在開放式數(shù)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)模型的基礎(chǔ)上,研究了基于ISA總線的DSP通信控制原理。采用中斷方式完成了PC機(jī)和DSP之間的通信。介紹了以DriverWorks為工具開發(fā)ISA設(shè)備WDM驅(qū)動程序的方法,探討了中斷處理、驅(qū)動程序與應(yīng)用程序之間的通信,簡要說明了驅(qū)動程序的安裝與調(diào)試。通過調(diào)試,系統(tǒng)設(shè)計運行穩(wěn)定。
Abstract:
The ISA bus and DSP correspondence control principle is investigated in the basis of the existing open architecture numerical control system.The interrupt method is used to realize the communication between PC and DSP based on the ISA bus.The methods of WDM driver exploitation for ISA device using Driver Works are introduced.The main process of driver program and the keys such as handle interrupt and the communication between the drivers and application are presented.And how to debug and install the drive is explained.
PC機(jī)之間串口通信的實現(xiàn)一、實驗?zāi)康?nbsp;1.熟悉微機(jī)接口實驗裝置的結(jié)構(gòu)和使用方法。 2.掌握通信接口芯片8251和8250的功能和使用方法。 3.學(xué)會串行通信程序的編制方法。
二、實驗內(nèi)容與要求 1.基本要求主機(jī)接收開關(guān)量輸入的數(shù)據(jù)(二進(jìn)制或十六進(jìn)制),從鍵盤上按“傳輸”鍵(可自行定義),就將該數(shù)據(jù)通過8251A傳輸出去。終端接收后在顯示器上顯示數(shù)據(jù)。具體操作說明如下:(1)出現(xiàn)提示信息“start with R in the board!”,通過調(diào)整乒乓開關(guān)的狀態(tài),設(shè)置8位數(shù)據(jù);(2)在小鍵盤上按“R”鍵,系統(tǒng)將此時乒乓開關(guān)的狀態(tài)讀入計算機(jī)I中,并顯示出來,同時顯示經(jīng)串行通訊后,計算機(jī)II接收到的數(shù)據(jù);(3)完成后,系統(tǒng)提示“do you want to send another data? Y/N”,根據(jù)用戶需要,在鍵盤按下“Y”鍵,則重復(fù)步驟(1),進(jìn)行另一數(shù)據(jù)的通訊;在鍵盤按除“Y”鍵外的任意鍵,將退出本程序。2.提高要求 能夠進(jìn)行出錯處理,例如采用奇偶校驗,出錯重傳或者采用接收方回傳和發(fā)送方確認(rèn)來保證發(fā)送和接收正確。
三、設(shè)計報告要求 1.設(shè)計目的和內(nèi)容 2.總體設(shè)計 3.硬件設(shè)計:原理圖(接線圖)及簡要說明 4.軟件設(shè)計框圖及程序清單5.設(shè)計結(jié)果和體會(包括遇到的問題及解決的方法)
四、8251A通用串行輸入/輸出接口芯片由于CPU與接口之間按并行方式傳輸,接口與外設(shè)之間按串行方式傳輸,因此,在串行接口中,必須要有“接收移位寄存器”(串→并)和“發(fā)送移位寄存器”(并→串)。能夠完成上述“串←→并”轉(zhuǎn)換功能的電路,通常稱為“通用異步收發(fā)器”(UART:Universal Asynchronous Receiver and Transmitter),典型的芯片有:Intel 8250/8251。8251A異步工作方式:如果8251A編程為異步方式,在需要發(fā)送字符時,必須首先設(shè)置TXEN和CTS#為有效狀態(tài),TXEN(Transmitter Enable)是允許發(fā)送信號,是命令寄存器中的一位;CTS#(Clear To Send)是由外設(shè)發(fā)來的對CPU請求發(fā)送信號的響應(yīng)信號。然后就開始發(fā)送過程。在發(fā)送時,每當(dāng)CPU送往發(fā)送緩沖器一個字符,發(fā)送器自動為這個字符加上1個起始位,并且按照編程要求加上奇/偶校驗位以及1個、1.5個或者2個停止位。串行數(shù)據(jù)以起始位開始,接著是最低有效數(shù)據(jù)位,最高有效位的后面是奇/偶校驗位,然后是停止位。