Поиск по базе сайта:
Проектирование измерительных систем на основе нвл-08 icon

Проектирование измерительных систем на основе нвл-08




НазваПроектирование измерительных систем на основе нвл-08
Сторінка1/6
Дата конвертації26.11.2013
Розмір0.71 Mb.
ТипМетодические указания
  1   2   3   4   5   6
1. /ISP DAS 081201.doc
2. /pci express.doc
3. /ris_int07.doc
4. /stup345.pdf
5. /wopint_08.doc
6. /Методичка по НВЛ08_050602.DOC
7. /Методичка по НВЛ08_081024.DOC
8. /Обзор.doc
9. /Парал_интерф/CompactPCI,PC104/Отчет.doc
10. /Парал_интерф/IEEE 1284_2.doc
11. /Парал_интерф/ISA.doc
12. /Парал_интерф/pci/pci-20/1.DOC
13. /Парал_интерф/pci/pci-20/2.DOC
14. /Парал_интерф/pci/pci-20/3.DOC
15. /Парал_интерф/pci/pci-20/4.DOC
16. /Парал_интерф/pci/pci-20/5.DOC
17. /Парал_интерф/pci/pci-20/6.DOC
18. /Парал_интерф/pci/pci-20/7.DOC
19. /Парал_интерф/pci/pci-20/8.DOC
20. /Парал_интерф/pci/pci-20/9.DOC
21. /Парал_интерф/pci/pci-20/CH1-3.DOC
22. /Парал_интерф/Спецификация PX1.doc
23. /Парал_интерф/Стандарт IEEE 1284.doc
24. /Парал_интерф/реферат по интерфейсам.doc
25. /Парал_интерф/хар_парал.инт.doc
26. /Послед_интерф/PCI_EXpr.doc
27. /Послед_интерф/RS485 для чайников.doc
28. /Послед_интерф/USB.doc
29. /Послед_интерф/Wi Fi.doc
30. /Послед_интерф/ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ ИНТЕРФЕЙСА USB.doc
31. /Послед_интерф/Реферат по ИРДА.doc
32. /Послед_интерф/стандарт CAN/Aldis.doc
33. /лит_инт.doc
34. /рб_пр_интерф_07.doc
С. П. Королева архитектура автоматизированных систем на основе модулей icp das серии i-7000
Курсовой проект «Интерфейс pci express»
Мс –модули сети, а адаптер, устройство согласования, цп
Вопросы по курсу "Интерфейсы асоиу" Общие вопросы организации интерфейсов
Проектирование измерительных систем на основе нвл-08
С. П. Королева проектирование измерительных систем на основе Многофункционального устройства нвл-08
Тема номера
Документация по интерфейсам: Compactpci, MicroPC, pc/104, pc/104+ Пояснительная записка к курсовому проекту по курсу "Интерфейсы асоиу"
Интерфейс ieee-1284
Интерфейс isa методические указания к курсу лекций «Интерфейсы автоматизированных систем обработки информации и управления» Самара 2005 Составитель: Иоффе Владислав Германович удк 681. 3 Интерфейс isa
Спецификация локальной шины pci
Реализация Хронология реализации
Реализация 0
Функционирование шины
Электрическая спецификация
Конструктивная спецификация
Руководство по системному проектированию pci, реализация 6, действует с 1 ноября 1992 года. Объединение запросов по техническим изменениям (ecrs)
Реализация 0
Диапазон сигнала Сопутствующие документы
Введение Содержание спецификации
Введение 2 Цель разработки 2 Терминология 3 Полезные ссылки 3 Обзор архитектуры pxi 3
С. П. Королева Стандарт ieee 1284 Подготовили: Есипов С. Б. Громов А. Е. Преподаватель: Иоффе В. Г
Министерство науки, высшей школы и технической политики российской федерации комитет по высшей школе самарский государственный аэрокосмический университет им. С. П. Королева факультет №6 Кафедра
Основные характеристики параллельных интерфейсов
Курсовой проект «Интерфейс pci express»
Ооо "Маяк": разводка печатных плат, разработка электронных систем управления
1. Общая характеристика 5 Структура usb 6
Пояснительная записка к курсовому проекту по дисциплине «Интерфейсы асоиу» на тему: «Интерфейс Wi Fi»
Преобразователи интерфейса usb на микросхемах ft8U232AM, ft8U245AM
Протокол связи IrDA
Протокол был разработан фирмой Robert Bosch GmbН для использования в автомобильной электронике, отличается повышенной помехоустойчивостью, надежностью и обладает следующими возможностями
Литература Основная литература
Федеральное агентство по образованию государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «самарский государственный аэрокосмический университет имени академика С. П. Королева»


