1 / 85

Procesni sistemi vodenja

Procesni sistemi vodenja. Vhodno/izhodne enote, periferija. Vsebina poglavja. Vrata in gonilniki (Ports & Drivers) Digitalni vhodni in izhodni vmesniki: binarni vhodi/izhodi števci časovniki ura realnega časa pulzno širinski modulatorji – PWM inicializacija in postavljanje vrednosti

ianthe
Download Presentation

Procesni sistemi vodenja

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. Procesni sistemi vodenja Vhodno/izhodne enote, periferija Procesni sistemi vodenja - Vhodno/izhodne enote, periferija

  2. Vsebina poglavja • Vrata in gonilniki (Ports & Drivers) • Digitalni vhodni in izhodni vmesniki: • binarni vhodi/izhodi • števci • časovniki • ura realnega časa • pulzno širinski modulatorji – PWM • inicializacija in postavljanje vrednosti • Analogni izhodni in vhodni vmesniki: • D/A pretvorniki, • A/D pretvorniki • kodiranja • analogni vhodni sistemi (S/H, MUX, U/F pretvorniki) • inicializacija in zajemanje signalov • Povezovanje senzorjev in aktuatorjev na analogne in digitalne vhodno/izhodne vmesnike mikroprocesorskih sistemov (signalno procesiranje, galvansko ločevanje) Procesni sistemi vodenja - Vhodno/izhodne enote, periferija

  3. Računalniška periferija Procesni sistemi vodenja - Vhodno/izhodne enote, periferija

  4. Računalniška periferija • Znotraj računalnika se nahaja: • vodilo BUS (vsebuje podatkovno, naslovno in kontrolno vodilo): na to vodilo imamo direkten priklop perifernih enot. • 1. vodilo je lahko zaključeno na eni karti (CPE + periferija) - zaprt sistem • 2. vodilo je odprto - dostop preko konektorjev (CPE + konektorji) - priključimo periferne enote • komunikacijska vodila: omogočajo priklop inteligentnih (vsebujejo CPE) perifernih naprav • Na vodilu imamo: • gospodarje (master): lahko prevzame nadzor nad vodilom za pisanje in branje • sužnje (slave): se samo odzivajo na gospodarje (večina vhodno/izhodnih enot) • gospodar/suženj(master/slave): je gospodar, ko prevzame nadzor nad vodilom oz. je suženj, ko se samo odziva. Procesni sistemi vodenja - Vhodno/izhodne enote, periferija

  5. Računalniška periferija Procesni sistemi vodenja - Vhodno/izhodne enote, periferija

  6. Povezava Procesor-Proces Procesni sistemi vodenja - Vhodno/izhodne enote, periferija

  7. Sistemski krmilni in statusni register • System Control and Status Register 1 (SCSR1) • System Control and Status Register 2 (SCSR2) TMS320LF2407 Procesni sistemi vodenja - Vhodno/izhodne enote, periferija

  8. Vrata in gonilniki • Vrata (Port): • Vmesnik, preko katerega oddamo ali dobimo podatke. • Gonilnik (Driver): • Program, ki določa, kako bo računalnik komuniciral s periferno enoto. • Krmilnik (Controller): • Naprava ali program za nadzor in krmiljenje dela opreme. Procesni sistemi vodenja - Vhodno/izhodne enote, periferija

  9. Digitalni vhodni in izhodni vmesniki • binarni vhodi/izhodi • števci • časovniki • ura realnega časa • pulzno širinski modulatorji – PWM • inicializacija in postavljanje vrednosti Procesni sistemi vodenja - Vhodno/izhodne enote, periferija

  10. Naloga: Prenos bitnih - binarnih informacij iz procesa v računalniški sistem Imamo grupirane 8-, 16- bitne informacije Upoštevamo posamezne bite ali skupine (8,16) bitov Paralelni vhodni vmesnik Procesni sistemi vodenja - Vhodno/izhodne enote, periferija

  11. Paralelni vhodni vmesnik – prenos podatkov Procesni sistemi vodenja - Vhodno/izhodne enote, periferija

  12. Paralelni izhodni vmesnik • Naloga: • Prenos informacije iz računalniškega sistema v proces • Potrebujemo pomnilniški element! Procesni sistemi vodenja - Vhodno/izhodne enote, periferija

  13. Paralelni izhodni vmesnik – prenos podatkov Procesni sistemi vodenja - Vhodno/izhodne enote, periferija

  14. MCRx Izbira funkcije priključka. PxDATDIR Vhod ali izhod? Binarni vhodi/izhodi TMS320LF2407 Procesni sistemi vodenja - Vhodno/izhodne enote, periferija

  15. Primer priključitve vhoda Procesni sistemi vodenja - Vhodno/izhodne enote, periferija

  16. Freescale - Primer priključitve vhodov Procesni sistemi vodenja - Vhodno/izhodne enote, periferija

  17. Primer priključitve izhoda – vklop LED Procesni sistemi vodenja - Vhodno/izhodne enote, periferija

  18. Binarni vhodi/izhodi • I/O Mux Control Register A (MCRA) • Port A Data and Direction Control Register (PADATDIR) TMS320LF2407 Procesni sistemi vodenja - Vhodno/izhodne enote, periferija

