Организация управления работой АЦП и ЦАП

2.2 Организация управления работой АЦП и ЦАП

Как отмечалось выше, связь ЦП ЭВМ с контроллером pro411B

организуется путём обмена данными с портами ввода-вывода, име-

ющими адреса 300H-303H.При этом ЦП является активной стороной

и имеет возможность в произвольные моменты времени выполнять

операции чтения данных из любого порта или записи данных в

порт. Каждый из портов предназначен для обмена информацией

строго определённого назначения и формата. Более того, один и

тот же порт может использоваться для данных различного типа в

зависимости от того, какая операция (чтение или запись) выпол-

няется.В таблице 1 дано описание функций, реализуемых путём

записи или чтения портов ввода-вывода контроллера pro411B.

 Таблица 1

Назначение портов ввода-вывода контроллера pro411B

------T--------T-----------------------T-------------------------¬

¦АДРЕС¦ОПЕРАЦИЯ¦ ФОРМАТ ¦ НАЗНАЧЕНИЕ ¦

¦ПОРТА¦ +--T--T--T--T--T--T--T--+ ¦

¦ ¦ ¦ 7¦ 6¦ 5¦ 4¦ 3¦ 2¦ 1¦ 0¦ ¦

+-----+--------+--+--+--+--+--+--+--+--+-------------------------+

¦ ¦ запись ¦b7¦b6¦b5¦b4¦b3¦b2¦b1¦b0¦Младшие 8 бит кода ЦАП ¦

¦300H +--------+--+--+--+--+--+--+--+--+-------------------------+

¦ ¦ чтение ¦a7¦a6¦a5¦a4¦a3¦a2¦a1¦a0¦Младшие 8 бит кода АЦП ¦

+-----+--------+--+--+--+--+--+--+--+--+-------------------------+

¦ ¦ запись ¦c3¦c2¦c1¦c0¦b ¦b ¦b9¦b8¦Старшие 4 бита кода ЦАП ¦

¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦и номер канала АЦП ¦

¦301H +--------+--+--+--+--+--+--+--+--+-------------------------+

¦ ¦ чтение ¦c3¦c2¦c1¦c0¦a ¦a ¦a9¦a8¦Старшие 4 бита кода АЦП ¦

¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦и номер канала АЦП ¦

+-----+--------+--+--+--+--+--+--+--+--+-------------------------+

¦ ¦ запись ¦ X¦ X¦ Z¦ D¦t3¦t2¦t1¦t0¦Установка режимов АЦП ¦

¦302H +--------+--+--+--+--+--+--+--+--+-------------------------+

¦ ¦ чтение ¦ X¦ X¦ X¦ X¦ X¦ E¦ R¦ X¦Признаки формирования ¦

¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦кода АЦП ¦

+-----+--------+--+--+--+--+--+--+--+--+-------------------------+

¦303H ¦ запись ¦произвольное значение ¦Запуск АЦП на измерения ¦

L-----+--------+--+--+--+--+--+--+--+--+--------------------------

В таблице испоьзованы следующие обозначения:

а11...а0 - биты кода измеренного напряжения на входе АЦП

(0-4095);

b11...b0 - биты кода устанавливаемого напряжения на выходе

 ЦАП (0-4095);

с3...с0 - номер канала АЦП (0-15);

t3...t0 - номер эадаваемой временной задержки между запус-

ками АЦП в автоматическом режиме(0-15);

D - бит установки режима автоматического запуска АЦП (D=1);

Z - бит установки режима автоматического декрементирования

номера канала АЦП (Z=1);

R - бит признака готовности кода АЦП к считыванию (R=1 -

преобразование закончено, данные готовы к считыванию);

E - бит признака ошибки набегания (E=1 -сформирован новый

код АЦП при невостребованном старом);

X - неиспользуемые разряды (устанавливаются в 0).

.

3. СРЕДСТВА ПРОГРАММИРОВАНИЯ ВВОДА-ВЫВОДА АНАЛОГОВОЙ

ИНФОРМАЦИИ

Программное управление работой контроллера аналогового уст-

ройства осуществляется с использованием операций чтения/записи

применительно к портам ввода-вывода.

