Статья - Программируемые логические интегральные схемы в модулях фирмы Fastwel, страница 2

Возможно формирова!ние маскируемых прерываний от группвходов.В сочетании с модулями УСО фирмыGrayhill ПЛИС могут обеспечиватьтакже ввод и вывод аналоговых сигна!лов. Модули аналогового ввода серии81www.cta.ru© 2001, CTA Тел.: (095) 2340635 Факс: (095) 2321653 http://www.cta.ruВ ЗАПИСНУЮ КНИЖКУ ИНЖЕНЕРАТаблица 1. Перечень наиболее популярныхуниверсальных схем («прошивок»)КодНазначениеP5524канальный порт вводавыводаN04Формирователь прерываний по событиямс программируемым антидребезгомG00Цифроаналоговый интерфейс модулейУСО Grayhill, Opto22 и т.п.G01, G11,N00Цифроаналоговый интерфейс оптомодулей УСО Grayhill серий 70L/73LN03Цифрочастотный интерфейсN02, Q02Формирователи сигналов ШИМX30, X3232разрядные счетчики импульсовшифратораС0024 16разрядных счетчикас переключаемым значением задержкиантидребезга счетного входаQ00Восемь программнонастраиваемыхгенераторов частотыT00Четыре 16разрядных таймераX00, X01Прецизионные измерители частотыX20Четыре измерителя частоты и измерительфазыX02Три усредняющих измерителя частотыX04Измеритель частоты с программируемойчастотой заполненияX11Восемь измерителей частоты диапазона0,825 кГцX12Восемь измерителей частоты диапазона0,4500 Гц70G фирмы Grayhill содержат преобра!зователь напряжения в частоту.

Его вы!ходной сигнал имеет вид последова!тельности прямоугольных импульсовамплитудой около 5 вольт. Частота им!пульсов линейно зависит от значениявходного сигнала и меняется в диапа!зоне от 14 до 72 кГц. «Прошивки» G00,G01, G11, N00 осуществляют преобра!зование частоты в код, избавляя отэтой «рутинной работы» процессор.Модули аналогового вывода содержатЦАП, управляемый последовательнымкодом, который формируется модулемUNIOxx!5 из параллельного. Преобра!зование также производится без учас!тия процессора.Следующая группа «прошивок» —N02, Q02, X30, X32 (формирователисигналов ШИМ и преобразователисигналов поворотных шифраторов) —находит применение в основном в сис!темах управления электроприводом.Как видно из таблицы 1, на ПЛИСмогут быть реализованы также различ!ные генераторы, счетчики и измерите!ли частоты.

Более подробную инфор!мацию, в том числе руководство поль!зователя на русском языке для каждойиз упомянутых «прошивок», можнонайти по адресу ftp://prosoft.ru.З АКАЗНЫЕСХЕМЫПри необходимости специалистамифирмы ПРОСОФТ по заказам пользо!вателей модулей UNIOхх!5 и CPU188!5могут быть разработаны специальные«прошивки». Разработка производитсяв соответствии с предоставляемыми за!казчиком исходными данными: техни!ческим заданием и принципиальнойсхемой или описанием алгоритмафункционирования.Разумеется, при разработке техничес!кого задания необходимо учитывать оп!ределенные ограничения на объем и ко!личество входов!выходов реализуемогоустройства. Допустимый объём можноориентировочно оценить, рассматриваяаналоги, перечисленные в таблице 1.Каждый из логических выводов внеш!них разъемов может быть сконфигури!рован как вход, выход или двунаправ!ленный с тремя состояниями.

Уровеньвходных сигналов — КМОП/ТТЛ, вы!ходных — КМОП с нагрузочной спо!собностью до 8 мА. Путем установки со!ответствующих съёмных перемычек всевыводы могут быть «привязаны» к уров!ню 0 или +5 В через резисторы 10 кОм.На базе UNIOхх!5 с заказными «про!шивками» могут быть реализованы идовольно необычные проекты.