  19. Števci • Števci (counters) štejejo dogodke. • Če števec šteje čas – cikle procesorske ure – se imenuje časovnik (timer). • V mikrokrmilniku so števci za: • Čas (časovniki, ponavadi več) • Dogodke (signali inkrementalnega dajalnika, ...) Procesni sistemi vodenja - Vhodno/izhodne enote, periferija

  20. Časovniki • Izvor prekinitev, ki so definirane s časom T = n * φ (φ - CLOCK) • Generira nam lahko P. signal • Generira pravokotna pulze z določeno frekvenco • Ura realnega časa • Merimo lahko: • frekvenco • dolžino pulzov • Uporabimo ga lahko kot števec Procesni sistemi vodenja - Vhodno/izhodne enote, periferija

  21. Časovniki • Individual GP Timer Control Register (TxCON; x = 1, 2, 3, or 4) • GP Timer Compare Registers (TxCMPR) • GP Timer Period Register (TxPR) TMS320LF2407 Procesni sistemi vodenja - Vhodno/izhodne enote, periferija

  22. Časovniki • GP Timer Control Register A (GPTCONA) • GP Timer Control Register B (GPTCONB) TMS320LF2407 Procesni sistemi vodenja - Vhodno/izhodne enote, periferija

  23. Časovniki • Kontrolni register za primerjavo (Compare Control Register A) (COMCONA) • Compare Control Register B (COMCONB) TMS320LF2407 Procesni sistemi vodenja - Vhodno/izhodne enote, periferija

  24. Časovnik - TMS320LF2407 - registri • Compare Action Control Register A (ACTRA) • Full-Compare Unit Compare Register 1, 2, 3 (CMPR1, 2, 3) TMS320LF2407 Procesni sistemi vodenja - Vhodno/izhodne enote, periferija

  25. Primer nastavitve vsebine registrov T1CON: Omogočitev Timer Compare: Omogočen Pogoj za ponovno nalaganje T1CMPR: Ko je vrednost števca 0 ali vsebina T1PR Način štetja: Neprekinjeno štetje gor Emulacija kontrolnih bitov: Zaustavitev emulacije nima vpliva na delovanje TENABLE za časovnik 2: Uporabi lastni TENABLE Delilnik urinega signala: Deljenje z 1 Izbira registra periode: Uporabi lastni register Vir urinega signala: Notranji vir TENABLE: Omogočitev časovnika TMS320LF2407 Procesni sistemi vodenja - Vhodno/izhodne enote, periferija

  26. Primer nastavitve vsebine registrov GPTCONA: Polariteta izhoda časovnika 1: aktivno na 1 Polariteta izhoda časovnika 2: postavljeno na 0 Proženje A/D pretvorbe s časovnikom 2: Časovnik ne proži pretvorb Status GP časovnika 1: štetje navzgor Omogočitev izhoda za primerjavo: Omogočen TENABLE: Omogočitev časovnika Proženje A/D pretvorbe s časovnikom 1: periodna prekinitev sproži pretvorbo TMS320LF2407 Procesni sistemi vodenja - Vhodno/izhodne enote, periferija

  27. Primer nastavitve vsebine registrov COMCONA: Omogočitev režima Space vector PWM: Onemogočen Omogočitev izhodov za primerjavo: Omogočeni Omogočitev primerjave: Omogočena Pogoj za ponovno nalaganje CMPRx: Ko je T1CNT=0 ali T1CNT=T1PR Pogoj za ponovno nalaganje ACTRA: Ko je T1CNT=0 ali T1CNT=T1PR TxPR: 1000 (perioda traja 1000 ciklov) TxCMPR, CMPRx: 0 ... TxPR (čas odprtja, duty cycle) TMS320LF2407 Procesni sistemi vodenja - Vhodno/izhodne enote, periferija

  28. Primer nastavitve vsebine registrov ACTRA: Polariteta izhoda CMP4: aktivno na 1 Polariteta izhoda CMP6: postavljeno na 0 Polariteta izhoda CMP1: aktivno na 0 Polariteta izhoda CMP2: postavljeno na 0 Polariteta izhoda CMP3: aktivno na 0 Polariteta izhoda CMP5: postavljeno na 1 TMS320LF2407 Procesni sistemi vodenja - Vhodno/izhodne enote, periferija

  29. PLL ura (clock) • Zagotavlja takt procesorja • Vhod v časovnike Procesni sistemi vodenja - Vhodno/izhodne enote, periferija

  30. PLL Clock – blokovna shema (TI) TMS320LF2407 Procesni sistemi vodenja - Vhodno/izhodne enote, periferija

  31. PLL Clock – vezja za priklop TI320LF2407 - clock TMS320LF2407 Procesni sistemi vodenja - Vhodno/izhodne enote, periferija