Министерство образования и науки российской федерации


Федеральное агенТство по образованию


Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«Самарский государственный аэрокосмический

университет имени академика С.П.КОРОЛЕВА» (СГАУ)


Проектирование измерительных систем на основе

НВЛ-08


Методические указания к лабораторным работам по курсу

«Интерфейсы АСОИУ»


Самара, 2005


ОГЛАВЛЕНИЕ




ВВЕДЕНИЕ

4

1.

Многофункциональное устройство НВЛ 08

4

2.

Технические характеристики устройства

5




2.1.

Аналоговый ввод

5




2.2.

Аналоговый вывод

5




2.3.

Цифровой ввод

5




2.4.

Цифровой вывод

5

3.

Структурная схема устройства

5

4.

Программная модель устройства НВЛ 08

9




4.1.

Программирование цифрового ввода/вывода

9




4.2.

Программирование ЦАП

9




4.3.

Программирование АЦП

10

5.

Калибровка устройства

11

6.

Установка перемычек на устройстве НВЛ 08

11

7.

Алгоритмы управления устройством

12




7.1.

Программирование цифрового ввода/вывода

12




7.2.

Программирование аналогового выхода

13




7.3.

Программирование АЦП

13

8.

АНАЛИЗ И ФОРМИРОВАНИЕ ЧАСТОТНО-ВРЕМЕННЫХ СИГНАЛОВ

16




8.1.

Измерение моментов и длительностей интервалов времени

18




8.2.

Реализация временных задержек

19

9.

Ввод/вывод по прерыванию

27

10.

Особенности программирования в MS-DOS

33

11.

Особенности программирования в MS-Windows

33




11.1.

Доступ к портам ввода-вывода

34




11.2.

Доступ к памяти по физическим адресам

34




11.3.

Обработка прерываний

35




11.4.

«Универсальные» драйверы

36

Список использованных источников

39

П.1.

Таблица векторов прерываний

40

П.2.

Программируемый таймер INTEL 8253/8254

(КР 580ВИ53/ВИ54)

44

П.3.

Программируемый контроллер прерываний

INTEL 8259A (КР 580 ВИ59A)

52

ВВЕДЕНИЕ


Магистраль ISA долгое время являлась основным средством ввода-вывода информации в ПЭВМ для устройств среднего и малого быстродействия.

В последних разработках ПЭВМ на материнских платах слоты ISA отсутствуют. Однако они широко распространены в старых ПЭВМ, жизненный цикл которых закончится через 5-6 лет. Архитектура магистрали ISA также используется в промышленных системах.

Одним из направлений развития промышленных систем является использование идеологии интерфейсов персональных компьютеров. Преимуществом подобного направления является снижение стоимости и времени разработки систем, так как обеспечивается полная архитектурная и программная совместимость с соответствующими интерфейсами.

Особенностью промышленных магистрально-модульных систем (ММС) являются повышенные требования:

  • к условиям эксплуатации (расширенный температурный диапазон, воздействие вибраций, пыле – влагоустойчивость, загазованность и так далее),

  • к конструктивной и электрической надежности,

  • времени восстановления,

  • энергопотреблению,

  • габаритам.

Необходимыми требованиями являются также возможность «горячего» подключения модулей и принцип автоконфигурации.

На основе PCI разработан промышленный интерфейс CompactPCI, а интерфейсы РС 104 и MicroPC поддерживают идеологию ISA.

В настоящее время промышленность выпускает большое количество модулей в стандартах ISA, PC104 и MicroPC.

Поэтому изучения принципов организации модулей в стандарте ISA до сих пор не потеряло свою актуальность.

Методические указания могут быть полезны при проведении лабораторных работ с использованием устройства NVL08, курсовом и дипломном проектировании.