На языке ТурбоПаскаль для обращения к портам применяется спе-

циальная языковая конструкция Port[<адрес_порта>:word],обладающая

всеми свойствами массива значений типа byte,индексируемого по ад-

ресу порта в пределах 0..65535 (в десятичной системе) или

O..FFFF (в шестнадцатиричной). Ниже приведён пример использования

конструкции Port:

var x,y:byte;

var a:word;

begin

a:=$300;

x:=Port[a]; {чтение из порта с адресом a}

y:=1;

Port[$303]:=y {запись в порт с адресом 303H}

Port[$302]:=32+16 {

end;

4. СРЕДСТВА ИЗМЕРЕНИЯ ВРЕМЕНИ В ПЭВМ

4.1.Назначение и функции таймера ПЭВМ

Для контроля текущего времени и измерения временных интервалов

ПЭВМ имеет специальное устройство, называемое таймером[4]. Таймер

состоит из трёх идентичных независимых блоков, называемых канала-

ми. Канал 0 используется непосредственно для организации подсчёта

текущего времени, а также для синхронизации дисковых операций.

Канал 1 управляет процессом регенерации оперативной памяти. Канал

2 используется для генерации звуковых сигналов.

Вход каждого канала таймера связан с генератором тактовых им-

пульсов ПЭВМ, при этом частота импульсов, подаваемых на вход тай-

мера Fвх постоянна и равна 1193180 Гц для всех типов ПЭВМ IBM. На

выходе канала таймера также формируется последовательность им-

пульсов,частота которой Fвых зависит от значения D, записанного в

специальный 16-разрядный регистр "задержки" канала в соответствии

с выражением:

Fвых = Fвх/D

Таким образом таймер осуществляет "деление" входной тактовой

частоты, реализуемое при помощи счётчика тактовых импульсов. Пер-

воначально в регистр счётчика помещается число D, которое затем

уменьшается на единицу каждый раз, когда импульс от тактового ге-

нератора пропускается через канал. Когда значение счётчика дости-

гает нуля, канал таймера изменяет уровень выходного сигнала на

противоположный и вновь загружает в счётчик число D, после чего

процесс повторяется.

Настройка каналов таймера на требуемую выходную частоту осу-

ществляется программным путём при обращении к специальным портам

таймера(40H-42H).Обычно настройка производится автоматически при

загрузке операционной системы, для чего имеются специальные про-

цедуры базовой системы ввода-вывода (BIOS) ПЭВМ. При этом в ре-

гистр задвижки канала 0, используемого для подсчёта текущего вре-

мени, записывается число D=65535(FFFFH), обеспечивающее значение

выходной частоты Fвых = 18.2 Гц.

Следует отметить, что таймер работает независимо от ЦП, оказы-

вая, в то же время, постоянное воздействие на ЦП через систему

аппаратных прерываний. Механизм прерываний лежит в основе метода

подсчета текущего времени, используемого в ПЭВМ. Метод иллюстри-

руется схемой, приведённой на рис.2.

.

-------------¬

¦ Генератор ¦

¦ тактовых ¦

 ¦ импульсов ¦

L-----T-------

¦

¦ Fвх=119380 Гц

¦

------+------¬

¦ Таймер ¦

¦ (канал 0) ¦

L-----T-------

¦

¦ Fвых=18.2 Гц

¦

------+------¬

 ¦ Контроллер ¦

¦ прерываний ¦

L-----T-------

¦

¦ IRQ 0

¦

------+------¬

¦ Центральный¦

¦ процессор ¦

L-----T-------

¦

¦ INT 8

¦

------+------¬

¦ Программа ¦

¦ обработки ¦

¦ прерывания ¦

¦ INT8 ¦

L-----T-------

¦

 ¦

¦

------+------¬

¦СчТB=СчТB+1 ¦

L-------------

Рис.2. Последовательность операций при подсчете текущего

времени

.

Импульсы с выхода канала 0 таймера поступают на контроллер

прерываний ПЭВМ, который вырабатывает сигналы прерывания с кодом

IRQ0,соответствующим прерыванию от таймера. Прерывания возникают