按位發(fā)送的數(shù)據(jù)是以發(fā)送時鐘TXC的下降沿同步的,也就是說這些數(shù)據(jù)總是在發(fā)送時鐘TXC的下降沿從8251A發(fā)出。數(shù)據(jù)傳輸?shù)牟ㄌ芈嗜Q于編程時指定的波特率因子,為發(fā)送器時鐘頻率的1、1/16或1/64。當(dāng)波特率指定為16時,數(shù)據(jù)傳輸?shù)牟ㄌ芈示褪前l(fā)送器時鐘頻率的1/16。CPU通過數(shù)據(jù)總線將數(shù)據(jù)送到8251A的數(shù)據(jù)輸出緩沖寄存器以后,再傳輸?shù)桨l(fā)送緩沖器,經(jīng)移位寄存器移位,將并行數(shù)據(jù)變?yōu)榇袛?shù)據(jù),從TxD端送往外部設(shè)備。在8251A接收字符時,命令寄存器的接收允許位RxE(Receiver Enable)必須為1。8251A通過檢測RxD引腳上的低電平來準(zhǔn)備接收字符,在沒有字符傳送時RxD端為高電平。8251A不斷地檢測RxD引腳,從RxD端上檢測到低電平以后,便認(rèn)為是串行數(shù)據(jù)的起始位,并且啟動接收控制電路中的一個計數(shù)器來進(jìn)行計數(shù),計數(shù)器的頻率等于接收器時鐘頻率。計數(shù)器是作為接收器采樣定時,當(dāng)計數(shù)到相當(dāng)于半個數(shù)位的傳輸時間時再次對RxD端進(jìn)行采樣,如果仍為低電平,則確認(rèn)該數(shù)位是一個有效的起始位。若傳輸一個字符需要16個時鐘,那么就是要在計數(shù)8個時鐘后采樣到低電平。之后,8251A每隔一個數(shù)位的傳輸時間對RxD端采樣一次,依次確定串行數(shù)據(jù)位的值。串行數(shù)據(jù)位順序進(jìn)入接收移位寄存器,通過校驗并除去停止位,變成并行數(shù)據(jù)以后通過內(nèi)部數(shù)據(jù)總線送入接收緩沖器,此時發(fā)出有效狀態(tài)的RxRDY信號通知CPU,通知CPU8251A已經(jīng)收到一個有效的數(shù)據(jù)。一個字符對應(yīng)的數(shù)據(jù)可以是5~8位。如果一個字符對應(yīng)的數(shù)據(jù)不到8位,8251A會在移位轉(zhuǎn)換成并行數(shù)據(jù)的時候,自動把他們的高位補(bǔ)成0。
五、系統(tǒng)總體設(shè)計方案根據(jù)系統(tǒng)設(shè)計的要求,對系統(tǒng)設(shè)計的總體方案進(jìn)行論證分析如下:1.獲取8位開關(guān)量可使用實驗臺上的8255A可編程并行接口芯片,因為只要獲取8位數(shù)據(jù)量,只需使用基本輸入和8位數(shù)據(jù)線,所以將8255A工作在方式0,PA0-PA7接實驗臺上的8位開關(guān)量。2.當(dāng)使用串口進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送時,雖然同步通信速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于異步通信,可達(dá)500kbit/s,但由于其需要有一個時鐘來實現(xiàn)發(fā)送端和接收端之間的同步,硬件電路復(fù)雜,通常計算機(jī)之間的通信只采用異步通信。3.由于8251A本身沒有時鐘,需要外部提供,所以本設(shè)計中使用實驗臺上的8253芯片的計數(shù)器2來實現(xiàn)。4:顯示和鍵盤輸入均使用DOS功能調(diào)用來實現(xiàn)。設(shè)計思路框圖,如下圖所示:
六、硬件設(shè)計硬件電路主要分為8位開關(guān)量數(shù)據(jù)獲取電路,串行通信數(shù)據(jù)發(fā)送電路,串行通信數(shù)據(jù)接收電路三個部分。1.8位開關(guān)量數(shù)據(jù)獲取電路該電路主要是利用8255并行接口讀取8位乒乓開關(guān)的數(shù)據(jù)。此次設(shè)計在獲取8位開關(guān)數(shù)據(jù)量時采用8255令其工作在方式0,A口輸入8位數(shù)據(jù),CS#接實驗臺上CS1口,對應(yīng)端口為280H-283H,PA0-PA7接8個開關(guān)。2.串行通信電路串行通信電路本設(shè)計中8253主要為8251充當(dāng)頻率發(fā)生器,接線如下圖所示。