Напри!Таблица 2. Аксессуары и вспомогателные изделия для модулей фирмы Fastwel82НаименованиеНазначениеИзготовительСМА26Соединительный кабельOctagon SystemsSTB26Клеммная плата с винтовыми зажимамиOctagon SystemsLCDIFBПлата сопряжения с ЖКиндикатором и клавиатуройOctagon SystemsDPIFBПлата сопряжения с индикатором серии DP и клавиатуройOctagon SystemsTBD100Клеммная плата со светодиодными индикаторамиOctagon SystemsTB26Клеммная плата с пружинными зажимами WAGOFastwelTBI24/0Клеммная плата гальванической развязки дискретных входовFastwelTBI0/24Клеммная плата гальванической развязки дискретных выходовFastwelTBI16/8Комбинированная плата дискретного вводавыводаFastwelTBI16L, TBI24LС Клеммные платы для установки модулей гальванической развязкиGrayhill 70L, 73LFastwelMPBxxOctagon Systemswww.cta.ruКлеммная плата для установки модулей развязки Grayhill, Opto22мер, автономные логические устройст!ва, способные выполнять свои функ!ции просто «лежа на столе» (разумеет!ся, при наличии питания).

В этом слу!чае модуль UNIOхх!5 устанавливаетсяв компьютер только на время загрузкиконфигурационной информации.П РОГРАММНОЕОБЕСПЕ ч ЕНИЕС точки зрения программиста, внезависимости от реализуемых функцийвсе «прошивки» организованы одина!ково. Каждая из них содержит 16 про!граммно!доступных 8!разрядных реги!стров, расположенных в области вво!да!вывода.

Адреса регистров —BA+0h…BA+Fh (ВА — базовый адресмодуля). Адреса BA+Eh и BA+Fh заре!зервированы для служебных регистров,в них хранится идентификационныйкод «прошивки». Код может быть про!читан при запуске программ isp.com иisl.com без параметров. При необходи!мости количество регистров можетбыть увеличено за счет использованиябанкирования (как это сделано, напри!мер, в «прошивке» С00). Каждый мо!дуль может использовать 5 линий пре!рывания (IRQ3…7) и линию запросаканала DMA.

Линии прерывания иDMA являются разделяемыми, то естьвозможно использование одной линиинесколькими модулями.В описания универсальных схемвключены примеры программ на языкеС. Наиболее популярные «прошив!ки» — G00, G01, C00, T00 — поддержи!ваются пакетом программированияUltraLogik.А КСЕССУАРЫ ,ВСПОМОГАТЕЛЬНЫЕ ИЗДЕЛИЯУдобство использования того илииного изделия во многом определяетсяего совместимостью с существующейшироко распространенной аппарату!рой: контроллерами, датчиками, ис!полнительными механизмами, — а приотсутствии прямой совместимости —набором вспомогательных устройств иКлеммные платы TB20/ТВ26/TB34СТА 3/2001© 2001, CTA Тел.: (095) 2340635 Факс: (095) 2321653 http://www.cta.ruВ ЗАПИСНУЮ КНИЖКУ ИНЖЕНЕРАадаптеров, которыми снабжает его из!готовитель.

В этом смысле модулифирмы Fastwel обеспечены всем необ!ходимым, перечень совместимых с ни!ми изделий приведен в таблице 2.Клеммные платы могут устанавли!ваться как на монтажную панель, так ина стандартный 35 мм DIN!рельс.П РИМЕРЫИСПОЛЬЗОВАНИЯПРОГРАММИРУЕМЫХМОДУЛЕЙ ВВОДА ВЫВОДАF ASTWELВ качестве примера можно рассмот!реть устройство для измерения темпе!ратуры, реализованное на базе изделийфирмы Fastwel и модулей УСО Grayhillсерии 73L (рис.

2).В сочетании с изделиями Fastwel:объединительной платой TBI!16L, со!единительными кабелями и модулемсбора данных UNIOxx!5 или эмулиру!ющим его блоком в составеCPU188!5 — модули Grayhill серии 73Lявляются весьма привлекательной аль!тернативой модулям 5B фирмы AnalogDevices. Привлекательность этого ва!рианта не ограничивается финансовойстороной, хотя приведённая стоимостьканала почти в два раза ниже, чем прииспользованиимодулейAnalogDevices. Стоит обратить внимание так!же на то, что основные изделия, обра!зующие измерительный канал, состав!ляют завершённый комплект, доступ!ный от одного поставщика. Благодаряэтому пользователь избавляется от за!бот по обеспечению электрической,электромагнитной и функциональнойсовместимости составных частей уст!ройства.С точки зрения экономии вычисли!тельных ресурсов системы, показатель!ным является пример использованиямодулей Fastwel для подсчёта числаоборотов вращающегося вала.