1. Многофункциональное устройство НВЛ 08


Многофункциональное устройство NVL08 выполнено в стандарте ISA и предназначено для работы в составе ПЭВМ типа IBM PC AT.

Устройство NVL08 выполняет следующие функции:

  • аналого-цифровое преобразование;

  • цифро-аналоговое преобразование;

  • цифровой ввод/вывод;



2. ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ УСТРОЙСТВА


2.1. Аналоговый ввод

Разрядность – 12 бит;

Время преобразования АЦП – 4 мкс;

Количество каналов – 8 дифференциальных или 16 потенциальных;

Диапазон входных напряжений (полная шкала) ±5V;

Предельное входное напряжение ±12V;

Время установления устройства выборки-хранения УВХ – не более 3 мкс;

Производительность устройства в составе IBM PC AT 20 MГц – 100000 выборок/c;

Режим запуска АЦП – программный;

Способ ввода информации из АЦП – программный и по прерыванию.


2.2 Аналоговый вывод

Разрядность цифроаналогового преобразователя ЦАП – 12 бит;

Время установления сигнала на выходе ЦАП ≤ 5 мкс;

Количество каналов – 1;

Диапазон выходного напряжения ±5.12V;

Нелинейность ±0.1%.


2.3 Цифровой ввод

Количество входных линий – 8 (уровень ТТЛ).


2.4 Цифровой вывод

Количество выходных линий – 8 (уровень ТТЛ). Линии обладают повышенной нагрузочной способностью (до 30 мA. на линию).


3 СТРУКТУРНАЯ СХЕМА УСТРОЙСТВА


Функционально устройство NVL08 разделяется на блок связи с интерфейсом (БСИ) ISA и функциональный блок (ФБ), объединенные внутренней магистралью.

БСИ выполняет согласование магистрали ISA и внутренней магистрали устройства NVL08. В функции БСИ входит: дешифрация адресов программно доступных регистров устройства и формирование управляющих сигналов для организации взаимодействия ФБ и ПЭВМ. Базовый адрес устройства (200h, 220h, 300h)устанавливается с помощью перемычек (см. рис. 1).

БСИ обеспечивает программный способ ввода-вывода по сигналу готовности и ввод-вывод по прерыванию. Используемые входы запроса прерывания (IRQ4, IRQ5, IRQ6, IRQ10, IRQ11) устанавливаются перемычками, расположенными на плате устройства.

Функциональный блок состоит из:

  • преобразователя аналогового сигнала в цифровой код, состоящего из аналогового мультиплексора (коммутатора), буферного дифференциального усилителя, устройства выборки-хранения, интегрального АЦП, источника опорного напряжения и устройства управления,

  • преобразователя цифрового сигнала в аналоговый, в состав которого входят буферный регистр входного кода, интегральный ЦАП, преобразователь ток-напряжение и источник опорного напряжения,

  • схемы цифрового ввода/вывода, обеспечивающей прием на шину данных ISA и буферизированную передачу цифровых сигналов, разрядностью до 8 бит.

Аналоговый мультиплексор может работать в режимах коммутации потенциальных сигналов (16 каналов) и дифференциальных (8 каналов). Режим коммутации задается перемычками.

Упрощенная структура устройства приведена на рисунке 1, где ДШБА – дешифратор базового адреса устройства, ФСУ – формирователь сигналов управления, ФШД – формирователь шины данных, ТП – триггер прерываний, ДША Рг – дешифратор адреса программно доступных регистров, АЦП – аналого-цифровой преобразователь, РгД АЦП – регистр данных АЦП, УВЗ – устройство временной задержки, УВХ – устройство выборки-хранения, ИДУ – инструментальный дифференциальный усилитель, АМ – аналоговый мультиплексор, РгАМ – регистр адрес мультиплексора, ЦАП – цифро-аналоговый преобразователь, РгЦАП – регистр ЦАП, РгВых – выходной регистр, РгВх – входной регистр, ШД – внутренняя шина данных, Пi – группы перемычек.

Блок связи с интерфейсом состоит из ДШБА, ФСУ, ФШД, ТП, ДША Рг.

