Проников А.С. 1995 Т.2 Ч.2 (830967), страница 34
Текст из файла (страница 34)
Работа интерфейсов подчиняется стандартным правилам- протоколам. Устройство ЧПУ (рис. 10.18) построено по магистрально-модульному принципу и содержит объектно-независимую часть (вычислитель) и объектно-зависимую часть (отражающую специфику объекта управления). Обе части связаны системной магистралью. Внутренние модули вычислителя связаны локальной магистралью. Системная магистраль может продолжать локальную, являться упрощенным вариантом или отличаться от локальной магистрали. В зависимости от этого адаптер магистрали выполняет одну из трех функций: служит для увеличения мощности локальной магистрали с целью подключения объектно- зависимых модулей ЧПУ; выделяет систелгную магистраль из локальной; преобразует правила передачи сообщений по локальной магистрали в правила передачи сообщений по системной магистрали.
К объектно-независимым модулям относятся; процессор, память и контроллеры (т.е. устройства ввода-вывода) стандартной периферии. К числу объектно-зависимых модулей относятся следующие контроллеры: Фи / г т 1 ли г~л ЯСН7ЛЯОЛЛЕРиЕНВ Одтаыотили вер исяяттв- реоолаиввини инрилро- есси деддщий дедомбгй деданыо дедомбуй Инте йс магистрали инте с маГ,Гюй/ ибвнле~~еис нтершеис магистрали и о мационная шони ,гоно л е ы ония шина га» ова нигист ила ино л а пения сиспшяиием системы ивпе еис нте или инте еис нвеобтеис но али ногаев оли дедомый дедомбуй дедомбгй дбдомб/й Веденов Ц Щипал о г олрею- рогабивелб интел е с лолб о оле опв нтег еос Жсл д7 евер с сгягис ж~ инлгер е ле лв Интергдеу: лридода лонтроллер прадеда лодочи яонврсллер ледеороторо лснвроллер Ядй ОНВ 7ОЛЛЕР до еда снвосллер л а Ряс.
10.18. Магистральво-модульная структура устройства ЧПУ с~ ф ф сг ф ьь ь~ моддлб лроаессора лгоддлб памяти йомятб фитбтбяьГФб/47" тело Ионврааеер давиила ФФ электроавтоматики, осуществляющий ввод осведомительных сигналов (от конечных и путевых выключателей, датчиков параметров), поступающих со стороны станка, и вывод управляющих сигналов, поступающих к цикловым механизмам станка; привода подачи, осуществляющий вывод управляющего сигнала к регулируемому по скорости приводу, образующему внутренний контур следящего привода подачи; датчика обратной связи, осуществляющий ввод позиционного сигнала, замыкающего главный контур следящего привода подачи по положению; пульта оператора, осуществляющий ввод управляющих команд, инициированных клавишами, кнопками, переключателями, и вывод сигналов индикации и сообщений на экран дисплея.
Совокупность схемотехнических, программных н конструкционных средств, поддерживающих межмодульное взаимодействие, называют магистральным интерфейсом. При построении интерфейсов придерживаются стандартов. В однопроцессорных устройствах ЧПУ наиболее распространен магистральный интерфейс Я вЂ” Ьпз. Связь двух устройств, подключенных к магистрали Я вЂ” Ьпз, осуществляется по принципу «ведущий — ведомый».
В качестве ведущего устройства выступает микропроцессор; но ведущим может быть и контроллер (например, дисковода — см. рис. 10.18) в режиме ПДП. Микропроцессор управляет обменом информацией, удовлетворяет запросы контроллеров на прерывание, предоставляет ПДП. Контроллер принимает и передает информацию под управлением микропроцессора или в режиме ПДП. Связь ведущего и ведомого в магистрали носит асинхронный характер: ведомый в ответ на сигнал ведущего передает свой сигнал. Если обмен информацией осуществляется по инициативе микропроцессора, то, установив готовность в регистре состояния контроллера, микропроцессор выполняет обмен данными с буферным регистром контроллера. Обмен данными по инициативе внешнего устройства производится только в режимах прерывания или ПДП. Магистраль содержит линии связи для передачи адресов, данных, команд режима работы магистрали.
Прохождение сигналов по линиям подчинено правилам, называемым протоколами. Часть линий, сгруппированных по функциональному назначению, называют шиной. В структуре магистрали Я вЂ” Ьнз можно выделить: информационную шину 1, шину прерывания П, шину захвата магистрали П1, шину управления состоянием системы ГЧ (шину служебных сигналов). В составе информационной шины: совмещенная шина адресов и данных 1а, шина выбора направления передачи 1б, шина управления вводом-выводом 1в.
Описание магистрального интерфейса Я вЂ” Ьпз приведено в табл. 10.1. Мультиплексная (по времени) передача адреса н данных по одним и тем же линиям совмещенной шины адресов и данных позволяет уменьшить число линий. Передача информации по магистрали производится в рамках циклов обращения к магистрали, которые определены протоколами, упорядочнвающими процесс организации, поддержанияи разъединения связи. Рассмотрим цикл ВВОД обращения к магистрали, в котором данные от ведомого (контроллера внешнего устройства) передаются к ведущему (микропроцессору). Циклограмма показана на рис.
