Автоматическая система управления объектом
Курсовой проект - Компьютеры, программирование
Другие курсовые по предмету Компьютеры, программирование
ходные сигналы которого это постоянные либо переменные сигналы тока или напряжения. Такие сигналы служат для управления индикаторами или цифровыми устройствами, работающими по принципу:
При наличии нескольких каналов вывода реализуется схема демультиплексирования в порте вывода УМК на несколько регистров.
MOV X@DPTR,A
Процедура записи данных во внешний регистр аналогична записи во внешнюю память данных. При этом в регистр DPTR записывается число, содержащее условный адрес регистра, соответствующий сигналу разрешения работы данного регистра (старший байт адреса). Кроме того на все входы С - *** регистров подается сигнал WR*** с выхода порта P3.
Режим ввода-вывода
Обычно в системах управления применяется достаточно большое число датчиков и исполнительных устройств, для работы с ними существует несколько режимов работы интерфейса ввода-вывода контроллера, из которых рассматривается два основных:
.Программно управляемый ввод - вывод.
2.Ввод-вывод по прерыванию.
Программно управляемый ввод-вывод данных
Все действия по обмену информации с внешними устройствами осуществляются по командам основной программы, которая представляет собой замкнутый бесконечный цикл.
Рисунок 23. Блок схема программно управляемого ввода-вывода данных
Поскольку шина данных УМК постоянно находится под контролем центрального процессора, который управляет как последовательностью и направлением передачи данных, так и временем обмена. Такой режим называется синхронным обменом.
Недостатки режима:
.Жестко установленный порядок опроса и вывода данных.
2.Фиксированное время обмена данными в цикле.
Т.е. несмотря на то что источник данных обладает разным собственным быстродействием контроллер их все уравнивает.
Ввод-вывод по прерыванию
Максимальная эффективность системы управления достигается в том случае, если время обмена данными не фиксируется и каждое отдельное устройство взаимодействует с контроллером с собственной максимальной скоростью.
Такой обмен возможен с помощью сигналов запроса прерывания (ЗПР), которые инициируются самими внешними устройствами, и появляется произвольно в моменты времени асинхронные по отношению к циклу рабочей программы УМК. Т.е. управлять их действиями программа не может, т.к. неизвестно в какой точке программы и какое внешнее устройство инициирует сигнал ЗПР.
Процедура ввода-вывода организуется так: с приходом сигнала ЗПР процессор должен прерывать текущую программу, определить устройство, запросившее прерывание, запомнить промежуточные данные и перейти к подпрограмме обслуживания данного устройства. После завершения этой подпрограммы возвратиться в основную программу, прерванную подпрограммой. Прерванная основная программа должна возобновится, как будто подпрограммы и не было, единственным фактором этого события является увеличение времени работы цикла.
Общая последовательность реакции процессора на сигналы прерывания.
1.Если прерывания разрешены (регистр IE) процессор завершает текущую команду и устанавливает соответствующий флаг прерывания.
2.Осуществляется запоминание содержимого счетчика команд. Путем автоматической записи в стек.
.Процессор по флагу прерывания идентифицирует прерывающее устройство и находит на соответствии вектор прерывания.
.Выполняется подпрограмма обслуживания данного устройства. Вначале этой подпрограммы программным путем запоминается содержимое регистров PUSH A, PUSH PSW в стек. Далее в подпрограмме обычно выполняется действие по обмену информации со внешними устройством. В конце подпрограммы в обратном порядке извлекаются регистры POP PSW, POP A.
.Восстанавливается состояние прерванной программы, которое инициируется командой RET I, при этом из стека автоматически загружается в счетчик командой PC адрес возврата.
Для того чтобы идентифицировать прерывание, возникающее от нескольких устройств, вводится иерархия прерываний или приоритет. При этом действует следующая закономерность: процессор всегда реагирует на запрос более высокого уровня, если в данный момент выполняется подпрограмма низкого уровня, то она прерывается.
В итоге может образоваться система вложенных подпрограмм обработки прерываний.
Для гибкого управления системой прерываний в контроллере обычно имеется регистр установки приоритетов. Позволяющий изменять естественный порядок приоритетов в зависимости от решаемой задачи.
Временная организация режимов обработки информации
Большинство автоматических систем управления характеризуются согласованием времени обработки информации, включая процедуру ввода-вывода, со скоростью изменения характеристик или параметров объекта.
Систему обработки информации, получающую исходные данные, обрабатывающую их по соответствующей программе и выдающую полученные результаты с такой скоростью, которая обеспечивает своевременную реакцию систему на изменения, происходящие в объекте, определяют как систему, работающую в режиме реального времени.
Реальное время - такой ход процесса, при котором обработка информации УМК осуществляется в соответствии с состоянием управляемого объекта без нарушения устойчивости его работы.
Для работы в реальном масштабе времени требуется зн?/p>