基于多點網(wǎng)絡(luò)的水廠自動監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計Design of MPI Based Automatic Monitoring and Control System in Water Works劉 美 俊(湖南工程學(xué)院,湘潭411101)摘要針對水廠工作水泵多、現(xiàn)場離控制站距離遠(yuǎn)的特點,提出了一種基于MPI多點網(wǎng)絡(luò)的自動監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計方法,分析了系統(tǒng)的工作原理,介紹了系統(tǒng)中數(shù)據(jù)的采集與處理、主站與從站的通信原理以及系統(tǒng)軟件的設(shè)計。由于這種系統(tǒng)的主、從站PLC之間采用MPI網(wǎng)絡(luò)通信,具有運行可靠、性能價格比高的特點,所以適用于中小規(guī)模水廠的分布式監(jiān)控場合。關(guān)鍵詞多點網(wǎng)絡(luò)主站從站監(jiān)控系統(tǒng)Abstract Ina ccordancew ithth efe atuersof w aterw orks,i. e. ,manyp umpsin o perationa ndth ep umps, farfor mt hec ontrolst ation,th em ethodo fdesigninga na utomati(〕monitoringa ndc ontorlsy stemb asedo nM PIis p resented.Th eo perationalpr incipleo fth esy stemi san alyzed,th ed atac olection,data processing; communication between master station and slave station as wel as design and system software are discussed. Because MPI network communicationis used among master station, slave stations and PLC, the system is reliable and high cost-efective. It is, suitable for smal and mediumsized water works for distrbuted monitoring and control.Keywords MPI Masterst ation Slaves tation Monitoringa ndc ontorlsy stem
自來 水 廠 的自動控制系統(tǒng)一般分為兩大部分,一對組態(tài)硬件要求較高,投資較大。相對而言,MPI網(wǎng)是水源地深水泵的工作控制,一是水廠區(qū)變頻恒壓供絡(luò)速度可達(dá)187.5 M bps,通過一級中繼器傳輸距離可水控制,兩部分的實際距離通常都比較遠(yuǎn)。某廠水源達(dá)Ikm 。根據(jù)水廠的具體情況,確定以MPI方式組地有3臺深井泵給水廠區(qū)的蓄水池供水。水廠區(qū)的成網(wǎng)絡(luò),主站PLC為S7-300系列的CPU3121FM,從任務(wù)是對水池的水進(jìn)行消毒處理后,通過加壓泵向管站為S7-200系列的CPU222。這樣既滿足了系統(tǒng)要路恒壓供水。選用Siemens公司的S7系列可編程控求,又相對于Profibus網(wǎng)絡(luò)節(jié)省了三分之一的成本,制器(PLC)和上位機(jī)組成實時數(shù)據(jù)采集和監(jiān)控系統(tǒng), 這種分布式監(jiān)控系統(tǒng)具有較高的性能價格比。系統(tǒng)對深水泵進(jìn)行遠(yuǎn)程控制,對供水泵采用變頻器進(jìn)行恒中PLC的物理層采用RS - 485接口,網(wǎng)絡(luò)延伸選用壓控制以保證整個水廠的電機(jī)設(shè)備安全、可靠地運帶防雷保護(hù)的中繼器,使系統(tǒng)的安全運行得到了保行。證。MPI網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如圖1所示。1 多點網(wǎng)絡(luò)(NWI)監(jiān)控系統(tǒng)的組成Sie me ns 公司S7系列PLC通常有MP」多點網(wǎng)絡(luò)與Profibus現(xiàn)場總線網(wǎng)絡(luò)兩種組網(wǎng)方式。Profibus現(xiàn)場總線的應(yīng)用目前較為普遍,通用性較好,它由Profibus一DP, Profibus一FMS, Profibus一PA組成。Profibus - DP型用于分散外設(shè)間的數(shù)據(jù)傳輸,傳輸速率為9.6kbps一12Mbps,主要用于現(xiàn)場控制器與分散1/0之間的通信,可滿足交直流調(diào)速系統(tǒng)快速響應(yīng)的時間要求,特別適合于加工自動化領(lǐng)域的應(yīng)用;Profibus - FMS主要解決車間級通信問題,完成中等傳輸速度的循環(huán)或非循環(huán)數(shù)據(jù)交換任務(wù),適用于紡織、樓宇自動化、可編程控制器、低壓開關(guān)等;Profibus - PA型采用了OSI模型的物理層和數(shù)據(jù)鏈路層,適用于過程自動化的總線類型。