Как пра!вило, эта задача сводится к подсчётуимпульсов, формируемых поворотнымшифратором. Для решения этой задачиразработано несколько «прошивок»,отличающихся, в основном, количест!вом обслуживаемых каналов ввода ин!формации.Рассмотрим один из характерныхпримеров — «заказную» схему b07.Схема обеспечивает подсчет импуль!сов, поступающих от четырех шифра!торов типа Omron E6A или аналогич!ных. Функциональная схема «прошив!ки» приведена на рис. 3.Схема содержит следующие функци!ональные блоки:СТА 3/2001Условные обозначения:1 – термопара; 2 – клеммная плата TBI16L с модулями аналогового ввода Grayhill 73L;3 – кабель CMA26; 4 – модуль UNIOxx5 или CPU1885; 5 – каркас MicroPC.Рис.

2. Устройство для измерения температуры, реализованное на базе изделий фирмыFastwel и модулей УСО GrayhillУсловные обозначения:А, В – входы счётчиков; СТ – счётчик; MS – коммутатор; SA – селектор адреса.Рис. 3. Заказная схема подсчёта импульсов от четырёх шифраторов типа Omron E6AУсловные обозначения:1 – поворотный шифратор; 2 – клеммная плата с опторазвязкой TBI24/0; 3 – кабель CMA26;4 – модуль UNIOxx5 или CPU1885; 5 – каркас MicroPC.Рис. 4. Временные диаграммы сигналов и общая схема устройства для подсчёта числаоборотов вала83www.cta.ru© 2001, CTA Тел.: (095) 2340635 Факс: (095) 2321653 http://www.cta.ruВ ЗАПИСНУЮ КНИЖКУ ИНЖЕНЕРАчетыре 32!разрядных реверсивныхсчетчика (CT1…CT4);● два коммутатора байтов (MS1 и MS2);● коммутатор банков (MS3);● селектор адреса (SA).Сигналы от каждого из четырёх ши!фраторов поступают на входы А и В со!ответствующего счетчика.

Сигналыпредставляют собой синхронные по!следовательности прямоугольных им!пульсов. Фаза последовательности Всдвинута на +90° или –90° относитель!но фазы последовательности А. Знаксдвига зависит от направления враще!ния вала шифратора (рис. 4). Счётчикипроизводят подсчет отрицательныхфронтов импульсов А. При положи!тельном значении сдвига фазы проис!ходит увеличение содержимого счётчи!ка, при отрицательном — уменьшение.Счётчики сгруппированы в два бан!ка: СТ1, СТ2 — нулевой банк; СТ3,СТ4 — первый банк.Считывание содержимого счетчиковпроизводится по адресам:● BA+0, BA+1, BA+2, BA+3 — считы!вание 4 байтов 1!го (нулевой банк)или 3!го (первый банк) счетчика;● BA+4, BA+5, BA+6, BA+7 — считы!вание 4 байтов 2!го (нулевой банк)или 4!го (первый банк) счетчика;Переключение банков производитсяпри обращении (безразлично, по запи!си или чтению) к адресам BA+12(включается нулевой банк) и BA+13(включается первый банк).При обращении (безразлично, по за!писи или чтению) к адресам с BA+8 поВА+11 производится сброс соответст!венно 1!4 счетчиков.●З АКЛЮЧЕНИЕВ статье показаны лишь некоторыеиз возможных применений тех изделийфирмы Fastwel, которые имеют в своемсоставе программируемые пользовате!лем логические интегральные схемы.Гибкая функциональность, широкаягамма доступных для использования«прошивок», а также возможность раз!работки заказных «прошивок», опти!мизированных для конкретных приме!нений, во многих случаях делают опи!санные в статье модули поистине неза!менимыми.

●Авторы — сотрудники фирмПРОСОФТ и FastwelТелефон: (095) 234/0636Факс: (095) 234/0640E/mail: root@prosoft.ru,bel@prosoft.spb.ru84www.cta.ruСТА 3/2001© 2001, CTA Тел.: (095) 2340635 Факс: (095) 2321653 http://www.cta.ru.