Устройства связи с объектом - Авдеев В.А. и др., 2001

Устройства связи с объектом (УСО) осуществляет сопряжение ЭВМ с объектом управления, выполняет прием аналоговых и дискретных сигналов, выдачу команд на аналоговые и цифровые устройства, преобразование сигналов (аналого-цифровые, цифроаналоговые, логическое, форматов данных), согласование электрических характеристик различных линий, контроль данных и т.д.

УСО предназначены для управления технологическим оборудованием, приводами роботов, станками и другими производственными процессами, применения в системах сбора и распределения информации, управления лабораторными устройствами с использованием различных приборных интерфейсов и т.д.

Устройство связи с объектом выполняет функции распределения и сбора аналоговой и цифровой информации. На рис. 12.17 представлена обобщенная схема УСО.

В состав УСО входят: АЦП, ЦАП, блок цифрового ввода (БЦВв) и блок цифрового вывода (БЦВыв), соединенные соответственно с датчиками (ДАТ) и исполнительными устройствами (ИСУ), представляющие собой объект (ОБТ) управления. Различают два подхода при построении многоканальных блоков сбора данных: аналоговое мультиплексирование и цифровое мультиплексирование. При реализации первого подхода используют АЦП с аналоговым мультиплексором, к которому подключаются разнообразные датчики и измерительные преобразователи. Для второго подхода является характерным параллельное преобразование и цифровое мультиплексирование, т.е. каждый канал содержит АЦП, выходы которых подключены к цифровому мультиплексору. В этом случае можно использовать менее быстродействующие АЦП и получить большую частоту дискретизации по каждому каналу.

Рассмотрим в качестве примера упрощенную схему УСО (рис. 12.18), содержащую 8-разрядный ЦАП (см. рис. 12.8) и 16-канальный АЦП (см. рис. 12.15).

УСО содержит 5 портов, доступ к которым представлен в табл. 12.1.

Адрес	Порты	Операция	Сигналы ДшУС
210h	АЦП	W/R	, ЧтАЦП
211h	РУ	W
212h	ТР	W
213h	EOC	R	ЧтEOC
213h	ЦАП	W

Регистр управления (РУ) предназначен для установки битов разрешения старта АЦП (РС) и прерывания (РП). Таймер(ТР), реализованный на базе микросхемы 18253, в которой используется только счетчик 2, необходим для программирования шага дискретизации аналоговой переменной. Формирователь сигнала пуска АЦП (ФСП) с учетом шага дискретизации вырабатывает короткие по длительности импульсы, запускающие АЦП на преобразование аналогового сигнала. ЦАП доступен по записи со стороны процессора, который выводит байт данных для преобразования его в аналоговую величину. Для доступа к портам используется дешифратор адреса (ДшА), декодирующий старшую (общую для всех портов) часть адреса (разряды А2-А9),и дешифратор управляющих сигналов (ДшСУ), выбирающий порты УСО с помощью разрядов А0 и А1 и вырабатывающий для них сигналы записи (Зп) или чтения (Чт). Работа АЦП заключается в следующем. Системный процессор осуществляет выбор аналогового входа АЦП, передавая код его номера на входы А0-А3, запись которого осуществляется сигналом ЗпАЦП ДшУС. Затем разрешается формирование синхросигналов Пуск путем установки соответствующего бита РС РУ. Синхросигнал Пуск разрешает работу АЦП по преобразованию аналоговой переменной выбранного входа. После этого через прерывание или опрос сигнала ЕОС (конец преобразования) выполняется ввод полученного цифрового кода, который считывается сигналом ЧтАЦП, вырабатываемым ДшУС, при выполнении процессором команды IN, содержащей адрес 3С0Н. Сигнал прерывания IRQ10 устанавливается буферным формирователем (БФ) при наличии разрешения прерывания (РП) со стороны процессора и сигнала ЕОС. Назначение УВ/Х было описано ранее. Делитель частоты (ДЧ) выполняет деление частоты BCLK с целью получения синхросигналов, координирующих работу блоков УСО.

С целью упрощения схемы см. рис. 12.18 в ней отсутствуют цифровые каналы ввода и вывода.

12. Устройства связи и преобразования информации

12.7. Устройства связи с объектом