применяют одну линию данных, а для управления потоком обратная линия задействуется для сигнала CTS (аппаратный протокол) или встречной ли­нии данных (программный протокол). При надлежащем ПО одной токовой пет­лей можно обеспечить двунаправленную полудуплексную связь двух устройств. При этом каждый приемник «слышит» как сигналы передатчика на противопо­ложной стороне канала, так и сигналы своего передатчика. Они расцениваются коммуникационными пакетами просто как эхо-сигнал. Для безошибочного приема передатчики должны работать поочередно

 

 

Функции BIOS для COM–порта

По умолчанию COM-порт машины имеет следующие установки:

V=2400 Бод

L=7 бит

контроль по четности

S=1 бит

DTR=RTS=0=+12B

 

INT 14H

00H – инициализация. (установка скорости обмена и формата посылок, задан­ных регистром AL; запрет источников прерываний). На сигналы DTR и RTS влияния не оказывает (после аппаратного сброса они пассивны).

01Н – вывод символа из регистра AL (без аппаратных прерываний). Активиру­ются сигналы DTR и RTS, и после освобождения регистра THR в него помещает­ся выводимый символ. Если за заданное время регистр не освобождается, фик­сируется ошибка тайм-аута и функция завершается.

02Н – ввод символа (без аппаратных прерываний). Активируется только сиг­нал DTP (RTS переходит в пассивное состояние), и ожидается готовность при­нятых данных, принятый символ помещается в регистр AL. Если за заданное время данные не получены, функция завершается с ошибкой тайм-аута.

03Н – опрос состояния модема и линии чтение регистров М S R и L S R). Эту гаран­тированно быструю функцию обычно вызывают перед функциями ввода-вы­вода во избежание риска ожидания тайм-аута.

 

 

Ячейки области данных BIOS, хранящие физические адреса последовательных портов с именами COM1..COM4.

COM1 COM2 COM3 COM4
0:$0400 0:$402 0:$0404 0:$406

Организация программы опроса физических адресов для последовательных портов аналогична программе в п. 3.8.

 


5. Аналого-цифровые и цифро-аналоговые интерфейсы

---------------

Назначение, технические характеристики, области применения АЦП и ЦАП. Функциональные схемы и принцип работы АЦП с динамической компенсацией, с параллельным преобразованием. Функциональная схема и принцип работы ЦАП.

--------------

Сигналы системы управления, представленные в виде непрерывных физических величин, будем называть аналоговыми, если величина сигнала кодирует значение физической величины, в отличие от логических сигналов – кодировка физической величины путем задания дискретных значения (0,1), промежуточные значения в виде интервалов относятся к этим двум уровням.

 

ω, рад/с
Uдс


 

 

Цифровой принцип измерения скорости

 

ω=,

Z – импульс/оборот;

N/Z – часть оборота, совершенного за время TЭ.

φ=– угол поворота в радианах.

Т= φ/ТЭ

 

Информационным носителем являются импульсы напряжения Uфд. Амплитуда не несет информации о скорости, её несет период импульсов.

5.1 Функциональная схема цифро-аналоговой систему управления

Пусть задающий сигнал – аналоговый.

 

 

 

Предметом рассмотрения дальше будут АЦП и ЦАП, которые преобразуют цифровые сигналы в аналоговые и наоборот.

АЦП – аналого-цифровой преобразователь;

ЦАП – цифро-аналоговый преобразователь;

Uз – задание на скорость;

Uз* – цифровой код задания на скорость;

Uдс – аналоговый сигнал обратной связи по скорости.

 

5.2 Принцип построения в ЦАП

Машина может работать с аналоговой информацией, при этом информация представляется в виде______________

Уровень напряжения кодирует сигнал.

Основные узлы:

1. UЭ

2. делитель по схеме «R-2R»

3. RG-регистр хранит принимаемую информацию.

_____________ и выходами управляется ключами, переключая разрядные токи SA0…SA3.

4. Сумматор токов на операционном усилителе DA1.

Центральную роль играет делитель «R-2R».

Независимо от переключения SA0…SA3, режимы делителя не изменяются.

Переключатели SA0…SA3 – транзисторные.

 

На практике n=10

Uвых=-Iвх*Rос Iвх= Uвх /Rвх

 

3разряд: Uвых=-1/2 Iо*Rос

2разряд: Uвых=-1/4 Iо*Rос

1разряд: Uвых=-1/8 Iо*Rос

0разряд: Uвых=-1/16 Iо*Rос

 

Обозначим информационное слово, записываемое в регистр ЦАП, как последовательность десятичных цифр.

