Аппаратное и программное обеспечение (1088969), страница 2
Текст из файла (страница 2)
Чем больше нулей в устройстве, тембольше вероятность того, что у него будет управляющие возможности.Поскольку линия передачи синхронизации отдельно, то отдельных поток данныхвстраивать не нужно, оно реализуется посредством NRS.С помощью подтягивающих резисторов устанавливаются нули:UccRpvSCLSDAУ данной схемы существует два паразитные емкости, которые влияют набыстродействие всей системы:UccRpvCвыхSCLSDACпрПоэтому потягивающие резисторы обычно встроены в передатчиков (в данном случаевнутри транзисторов). Емкость конденсаторов должна быть не меньше чем 400 пФ.Предельный ток транзисторов 3 мили Ампера.
В принципе рассчитыватьмаксимальную частоту для определенных элементов очень сложно, поэтомупроизводитель дает табличные значения элементов устройства.По следующему графику зависимости сопротивления потягивающих резисторовот паразитной емкости имеет вид:RN, кОм16Uсс = 5 В8C, пФ50100400Для своего питания Ucc будут свои графики зависимости.Еще одно достоинство: можно соединять устройства питающихся от разных токов,соответственно, приоритетны на Ucc будут устанавливаться в зависимости от устройства сбольшим питанием.Схема для разных устройств выглядит следующим видом:Ucc1Ucc2Rpv1Rpv2SDASDASCLSCLRpv1 ≠ Rpv2Основная область применения этого интерфейса такова, что он используется там, гдеизвестно количество подключенных устройств.Процедурные характеристики интерфейса I2C.Пассивным линии состоянии является высокое состояние.Условие старт является следующим:SCLSDAОбратная картина в режиме стоп:Все остальные изменения (не служебные, которые были описаны выше) на линииданных SDA могут происходить при низком уровне на линии SCL.Пример передачи данных:SCLSDAСчитывание данных происходит по переднему фронту линии SCL.Передача данные с передатчика-приемника на линию посредством интерфейса I2C.приемникДанные передаются по 8 бит.
На 9ом бите происходит подтверждение о приемеданных с передатчика через приемник.передатчикЕсли приемник на 9ом бите не видит сигнала, то он переключает передатчик в режимстоп.Формат пакета в интерфейсе I2C.Любой пакет начинается с состояния старт, дальше идет адрес, равный 8и разрядам,послед идет 9ый разряд, который должен установить ноль, после идут снова 8 разрядов,после идут ответы:8б8б1б 8бStartАдресАданныеАДАStopПризнак приема-передачи различается по типу: ведущий, ведомый, он равен 8у битуданных адреса.«0» - Master → Slave«1» - Slawe → MasterПолучается, что при передаче 9 первых разрядов, ведущее устройство являетсяпередатчик, а после этот признак определяет 8ой бит.Адрес состоит из 2ух частей, но это не так принципиально, т.к.
разработчики этогоинтерфейса не думали о том, в связи с тем, что ходов все 128. Но, тем не менее, авторыпозаботились об этой проблеме: разряды разделили на две части: с 6 по 3 бит адресопределяет тип устройства, а младшие разряды с 2 по 0 определяют номер устройства.Кроме того есть несколько служебных адресов. Можно считать все адреса, у которыхстаршие разряды начинаются с 5 их можно считать зарезервированнымиВ виде 11110хх, будет считаться, что послед первого адреса будет идти снова адрес.Интерфейс CAN.Он занимает некую промежуточную позицию между I2C и NRS. Егофункциональность уже можно так сказать достойная.
Его достоинство: он обеспечиваетдостаточно высокую надежность при передаче данных на значительные расстояния.Интерфейс последовательный, синхронный. Он обеспечивает взаимодействие несколькихустройств, т.е. шина. В этом стандарте никак не определены электрическиехарактеристики, определены только процедурные характеристики. Используя устройстваразных производителей необходимо смотреть на электрические характеристики.Он поддерживает 7 … В нем определены: формат пакета, механизмы контроляошибок, механизмы арбитража, …В CAN определен арбитраж с разрешением коллизии, и он приоритетный (одно изустройств получает на все доступ к сети).Недостаток: неравноправие, как следствие отсутствие гарантии доступа к сети.Приоритет имеют не устройства, а передаваемые значения.
Из-за этого этот интерфейстак хорошо развился в сетях промышленности. Данные с высоким приоритетом дойдутдостаточно быстро. Любой пакет данных распространяется заголовком. Контрольнаясумма так же передается в заголовке, запрос на передачу туда же, поэтому все кадрымогут быть несколько типов: кадры передачи данных, кадры ошибки, кадры на запроспередачи.Интерфейс LVDS.Он рассчитан на небольшие величины напряжения и чтобы помехоустойчивость былахорошей, поэтому в него ставят дифференциатор.Был введен стандарт TIA–644, который описывает только электрическиехарактеристики.В электрические характеристики этого интерфейса входят: Описывает параметры дифференциального передатчика, и описывает разностьмежду проводами VOD = 250 ÷ 450 мВ.
