Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 4)

Если тест с внешней заглушкой не проходит, причину следует искать во внешних буферах, их питании или в ленточных кабелях, служащих для подключения внешних разъемов. Здесь может помочь осциллограф или вольтметр. Последовательность проверки может быть следующей:

Проверить наличие двуполярного питания выходных схем передатчиков (этот шаг логически первый, но/поскольку он технически самый сложный, его можно отложить на крайний случай, когда появится желание заменить буферные микросхемы).

Проверить напряжение на выходах TD, RTS и DTR: после аппаратного сброса на выходе TD должен быть отрицательный потенциал около -12 В (по край ней мере, ниже -5 В), а на выходах RTS и DTR — такой же положительный. Если этих потенциалов нет, возможна ошибка подключения разъема к плате через ленточный кабель. Распространенные варианты:

- ленточный кабель не подключен;

- ленточный кабель подключен неправильно (разъём перевернут или встав лен со смещением);

- раскладка ленточного кабеля не соответствует разъему платы.

Первые два варианта проверяются внимательным осмотром, третий же может потребовать некоторых усилий. В табл. 2.1 приведены три варианта раскладки 10-проводного ленточного кабеля для разъема СОМ- порта, известных автору; для СОМ-портов на системных платах возможно существование и других. Теоретически ленточный кабель должен поставляться в соответствии с разъемом.

Если дело в ошибочной раскладке, то эти три выходных сигнала удастся обнаружить на других контактах разъемов (на входных контактах потенциал совсем небольшой). Если эти сигналы обнаружить не удалось, очевидно, вышли из строя буферные формирователи.

Соединив контакты линий RTS и CTS (или установив заглушку), следует попытаться вывести небольшой файл на СОМ-порт (например, командой COPY С: \AUTOEXEC. ВАТ COMl:). С исправным портом эта команда успешно выполнится за несколько секунд с сообщением об успешном копировании. При этом потенциалы на выходах RTS и DTR должны измениться на отрицательные, а на выходе TD должна появиться пачка двуполярных импульсов с амплитудой более 5 В. Если потенциалы RTS и DTR не изменились, ошибка в буферных формирователях. Если на выходе RTS (и входе CTS) появился отрицательный потенциал, а команда COPY завершается с ошибкой, скорее всего, вышел из строя приемник линии CTS (или опять-таки ошибка в ленточном кабеле). Если команда COPY успешно проходит, а изменения на выходе TD не обнаруживаются (их можно увидеть стрелочным вольтметром, но оценить амплитуду импульсов не удастся), виноват буферный передатчик сигнала TD.

Замена микросхем приемников и передатчиков существенно облегчается, если они установлены в "кроватки". Перед заменой следует с помощью осциллографа или вольтметра удостовериться в неисправности конкретной микросхемы.

Если буферные элементы включены в состав интерфейсной БИС (что теперь весьма распространено), то такой порт ремонту не подлежит (по крайней мере, в обычных условиях). Неисправный СОМ-порт, установленный на системной плате, можно попытаться отключить в BIOS SETUP, но порт мог сгореть и вместе со схемой своего отключения — тогда он останется "живым мертвецом" в карте портов ввода-вывода и прерываний. Иногда он полностью выводит из строя системную плату.

Источниками ошибок могут являться разъемы и кабели. В разъемах встречаются плохие контакты, а кабели, кроме возможных обрывов, могут иметь плохие частотные характеристики. Частотные свойства кабелей обычно сказываются при большой длине (десятки метров) на высоких скоростях обмена (56 или 115 Кбит/с). При необходимости использования длинных кабелей на высоких скоростях сигнальные провода данных должны быть перевиты с отдельными проводами "схемной земли".

В ряде отечественных PC-совместимых (почти) компьютеров для последовательного интерфейса применялась микросхема КР580ВВ51 — аналог 18251. Однако эта микросхема является универсальным синхронно-асинхронным приемопередатчиком (УСАПП или USART — Universal Asynchronous Receiver-Transmitter). Совместимости с PC на уровне регистров СОМ-порта такие компьютеры не имеют. Хорошо, если у соответствующих компьютеров имеется "честный" драйвер BIOS Int 14h, а не заглушка, возвращающая состояние модема "всегда готов" и ничего не делающая.

