Інтерфейси автоматизованих систем управління

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ ТА НАУКИ УКРАЇНИ

НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ “ЛЬВІВСЬКА ПОЛІТЕХНІКА”

Реферат на тему:

“ІНТЕРФЕЙСИ АВТОМАТИЗОВАНИХ СИСТЕМ УПРАВЛІННЯ”

Львів – 2011

1. ТЕОРЕТИЧНІ ВІДОМОСТІ

Послідовна шина USB (Universal Serial Bus - універсальна послідовна шина) з'явилася по комп'ютерних мірках досить давно - версія першого затвердженого варіанту стандарту з'явилася 15 січня 1996 року. Розробка стандарту була ініційована вельми авторитетними фірмами - Intel, DEC, IBM, NEC, Northen Telecom і Compaq.

Основна мета стандарту – створити можливість користувачам працювати в режимі Plug&Play з периферійними пристроями. Це передбачає автоматичне розпізнавання пристрою відразу ж після підключення і наступного встановлення відповідних драйверів. Окрім цього, бажане живлення малопотужних пристроїв подається з самої шини. Швидкість шини є достатньою для більшості периферійних пристроїв. Контролер USB займає тільки одне переривання незалежно від кількості підключених до шини пристроїв.

1.1 Технічні характеристики USB

·  висока швидкість обміну (high-speed signaling bit rate, стандарт USB 2.0) – 480 Мбіт/с;

·  повна швидкість обміну (full-speed signaling bit rate, стандарт USB 1.1) - 12 Мбіт/с;

·  максимальна довжина кабелю (екранована вита пара) для високої та повної швидкості обміну - 5 м;

·  низька швидкість обміну (low-speed signaling bit rate, стандарт USB 1.0) - 1.5 Мбіт/с;

·  максимальна довжина кабелю (з’єднання за допомогою провідників) для низької швидкості обміну - 3 м;

·  максимальна кількість підключених пристроїв або навантажувальна здатність порту “ведучого” комп’ютера (включаючи розмножувачі) – 127;

·  можливе підключення пристроїв з різними швидкостями обміну;

·  напруга живлення для периферійних пристроїв USB - 5 В;

·  максимальний струм споживання на один периферійний пристрій - 500 мА.

Те, що довжини кабелів обмежені до 5-ти метрів для високих та повних швидкостей, і, до 3-х метрів для низької швидкості обумовлюється використанням кабелів стійких до електромагнітних завад (наводок) та звичайних кабелів, де з’єднання відбувається за допомогою провідників.

Особливо зручний цей інтерфейс для підключення пристроїв, які часто підключаються/відключаються, таких як цифрові фотокамери, флеш носії інформації і т.д. Конструкція роз'ємів для USB розрахована на багатократне приєднання/від’єднання.

Можливість використання тільки трьох швидкостей обміну даними обмежує вживаність шини, але істотно зменшує кількість ліній інтерфейсу і спрощує апаратну реалізацію.

Живлення безпосередньо від USB можливо тільки для пристроїв з малим споживанням струму до 500mA, таких як клавіатури, миші, джойстики і тому подібне.

1.2 Конструктивні особливості інтерфейсу USB

Для підключення периферійних пристроїв використовується 4-х жильний кабель. Кожен такий кабель має “A” роз'єм (Рис.1) на одній стороні і “B” на іншій (див. рис.2).

Рис. 1. Конструкція USB роз’єму - "А"

Роз'єм серії “A” призначений тільки для підключення до джерела, тобто до “ведучого” комп'ютера або до концентратора. Під “ведучим” комп’ютером тут і надалі розуміється комп’ютер, який містить кореневий концентратор.

Рис.2. Конструкція USB роз’єму "В"

Роз'єм серії “B” призначені тільки для підключення до периферійних пристроїв.

Призначення кожного контакту роз'ємів «А» та «В» наведено в табл. 1.

Таблиця 1

Призначення контактів

Номер контакту	Призначення	Колір дроту
1	V BUS	Червоний
2	D-	Білий
3	D+	Зелений
4	GND	Чорний
Обплетення	екран	---

GND – корпус «земля»

VBus - +5 В

D+ - шина для передачі даних

D- - шина для прийому даних.

Кабель для підтримки повної швидкості шини (full-speed) виконується як кручена пара, захищається екраном і він може використовуватися для роботи в режимі мінімальної швидкості (low-speed). Кабель для роботи тільки на мінімальній швидкості (наприклад, для підключення миші) може бути неекранованим.