  32. Pulzno širinski modulatorji • Dobimo digitalni ali analogni izhod • Nastavljamo razmerje med širino pulza in pavzo • Razen razmerja je pomembna še frekvenca PWM signala (1/T) – slišni šum • Uporaba: • motorski pogoni (2,8,16,20kHz) • krmiljenje moči laserja (nekaj MHz) Procesni sistemi vodenja - Vhodno/izhodne enote, periferija

  33. Pulzno širinski modulatorji Osnovni princip delovanja: Generator trikotnega pulza DC nivo Procesni sistemi vodenja - Vhodno/izhodne enote, periferija

  34. PŠM – D/A pretvornik • Če želimo imeti na izhodu analogno napetost uporabimo nizkopasovni filter: • PŠM je časovnik • Maksimalna frekvenca je odvisna od ure sistema (CLOCK-a - kvarz) Procesni sistemi vodenja - Vhodno/izhodne enote, periferija

  35. Časovnik – blokovna shema za TMS320LF2407 TMS320LF2407 Procesni sistemi vodenja - Vhodno/izhodne enote, periferija

  36. Časovnik - TMS320LF2407 - registri • Individual GP Timer Control Register (TxCON; x = 1, 2, 3, or 4) • GP Timer Compare Registers (TxCMPR) • GP Timer Period Register (TxPR) • Compare Control Register A (COMCONA) • Compare Action Control Register A (ACTRA) • Full-Compare Unit Compare Register 1, 2, 3 (CMPR1, 2, 3) TMS320LF2407 Procesni sistemi vodenja - Vhodno/izhodne enote, periferija

  37. Časovnik - TMS320LF2407 - delovanje Štetje gor/dol Štetje navzgor Procesni sistemi vodenja - Vhodno/izhodne enote, periferija

  38. Časovnik - TMS320LF2407 - PŠM Štetje navzgor – nesimetrična perioda Procesni sistemi vodenja - Vhodno/izhodne enote, periferija

  39. Časovnik - TMS320LF2407 - PŠM Štetje gor/dol – simetrična perioda Procesni sistemi vodenja - Vhodno/izhodne enote, periferija

  40. Analogni izhodni in vhodni vmesniki • D/A pretvorniki • A/D pretvorniki • Kodiranja • Analogni vhodni sistemi (S/H, MUX, U/F pretvorniki) • Inicializacija in zajemanje signalov Procesni sistemi vodenja - Vhodno/izhodne enote, periferija

  41. D/A pretvorniki Digitalno / analogni pretvornik generira analogne napetosti ali tokovne signale, ki so proporcionalnibinarni vrednosti, ki jo imamo znotraj računalnika. Procesni sistemi vodenja - Vhodno/izhodne enote, periferija

  42. D/A pretvorniki – direktne metode Procesni sistemi vodenja - Vhodno/izhodne enote, periferija

  43. DAC – dir. metode: Utežnostno uporovno vezje • za 12-bitni D/A moramo imeti vrednosti uporov od 20 Ω do 40MΩ, kar je zelotežko izdelati v zahtevani toleranci (0.5% oz. manj). • Ta vezja realiziramo z več manj bitnimi pretvorniki (npr. 3 krat 4-bitni D/A). Procesni sistemi vodenja - Vhodno/izhodne enote, periferija

  44. DAC – dir. metode: R – 2R uporovno vezje • upori vrednosti R oz. 2R (R=10...40kΩ) - hitrejša pretvorba, manjši temperaturni vpliv • slabost: potrebujemo dva upora na bit Procesni sistemi vodenja - Vhodno/izhodne enote, periferija

  45. DAC – Indirektne metode • Digitalno vrednost pretvorimo v vmesno obliko nato pa v analogno vrednost. Procesni sistemi vodenja - Vhodno/izhodne enote, periferija

  46. DAC – indir. metode: pretvorba po principu žage • digitalna vrednost predstavlja čas integracije (v tem času se nam kondenzator polni), po tem času pazadržimo vrednost napetosti na kondenzatorju in to nam predstavlja analogno vrednost (pri tem sevedaupoštevamo, da je polnjenje kondenzatorja na začetku linearno). Procesni sistemi vodenja - Vhodno/izhodne enote, periferija

  47. DAC – indir. metode: Shannon-Rock dekoder Stikalo S1 krmilimo z vhodno digitalno besedo LSB...MSB (serijsko). Taktna frekvenca je enaka številubitov. • enostaven • problematične tolerance Procesni sistemi vodenja - Vhodno/izhodne enote, periferija

  48. A/D pretvorniki Vhodni analogni signal spremenimo v digitalno vrednost Procesni sistemi vodenja - Vhodno/izhodne enote, periferija

  49. ADC – Paralelna metoda • najhitrejša • najdražja, ker potrebujemo 2N- 1 komparatorjev (primerjalnikov) Procesni sistemi vodenja - Vhodno/izhodne enote, periferija

  50. ADC – Paralelna metoda Procesni sistemi vodenja - Vhodno/izhodne enote, periferija

More Related