2.1.3 Программное обеспечение

Совокупность программ, предназначенная для решения задач на ПК, называется программным обеспечением. Состав программного обеспечения ПК называют программной конфигурацией.

Программное обеспечение, можно условно разделить на три категории:

системное ПО (программы общего пользования), выполняющие различные вспомогательные функции, например, создание копий используемой информации, выдачу справочной информации о компьютере, проверку работоспособности устройств компьютера и т.д.

прикладное ПО, обеспечивающее выполнение необходимых работ на ПК: редактирование текстовых документов, создание рисунков или картинок, обработка информационных массивов и т.д.

инструментальное ПО (системы программирования), обеспечивающее разработку новых программ для компьютера на языке программирования.Как уже отмечалось, программное обеспечение организации обмена информацией между микроконтроллером и ПК должно обеспечивать:

• запись программы пользователя в память программ МК;

• запись информации в программно – доступные узлы МК;

• чтение информации из памяти программ МК;

• чтение информации из программно – доступных узлов МК;

• запуск программы пользователя в режиме реального времени;

• запуск программы пользователя в пошаговом режиме.

Все эти функции выполняет программа «Монитор».

В начале работы программы «Монитор» происходит начальная установка. Эту установка должна произвести следующие действия:

выбрать БАНК 2 памяти данных микроконтроллера, для хранения временных переменных, необходимых для работы программы «Монитор»;установить значение управляющего бита SMOD в регистре специальных функций в 1;

выдать сообщение ПК о начале работы программы «Монитор».

Рисунок – 2.6 Алгоритм программы «Монитор»

Программа «Монитор» принимает от ПК код выполняемой операции, декодирует его и запускает соответствующую подпрограмму.

Подпрограмма приема одного байта данных ожидает прихода информации, проверяет правильность данных и заносит принятый байт в регистр R0. Если данные были приняты не верно, то подпрограмма приема одного байта данных заносит в регистр R4 нулевое значение.

В случае не верно принятого кода операции микроконтроллер предлагает ПК повторно передать команду.

После выполнения выбранной подпрограммы, программа «Монитор» снова переходит к режиму ожидания очередного кода операции.

Алгоритм выбора подпрограммы показан на рисунке 2.6.

В программе «Монитор» зарезервированы следующие коды операций:

• 01h- подпрограмма 1-подпрограмма запуска программы пользователя в режиме реального времени;

• 02h-подпрограмма 2-подпрограмма запуска программы;

• пользователя в пошаговом режиме;

• 03h-подпрограмма 3-подпрограмма записи программы пользователя в память программ МК;

• 04h-подпрограмма 4-подпрограмма записи информации в программно – доступные узлы МК;

• 05h-подпрограмма 5-подпрограмма чтения из памяти программ МК;

• 06h-подпрограмма 6-подпрограмма чтения программно – доступных узлов МК;

• другие-подпрограмма 7-зарезервированные коды операций для запуска подпрограмм пользователя.

Рисунок 2.7 - Алгоритм декодирования кода операции в программе «Монитор»

Подпрограмма запуска программы пользователя в режиме реального времени

Перед запуском программы пользователя, микроконтроллер принимает из ПК адрес начала программы и сохраняет его в регистре DPTR.

Для приема адреса используется подпрограмма приема двух байтов информации.

А
лгоритм запуска программы пользователя в режиме реального времени представлен на рисунке 2.8.

Рисунок 2.8 - Алгоритм запуска программы пользователя в режиме реального времени

Для приема байта информации, подпрограмма использует алгоритм приема одного байта данных. Ошибка приема проверяется по содержимому регистра R4.

Значение первого принятого байта сохраняется в регистре DPL.

Прием второго байта адреса программы пользователя из ПК аналогичен приему первого байта, с той лишь разницей, что его значение сохраняется в регистре DPH.

В случае возникновения ошибки подпрограмма завершает свою работу, оставляя без изменения содержимое регистра R4.

Подпрограмма запуска программы пользователя в режиме реального времени проверяет правильность принятия адреса по регистру R4. В случае возникновения ошибки передает в ПК код 0Fh.

Рисунок 2.9 - Алгоритм программы приема двух байтов информации

Непосредственно перед запуском программы пользователя необходимо изменить рабочий БАНК памяти данных МК на БАНК 0.