Сигналы выборки CS0, CS2, CS4, CS6 программно доступных регистров формируются при выполнении команд ввода-вывода с помощью дешифраторов ДШБА, ДША Рг. Сигнал AEN* формируется контроллером прямого доступа к памяти (ПДП) и блокирует работу модуля, если выполняется режим ПДП. Базовый адрес модуля может быть изменен с помощью перемычек П1.

Формирователи ФСУ, ФШД служат для увеличения нагрузочной способности соответствующих линий интерфейса ISA и защиты магистрали от возможных неисправностей в модуле.





Формирование запроса прерываний выполняет ТП. При включении модуля сигнал RESET сбрасывает выход ТП в нуль. В момент готовности АЦП триггер устанавливается в единицу, формируя фронт сигнала запроса прерываний. Сброс запроса выполняется при чтении РгД АЦП с помощью микросхем DD1, DD2. Установка требуемого вектора осуществляется переключателем П2.

Запуск АЦП выполняется DD3, выходной сигнал которой фиксирует текущее значение входного напряжения в УВХ и с некоторой задержкой начинает цикл преобразование в АЦП поразрядного уравновешивания. В момент окончания цикла преобразования в РгД АЦП фиксируется сигнал готовности (Гот.), сигнал перегрузки (Пер.) и результат измерения.

Считывание данных может быть выполнено с помощью анализа бита готовности, по прерыванию или синхронного чтения РгД АЦП. Так как время преобразования АЦП поразрядного уравновешивания не зависит от уровня входного сигнала, то цикл синхронного опроса определяется быстродействием АЦП, пропускной способностью магистрали ISA и временными задержками, связанными с формированием и анализом используемых сигналов.

Коммутация каналов выполняется РгАМ и мультиплексорами АМ. Режим работы мультиплексора (потенциальный или дифференциальный) устанавливается при одновременном переключении П3 и П4.

На структурной схеме переключатели установлены в режим дифференциального преобразования, достоинством которого является большая помехозащищенность и возможность работы с изолированными источниками сигналов.

Управление цифроаналоговым преобразователем и дискретным вводом-выводом особенностей не имеет и не требует дополнительных пояснений.

Внешние сигналы модуля выведены на разъем пользователя, назначение контактов которого представлено на рисунке 2:




где AIN0..7 и BIN0..7 – входные аналоговые сигналы при дифференциальном включении, BIN0..7 соответствуют сигналам AIN8..15 при одиночном включении, ANOUT – выход цифро-аналогового преобразователя, DIN0..7 – цифровые входы, DOUT0..7 – цифровые выходы, GND – общий провод.


4. ПРОГРАММНАЯ МОДЕЛЬ УСТРОЙСТВА НВЛ 08


Программно устройство NVL08 представляется в виде ряда адресов регистров в адресном пространстве IBM PC AT. Абсолютный адрес каждого регистра NVL08 определяется как сумма базового адреса и смещения. С помощью перемычек на плате NVL08 базовый адрес может принимать следующие значения 200h, 220h, 300h. Это позволяет устанавливать NVL08 на любое «свободное» адресное место в IBM PC AT или же устанавливать до трех устройств в одну IBM PC AT. Адреса смещений постоянны.


4.1. Программирование цифрового ввода/вывода

Прием байта из буфера цифрового порта (выводы 11,12,13,14,15,16,17,18 внешнего разъёма устройства NVL08) осуществляется операцией чтения байта по адресу BASE + 06h, где BASE – базовый адрес (устанавливается при поставке 300h), 06h – смещение. Таким образом, адрес регистра порта цифрового ввода равен 300h + 06h = 306h.

Запись байта в буфер порта цифрового вывода (выводы 29,30,31,32,33,34,35,36 внешнего разъёма устройства NVL08) осуществляется операцией записи байта по адресу BASE + 06h. Информация в этом буфере будет храниться до следующей операции записи по указанному адресу.


4.2. Программирование ЦАП

Выходное напряжение ЦАП устройства NVL08 при настройке устанавливается таким образом, что максимальный размах напряжений равен ±5.12 В, причем минимальному напряжению –5.12 В. соответствует код 0000h, записанный по адресу BASE + 04h (вывод 9 внешнего разъема устройства NVL08), а напряжению +5.12 В соответствует код 0FFFh, записанный по тому же адресу. Нулевое напряжение на выходе ЦАП должно установиться при записи кода 2047.