Переход имеет вид:350 мВ10100 мВ (порог)1.2 ВVOS = 1.2 B, V1N = 2.4 B. Порог срабатывания приемника составляет 100 мВ. Передатчик формирует ток, а не напряжение. Номинальная величина этого тока 3,5мА.Данный интерфейс устойчив к синфазной помехе ± 1В. Т.е. данный интерфейсразрешает помеху превышающий в 3 раза питающего сигнала.В целом картину можно представить следующим образом:100 Ом3.5 мАСогласующий резистор выступает как преобразователь напряжения, а так же оновыполняется роль гашения отраженных магнитных импульсов.В нем отсутствуют помехи переключений при коммутации тока. Сам по себе этотинтерфейс не излучает помех.Стандарт допускаемой скорости: до 3,5 Гбит/с.Расстояние передач информации сам по себе не большой.
В реальной жизни этоединицы метров.Одним из ключевых недостатков: разрабатывался и применяется как устройство точкаточка.Если мы подключаем дополнительное устройство, то желательно чтобы провода ковторому устройству были короче:Т.к. процедурные характеристики никак не описаны, часто его используют по-разномуили как синхронный или асинхронный интерфейс.Распространенный способ кодирования для данного интерфейса является 8b/10b:8b000000000000000100000010…асинхронныйсинхронный0010В этом режиме кодирования через каждые 4 бита происходит переключение.Постепенно этот интерфейс стал заменять последовательный интерфейс. Типовойпример:SHRDESИнтерфейс PCI-Express.Этот интерфейс развивается очень быстро.
Этот интерфейс последовательный, воснове которого лежит LVDS. Минимальная единица line, который включает в себя: однудифференциальную пару на передачу и одну дифференциальную пару на прием:TDRDЧастота для версии 1.0 равна 2.5 Гбит/сСовокупность нескольких line называется link, которые бывают х1, х2, х4, х8, х16, т.е.эти числа определяют количество line, которые могут работать параллельно.Подключается этот интерфейс через матричный коммутатор к процессору:line01line02матричныйкоммутаторОт параллельного к последовательному интерфейсу перешли потому, что возникаетпотребность в использовании проводников одинаковой длины в точности до микрометров.3.
Централизованные и распределенные системы управления роботами.Применение устройств связи с объектами (УСО) для решения задачиуправления сложными системами (на примере УСО фирмы Advantech).Групповое управление везде начиналось с централизованного какнаиболее простого алгоритмически. Последующая тенденция — этопостепенное развитие децентрализации с передачей на местный уровень частифункций центра.
Основные достоинства такого подхода — это наилучший учет,в том числе путем адаптации, местных условий, наибольшая точностьотносительной координации соседних объектов и надежность, а такжеосвобождение от таких недостатков централизованного управления, какбольшая размеренность и объем обработки всей информации в центре,невысокая надежность (полная зависимость от центра и связей с ним).Сформулируем основные принципы групповой организации и управления,выработанные в живом мире и обществе, которые могут быть полезны вробототехнике.1. В самом общем случае такие структуры являются иерархическими сфункциональной специализацией по уровням и выработаннымиоптимальными значениями численности на каждом уровне.2. Одни и те же объекты управления могут входить в состав двух и болееструктур, преследующих разные, но не антагонистические цели (такиепараллельные структуры могут целиком состоять из одних и тех жеобъектов).3.
Управлениеэтимиструктурамиявляетсяиерархическимикомбинированным,сочетаяпринципыцентрализованного(вертикального) и децентрализованного (горизонтального) управления.Первый реализует общесистемные цели, а второй осуществляеткоординацию действий членов своей группы и адаптацию к местнымусловиям.4. Эволюция развития технических систем группового управления идет внаправлении увеличения децентрализации (управления на местах) ссохранением за центром только обеспечения общесистемных (пока неподдающихся декомпозиции) функций группы.5.
Группы нижнего уровня могут иметь децентрализованное управление сцентрализованным параллельным управлением объектами группы сверхнего уровня или с выделением в группе централизованноуправляемого ведущего объекта.6. Структура групп объектов и управление ими определяются общимицелями и при изменении последних соответственно изменяются. (Целиэти могут быть одиночными терминальными, дискретными циклическимии непрерывно меняющимися (траекторными).)Простейший случай группового управления в робототехнике — этоуправление системой приводов одного манипулятора. Почти всегда этоцентрализованное параллельное управление приводами.
Простота такогоуправления достигается за счет завышенных требований к точности управленияотдельнымиприводамипосравнениюстребуемойточностьюпозиционирования рабочего органа манипулятора, которая при такомуправлении определяется совокупностью погрешностей всех приводов. Сростом требований к точности управления абсолютными координатамирабочего органа необходимо переходить к управлению непосредственно поэтим координатам, т. е. оснащать манипулятор соответствующей сенсорикой.Управляющие воздействия на отдельные приводы рассчитываются при этомрешением обратной задачи кинематики или динамики в зависимости оттребуемого быстродействия манипулятора.В результате происходит переход к управлению с ведущим, где рольпоследнего играет рабочий орган манипулятора.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