Алгоритм программы приема двух байтов информации представлен на рисунке 2.9.

Подпрограмма запуска программы пользователя в пошаговом режиме

На этапе отладки прикладной программы очень удобным для разработчика оказывается режим пошагового (покомандного) исполнения программ. Этот режим можно организовать, используя систему прерываний микроконтроллера.

Внешний запрос прерывания не будет обслужен до тех пор, пока обслуживается прерывание с равным приоритетом. Этот запрос будет воспринят лишь после того, как будет выполнена одна команда после команды возврата из подпрограммы. Иными словами, однажды вызвав подпрограмму обслуживания прерывания, вызвать ее вновь невозможно до тех пор, пока хотя бы одна команда основной программы не будет исполнена.

Д
ля использования этого свойства системы прерываний микроконтроллера можно запрограммировать одно из внешних прерываний.

Рисунок 2.10 - Аппаратная реализация пошагового режима выполнения

программы пользователя

При реализации этого режима можно воспользоваться двумя способами:

• На вывод INT0 подавать сигнал от кнопки «ШАГ», и микроконтроллер по сигналу INT0=0 вызовет подпрограмму обслуживания внешнего прерывания.

• Предусмотреть возможность программного изменения состояния уровня сигнала на выводе INT0, используя один из свободных выводов порта Р2.

Второй способ является наиболее удобным, т.к. позволяет организовать пошаговый режим непосредственно на ПК. Кроме того первый способ требует больших материальных вложений для устранения дребезга контактов от кнопки «ШАГ».

После того, как адрес программы пользователя будет принят и проверен, подпрограмма выдаст активный сигнал на вход P3.2. По этому сигналу микроконтроллер перейдет в режим обработки прерывания INT0. До того, как будет выполнена первая команда в программе пользователя, основная программа должна выполнить две команды (выставить сигнал INT0=0 и запустить программу пользователя). Поэтому в подпрограмме обработки прерывания необходим счетчик пропущенных шагов. Этот счетчик можно будет использовать для выполнения блока команд в режиме пошагового исполнения программы пользователя.

2.2 Типовые контроллеры сопряжения устройств

Применение контроллеров сопряжения устройств позволило создать новый класс вычислительной техники - микропроцессорные системы, обобщенная логическая структура которых приведена на рисунке 2.11.

Рисунок 2.11 - Контроллер сопряжения устройств

Центральное место в этой структуре занимает микропроцессор, который выполняет арифметические и логические операции над данными, осуществляет программное управление процессом обработки информации, организует взаимодействие всех устройств, входящих в систему. Работа контроллера происходит под воздействием сигналов схемы синхронизации и начальной установки, часто выполняемой в виде отдельного кристалла.

Показанный на рисунке контроллера может представлять собой или однокристальный контроллер с фиксированной системой команд или многокристальный контроллер с микропрограммным управлением.

Представленная на рисунке структура отражает магистрально-модульный принцип организации микропроцессорных устройств и систем. Отдельные блоки являются функционально законченными модулями со своими встроенными схемами управления, выполненными в виде одного или нескольких кристаллов БИС или СБИС. Межмодульные связи и обмен информацией между модулями осуществляются посредством коллективных шин (магистралей), к которым имеют доступ все основные модули системы. В каждый данный момент времени возможен обмен информацией только между двумя модулями системы.

Магистральный принцип построения сопряжения модулей (интерфейс ЭВМ) предполагает наличие информационно-логической совместимости модулей, которая реализуется путем использования единых способов представления информации, алгоритма управления обменом, форматов команд и способа синхронизации.

Для большинства микропроцессоров характерна трехшинная структура, содержащая шину адреса (ША), двунаправленную шину данных (ШД) и шину управления (ШУ). Как видно из рисунка, типовая структура контроллер -системы предполагает наличие общего сопряжения для модулей памяти (постоянных и оперативных запоминающих устройств) и периферийных устройств (устройств ввода-вывода).

В качестве периферийных устройств в МП-системах используются устройства ввода с клавиатуры и различных датчиков, вывода на дисплеи, ввода-вывода на сетевые карты, модемы, диски и т.п.

Характеристики

Список файлов ВКР