10.19. При организации связи ведущий выставляет на шине АД адрес ведомого и дополнительный признак обращения к регистру внешнего 175 10.1. Состав и назначение ланей связи магистрального интерФейса Обсзиачевяе Наименование лаиви связв Функция сигнала ва ливия связи латияскае Адрес, данные АДΠ— АД15 АБΠ— А015 1а ВУ Внешнее устройство ВВОД 16 Ввод данных Вывод данных ВЫВОД БООТ БАИТ )УТВТ Байт ОБМ Синхронизация в цикле обмена 1в ОТВ Ответ ведомого устройства РГН Регенерация ТПР Ч1Щ П Требование прерываняя РПР (АКО Разрешение прерывания ЗМ Требование внешнего устрой- ства ПДП Предоставление микропроцес- сором ПДП ОМК РЗМ ОМОО ПЗ БАСК Указание контроллером-источником запроса магистрали, что магистраль занята для ПДП 176 Запрос маги- страли Разрешение захвата маги- страли Подтвержде- ние захвата магистрали Мультиплексная передача адреса и данных Признак адреса внешнего устройства в специально вы- деленном адресном простран- стве Готовность ведущего принять данные; готовность микропроцессора принять адрес вектора прерывания (сигиал устанавливается ведущим) Выдача ведущим данных иа шину 1а (сигнал устанавливается ведущим) Признак вывода байта (а ие слова) Признак цикла обмена между ведущим и ведомым (отрицательный фронт сигнала означает появление адреса на шине 1а) Указание ведомым признака приема данных с шины 1а или установки данных на шину 1а Признак необходимости пере.
записи ячейки динамической памяти после ее чтения Требование внешнего устройства прервать выполнение текущей программы Предоставление микропроцессором прерывания, разрешение передачи адреса вектора пре- рывания Продолжение табл 10.7 Обоенечеиие Нениенонение лини» синев Шннн Функции сигвеле не лавин синен Русское лнтинское 1Х1Т УСТ Начальная установка Установка регистров управления контроллеров в начальное состояние Перевод микропроцессора в режим связи с пультовым терминалом Признак сбоя питания в сети Останов НА1.Т ОСТ Авария сетево- го питания Авария источ- ника питания АСП А1.СО Указание сбоя источника пи- тания 1Н.СО АИП Примечание.
Черта над обозначением линна означает, что активному состоянию линии интерфейса соответствуег 0 — 0,5 В, а пассивному состоянию — 2,4 — 5,25 В. Отсутствие черты над обозначением линии указывает на противоположные уровни напряжения для активного и пассивного состояний. Рис. 10.19. Графики передачи информации по магистрали: циклограмма протокола цикла ВВОД устройства ВУ. В течение фазы адресации (1-я фаза на рис. 10.19) выдается также сигнал БАЙТ.
Одновременно формируется сигнал ОБМ, по которому все контроллеры считывают и дешифруют код адреса; но лишь один контроллер распознает свой адрес и в дальнейшем участвует в процедуре ВВОД. Вторая фаза цикла ВВОД состоит в поддержании связи: ведущий 177 снимает адрес с шины АД и сигнал ВУ; ведущий вырабатывает сигнал ВВОД, сообщающий ведомому о готовности к приему данных; ведущий переходит в состояние ожидания сигнала ОТВ; ведомый помещает данные на шину АД и вырабатывает ответ ОТВ„подтверждающий наличие данных в шине адресов и данных; ведущий принимает данные и убирает сигнал ВВОД, что свидетельствует о завершении обмена данными.
В третьей фазе цикла ВВОД связь ведущего и ведомого разъединяется: ведомый, обнаружив сброс сигнала ВВОД, прекращает подачу сигнала ОТВ и передачу данных; ведущий снимает сигнал ОБМ и, ' завершив на этом цикл ВВОД, освобождает магистраль. Цикл ВЫВОД обращения к магистрали, в котором данные от ведущего (микропроцессора) передаются к ведомому (контроллеру внешнего устройства), — в основном аналогичен циклу ВВОД. При организации обмена данными по прерыванию со стороны внешнего устройства каждому устройству в памяти сопоставлена подпрограмма обслуживания этого устройства.
Запуск подпрограммы осуществляется с помощью вектора прерывания. Вектором прерывания называют две последовательные ячейки памяти: в первой указан начальный адрес подпрограммы обслуживания, а во второй описано исходное состояние микропроцессора для выполнения подпрограммы. Таким образом, при организации прерывания необходимо передать адрес вектора прерывания в микропроцессор от источника прерывания по шине АД. Контроллер внешнего устройства имеет регистр состояния, один разряд которого служит для разрешения прерывания. Если прерывание программы со стороны данного внешнего устройства возможно, то Следующие Рис.
10.21. Графики передачи информации. по магистрали: циклограмма протокола обмена информацией в режиме ПДП Рис. 10.20. Графики передачи внформации по магистрали: передача адреса прерывании и циклогрлмма протокола последовательности операций при прерывании текущей программы 178 этот разряд должен быть программно установлен в единичное состояние. Рассмотрим протокол передачи адреса прерывания и последовательность операций при прерывании текущей программы (рис.
10.20). Цикл обращения к магистрали начинается с появления на шине прерывания требования прерывания ТПР со стороны ведомого контроллера. Микропроцессор (ведущий) реагирует на это, последовательно устанавливая сигналы ВВОД и разрешение прерывания РПР. Контроллер (ведомый) снимает сигнал ТПР, помещает адрес вектора прерывания на шину АД, включает сопровождающий сигнал ОТВ. Микропроцессор по сигналу ОТВ принимает адрес вектора и удаляет ВВОД, а затем снимает разрешение прерывания РПР.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