Код записывается в регистр ЦАП и храниться там до следующей операции вывода.

При программировании необходимо учитывать, что регистр ЦАП 16-разрядный


4.3. Программирование АЦП

При программировании АЦП необходимо выполнить следующие операции: указать номер канала аналогового мультиплексора, запустить АЦП, зафиксировать окончание цикла преобразования, считать код АЦП.

Программное управление мультиплексором осуществляется путем записи в регистр номера канала по адресу BASE + 02h байта с кодом номера канала, напряжение на входе которого надо измерить.

В устройстве NVL08 предусмотрен программный режим запуска АЦП. Для этого необходимо записать любое число по адресу BASE + 00h.

Окончание цикла преобразования АЦП может быть зафиксировано тремя способами:

  • Опрос бита готовности (асинхронный способ). Бит готовности фиксируется в 12 разряде регистра АЦП, находящегося по адресу BASE + 00h . Этот разряд после запуска устанавливается в логическую «1», а после окончания цикла преобразования сбрасывается в состояние логического «0»;

  • Организация задержки опроса на время преобразования после команды запуска (синхронный способ). Задержка может быть выполнена программно или с помощью системного таймера.

  • По прерыванию. После окончания цикла преобразования АЦП формируется запрос прерывание на одной из следующих линий: IRQ4, IRQ5, IRQ6, IRQ10 или IRQ11. Номер линии прерывания выбирается с помощью перемычки на плате. Запрос на прерывание автоматически сбрасывается при чтении регистра с адресом BASE + 00h.

Действительное значение кода АЦП, соответствующее измеряемому напряжению, формируется в буферном регистре с адресом BASE + 00h в разрядах с 0 по 11.

13 разряд регистра BASE + 00h фиксирует перегрузку по входу. Если 13 разряд равен лог. «1», входной сигнал во время преобразования превышал входной диапазон АЦП.

Разряды 14 - 15 этого регистра не используются и их необходимо принудительно обнулять после приема кода АЦП.

Таким образом, 16-разрядный регистр BASE + 00h выполняет функции регистра данных и регистра состояния.


5. КАЛИБРОВКА УСТРОЙСТВА

Устройство имеет четыре органа настройки:

  • смещение АЦП;

  • чувствительность АЦП;

  • смещение ЦАП;

  • размах выходного сигнала ЦАП;

Процедуру калибровки удобно производить, используя тестовую заглушку, распаянную по ниже-прилагаемому описанию. В тестовой заглушке нулевой канал АЦП замкнут на общий провод, на канал 1 подается напряжение с внешнего источника (стабилитрон с заранее известным Uст.), на канал 2 подается выход ЦАПа, а на остальные каналы – напряжения от внешнего источника (желательно от батарейки) с использованием делителей.

Следует отметить, что после включения питания необходимо выждать около 15 мин для вхождения в режим.

Сначала настраивают смещение АЦП резистором R1 по каналу, замкнутому на общий провод. Затем подстройкой резистора R2 производят калибровку по каналу с известным напряжением. Теперь можно приступить к настройке ЦАПа, используя настроенный АЦП.

Резистором R3 устанавливают нулевое напряжение на выходе ЦАП (четвертое число в строке настройки), резистором R4 устанавливают размах выходного напряжения ЦАП ±5.12V, Расположение регулировочных резисторов указано на рис. 3.


6. УСТАНОВКА ПЕРЕМЫЧЕК НА УСТРОЙСТВЕ НВЛ 08




С помощью перемычек на устройстве НВЛ 08 производятся следующие переключения:

  • Установка базового адреса (при поставке 300h);

  • Установка номера прерывания, формируемого после окончания цикла преобразования АЦП (при поставке IRQ5);

  • Установка типа входных линий. Переключаются две перемычки одновременно! (При поставке – дифференциальный вход.);

  • Расположение перемычек указано на рисунке 3.
  1   2   3   4   5   6




Схожі:




База даних захищена авторським правом ©lib.exdat.com
При копіюванні матеріалу обов'язкове зазначення активного посилання відкритою для індексації.
звернутися до адміністрації