SD: <α3 α2 α1 α0>

αi = ;

Uвых= –(α3*1/2 + α2*1/4+ α1*1/8 + α0*1/16) Iо*Rос

При n→∞ Rэкв≈R Io= UЭ /RЭ

Uвых= –(α3*1/2 + α2*1/4+ α1*1/8 + α0*1/16) UЭ *Rос /RЭ

 

 

SD:=….. {формирование выходного кода}

port[Adr]:=SD; {вывод в регистр с адресом Adr}

 

 

Математическая модель ЦАПа

 

Проходная характеристика ЦАПа дискретизирована по уровню.

Величина шага дискретности (σ):

,

где n – число разрядов.

nреальное=10

 

5.3 Аналого-цифровой преобразователь с динамической компенсацией (АЦП)

Компаратор

ЦАП

Счетчик импульсов

___________ эталон стабилизирующей частоты

G – генератор

& – схема «и»

RG – выходной регистр АЦП

 

Принцип работы поясним диаграммой:

 

φн = φи

 

t=0→ сброс φн < φи Е=1

 

t=t1 φн = φи Е=0 счетчик → RG =1

 

t1 – время преобразования

 

n=8 N*max=255 δ=1/ N*max=0.5% – точность

 

fэ=1кГц t1= N*max∙1/ fэ=256*0,001=0,256с

 

fmax=1/2*1/0.256=2Гц

 

5.4 АЦП с поразрядным уравновешиванием

 

Алгоритм АЦП:

lx |_____________|

β0 |_| = 1

β1 |__| = 2

β2 |____| = 4

β3 |________| =8

β4 |________________| = 16

 

lx ={β4 β3 β2 β1 β0}

1. β4 сравним с lx β4> lx lx ={0 β3 β2 β1 β0}

2. β3 сравним с lx β3< lx lx ={0 1 β2 β1 β0}

3. (lx3) сравним с β2 lx ={0 1 0 β1 β0}

………

5. lx ={0*β4 1*β3 0*β2 1*β1 1*β0} lx ={0 1 0 1 1}

 

Пример:

lx |__________________________________|

l4 |_| = 1

l3 |__| = 2

l2 |____| = 4

l1 |________| =8

l0 |________________| = 16

 

lx< > l0; lx > l0 → lx ={1 x x x x }

(lx - l0)< > l1; (lx - l0) > l1 → lx ={1 1 x x x }

(lx - l0 – l1)< > l2; (lx - l0 – l1) > l2 → lx ={1 1 1 x x }

………….

Электрическая схема

 

 

 

Работу АЦП поясним рисунками:

На интервале времени t1 напряжение соответствует весу разряда α5. Сравнивается с Uвх. Компаратор, обнаружив, что вес этого разряда меньше, чем Uвх, через устройство управления оставляет этот разряд в выходном коде. Память фиксирует этот разряд. На интервале t1–t2 устройство управления дополнительно включает разряд α4. Устройство управления оставляет включенным сигналα4.

Ux={α5 α4 α3 α2 α1 α0}={1 1 0 0 1 0}

В заключение устройство управления перепишет код в выходной регистр.

 

Программистская модель

Абсолютная погрешность: n=8 σ=0.4% Um

n=12 σ=0.02% Um

Относительная погрешность: n=12 ε=0.02%

Характеристика вход-выход для АЦП

 

Получение двуквадрантного АЦП

 

Оценка времени.

 

tпреобр=nT

fэ=1 кГц T=0.001c

tпреобр=12*0.001≈0.01c – не зависит от измеряемого напряжения.

 


– Конец работы –

Эта тема принадлежит разделу:

КОНСПЕКТ ЛЕКЦИЙ ПО ДИСЦИПЛИНЕ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫЕ МАШИНЫ, СИСТЕМЫ И СЕТИ

Механико машиностроительный институт... Кафедра электронного машиностроения... КОНСПЕКТ ЛЕКЦИЙ ПО ДИСЦИПЛИНЕ...

