сигналов, следующих через короткие интервалы времени друг за другом, используют внешние двоичные счётчики на триггерах. Информация с данных счётчиков водится через порты ввода-вывода в ОМК.

4.5. Обеспечение взаимодействия

микропроцессорных устройств и ЭВМ верхнего уровня

Для обеспечения взаимодействия МПУ как между собой так и с ЭВМ ВУ используют:

-последовательные интерфейсы (типа RS232, ИРПС «токовая петля» и др.);

-промышленные сети, типа FieldBus.

Перечисленные последовательные интерфейсы реализуют радиальную структуру подключения. Это означает, что для подключения к каждому МПУ необходимо реализовать свой последовательный интерфейс:

КПИ - встроенные контроллеры последовательного интерфейса; ССЛС - схема согласования с ЛС; ЛС - линия связи;

Подобные соединения устройств называются соединениями типа точка-точка (point-point).

В интерфейсе RS232С информация передаётся побайтно по трём проводным линиям бит за битом. При этом используются две информационные линии xD передаваемых данных , RxD -принимаемых данных) и общий провод - GND (земля).

Каждый передаваемый бит в линии связи интерфейса RS232С кодируется уровнем напряжения «0» - -12В, «1» - +12В. Скорость передачи в RS232С для ЛС типа «витая пара» измеряется в пределах 100 Кбод. Длина линии может достигать 0,5 км.

В интерфейсе ИРПС «токовая петля 20 mA» передача информации осуществляется по четырёхпроводной линии, при этом каждая пара проводов образуют свою токовую петлю:

-R+, R- - токовая петля для приёма информации;

-Т+, Т- - токовая петля для передачи информации. Каждый передаваемый бит кодируется уровнем тока:

«1» - 18-20мА «0» - 03 мА.

Замечание: Использование тока для кодирования информации повышает помехозащищённость передаваемой информации, но как правило, снижает скорость передачи.

Длина линии связи ИРПС «токовая петля» может достигать 10км. при скорости передачи 100б19,2 Кбод (1бод=1бит в 1с.).

V, Кбод

100 k-

Следует помнить: увеличение длины линии связи требует снижения скорости передачи для обеспечения бесперебойного обмена информацией:

Снижение скорости передачи объясняется увеличением переходных процессов в длинных линиях и помехами.

В качестве схемы сопряжения с линией связи ССЛС в интерфейсе RS232C удобно использовать интегральную схему типа MAX232:

0,1

0,01

0,5

ЧМ, км

P3.1

P3.0

MAX 232C

TxD

RxD

C2

X

1,0

1,0

C3

1,0 -►+5В

J"C4

1,0 C5

ЛС

Для сопряжения напряжения интерфейса ИРПС используют следующую схему:

«толовая петля»

+5В R1 DD1 1k

ИРПС ЛС

DA2

ИРПС ЛС

DA1, DA2 - АОТ110А; VD1, VD2 - КД522.

Диоды VD1, VD2 служат для защиты транзистора и диода оптопар от возможных обратных напряжений в линии связи. Пример схемы сопряжения источника и приёмника сигналов с ИРПС «токовая петля»:

Интерфейс ИРПС «токовая петля» обязательно подразумевает гальваническую развязку.

Промышленная сеть представляет собой последовательную двухпроводную магистраль, в которой параллельно может находиться несколько микропроцессорных устройств и ЭВМ ВУ:

В настоящее время используются следующие типы промышленных

сетей:

- CAN - сеть (Control Area Network) - сеть области управления. Это последовательная магистральс

разрешением

МПУ1

МПУ1

"ЗВМГ

ВУ

>

магистраль

коллизий на основе приоритетов. Скорость передачи 10Мбит/сек., длина ЛС -до нескольких километров. - ProfiBus (RS-485) - маркерная последовательная магистраль, передача и приём информации в которой каждым МПУ осуществляется в строго выделенные интервалы времени . Скорость передачи может достигать 12 Мбит/сек. Длина ЛС -до неск. км.

В современных 16-ти разрядных ОМК SAB80C167 (Infineon), Z8 (Zilog) реализованы встроенные контроллеры промышленных сетей. Однако возможна и дополнительная реализация сети с использованием внешних контроллеров: SAB80 C91 (CAN-сеть).

Для реализации сопряжения с ЛС используют следующие шинные формирователи:

-RLE6850 (Infineon) - CAN-сеть.

-MAX485 (MAXIM) - Pofi Bus.

Замечание: Эти интегральные схемы подобны MAX232, только для промышленных сетей.

В рассмотренных промышленных сетях обязательно подразумевается гальваническая развязка с ЛС.

4.6. Средства взаимодействия МПУ с оператором

Для взаимодействия с оператором в МПУ используют:

-индикаторы для отображения информации

-клавиатуры для ввода информации.

Если количество кнопок, подключаемой клавиатуры МПУ>5, то при подключении кнопки организуют в виде матрицы:

Такое включение позволяет экономить число требуемых линий портов ввода-вывода для подключения кнопок: Пример: 12 кнопок:

-традиционный способ - 12 линий

-матричный -7 линий.

Опрос (сканирование) матричной клавиатуры осуществляют следующим образом:

1)На линии порта PS последовательно выдают двоичные коды, содержащие 0 только в одном разряде:

PS3 PS2 PS1 PS0

1 1 10

1 1 01

1 0 11

0 1 11

2)Переключение двоичных кодов осуществляютчерез короткие интервалы времени:

20-40 мкс. После каждого переключения осуществляется считывание порта PO.