Если Вам нужно дополнительный материал на эту тему, или Вы не нашли то, что искали, рекомендуем воспользоваться поиском по нашей базе работ: Интерфейс токовая петля

Что будем делать с полученным материалом:

Если этот материал оказался полезным ля Вас, Вы можете сохранить его на свою страничку в социальных сетях:

Все темы данного раздела:

Основы сетевых технологий автоматизации. 66
1.Архитектура вычислительных систем ------------- Организация вычислительной системы. Состав устройств и принци

Триггер
Основной элемент, на котором строится работа машины, называется триггер. Триггер -

Наибольшее распространение получила система напряжения TTL (0..5В).
TTL –транзисторно – транзисторная логика. Существуют другие системы: ЭСТЛ, МОП и др.   Интервалы работы устройства: 0…1,4В – низкий

Вентиль (клапан или ключ).
Клапан – по сути логическое “и”. На схеме обозначается - &.  

По принципу передачи данных
параллельный интерфейс – признаком параллельного интерфейса, является передача каждого бита слова по индивидуальной физической линии. Пересылка происходит одновременно по всем линиям.

Внутренние и внешние интерфейсы
Внутренние интерфейсы – не выходящие за рамки системного блока, а внешние – выходящие за рамки. Внутренний интерфейс: ISA- 8 (число “8” обозначает, что линий данных 8), ISA- 16, E

Структура аппаратных средств параллельного порта (SPP)
E (Enable) –разрешение; R (Read) – читать; S (Set) – устанавливать; DR (Data Re

Назначение линий внешнего интерфейса стандартного параллельного порта
  Сигнал Направление Контакт Назначение  

Адресация разрядов интерфейса Centroniсs
  Линии внешнего интерфейса подключены к разрядам регистров параллельного порта, поэтому программная запись в регистры параллельного порта приводит к изменению состояния линии внешнег

Обработка результатов ввода сигналов с параллельного порта
  1. Инверсия А:= not B; {если B = 01011100, то A = 10100011} 2. Логическое “И” (логическое умножение, конъюнкция) А:= B and C; Ре

Альтернативные режимы параллельного порта ПК
  IEEE 1284 – международный стандарт на параллельный порт. Compatibility Mode – режим совместимости. Программный однонаправленный вывод параллельного порта.

Функции BIOS для параллельного порта
  Вопрос в том как узнать базовый адрес параллельного порта. Базовая система ввода-вывода BIOS имеет область данных Data Ared memory

Физическая реализация родственных интерфейсов
  В последовательном интерфейсе далеко не всегда используют двуполярные сиг­налы RS-232C — это неудобно, хотя бы из-за необходимости использования двуполярного питания приемопередатчи

Назначение линий внешнего интерфейса RS-232
  Название № контакта DB9 № контакта DB25 Назначение TD

Управление потоками данных через интерфейс RS-232
Для управления потоком данных (Flow Control) могут использоваться два варианта протокола — аппаратный и программный. Аппаратный протокол управления потоком RTS/CTS (hardwa

Ресурсы и адресации
  PD, младший адрес Base – адрес адресное пространство COM – порта $3F8, $2F8, $3E8,

Управление скоростью передачи
V, Бод Н – код DN ... ... 115200/12 = 9600 00

Формат слова управления прерываниями
Бит Назначение «1» – разрешает прерывание по окончании приема; «0» – запрещает прерывание

Фрагмент передачи символов
TimeOut:=MemW[$40:$6C]; {двухбайтная переменная TimeOut хранит время старта программы} repeat status:=port[Base +5]; {xx?x’xxxx- 1– можно писать

Программа приема байта
TimeOut:=100; {соответствует ожиданию прихода символа τ=100*55*10-3=5,5с} TimeStsrt:=MemW[$40:$6C] repeat status:=port[Base +5]; {код состояния порта}

Основы сетевых технологий автоматизации
--------------- Ограничения и области применения многопроцессорных систем в задаче автоматизации процессов. Особенности организации рабочих станций и серверов, многомашинные комплексы, ста

Сигналы магистрали ISA
SA0..SA19 Адресуемое пространство 16 МБ. Для внешних устройств используются 16 младших линий: JBB(адресов) 64К Селектор адреса настроен на SA0..SA9 – 1024 адреса

Циклы программного обмена с устройствами ввода-вывода
Цикл чтения начинается с выставления адреса на шину данных и сопровождается стробом BALE.

Хотите получать на электронную почту самые свежие новости?
Education Insider Sample
Подпишитесь на Нашу рассылку
Наша политика приватности обеспечивает 100% безопасность и анонимность Ваших E-Mail
Реклама
Соответствующий теме материал
  • Похожее
  • Популярное
  • Облако тегов
  • Здесь
  • Временно
  • Пусто
Теги