




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文檔簡(jiǎn)介
1、 2.1.1 2.1.1 總線的定義、層次結(jié)構(gòu)及種類總線的定義、層次結(jié)構(gòu)及種類 2.1.2 pc/isa/eisa2.1.2 pc/isa/eisa總線簡(jiǎn)介總線簡(jiǎn)介 1.pc/isa1.pc/isa總線的發(fā)總線的發(fā) 展展 2.isa2.isa信號(hào)線定義信號(hào)線定義 3.eisa3.eisa(extended extended industry industry standard standard architecturearchitecture) 2.1.3 pci/compact pci2.1.3 pci/compact pci總線簡(jiǎn)介總線簡(jiǎn)介 1.pci 1.pci總線的主要性能總線的主要性
2、能 2.2.其它性能其它性能 pci(peripheral component interconnect)是美國(guó) sig(special interest group of association for computer machinery)集團(tuán)推出的64位總線。該總線 的最高總線頻率為33mhz,數(shù)據(jù)傳輸率為80mby/s(峰 值傳輸率為133mby/s)。 3.pci3.pci總線信號(hào)定義總線信號(hào)定義 主控設(shè)備主控設(shè)備4949條,目標(biāo)設(shè)備條,目標(biāo)設(shè)備 4747條,可選引腳條,可選引腳 5151條(主條(主 要用于要用于6464位擴(kuò)展、中斷請(qǐng)位擴(kuò)展、中斷請(qǐng) 求、高速緩存支持等),求、高速緩
3、存支持等), 總引腳數(shù)總引腳數(shù) 120120條(包含電條(包含電 源、地、保留引腳等)。源、地、保留引腳等)。 4.compact pci4.compact pci總線總線 圖圖2-19 pcl-7302-19 pcl-730板卡組成框圖板卡組成框圖 程序設(shè)計(jì)舉例程序設(shè)計(jì)舉例( (基地址設(shè)為基地址設(shè)為220h)220h): pcl-730pcl-730板卡的開(kāi)關(guān)量輸入板卡的開(kāi)關(guān)量輸入/ / 輸出都只需要二條指令就可以完成。輸出都只需要二條指令就可以完成。 c c語(yǔ)言程序如下:語(yǔ)言程序如下: outportb(0 x220outportb(0 x220,ox55) ox55) outportb(
4、ox221outportb(ox221,0 x55)0 x55) inportb(ox220) inportb(ox220) inportb(ox221)inportb(ox221) 匯編語(yǔ)言程序如下:匯編語(yǔ)言程序如下: mov dxmov dx, 220h220h mov almov al, 55h55h out dxout dx, alal mov dxmov dx, 221h221h out dxout dx, alal mov dxmov dx, 220h220h in alin al, dx dx mov ahmov ah, alal mov dxmov dx, 221h221h i
5、n alin al, dxdx 多路轉(zhuǎn)換器又稱多路開(kāi)關(guān),多路開(kāi)關(guān)是用來(lái)切換模擬電壓 信號(hào)的關(guān)鍵元件。 圖2-27 cd4051原理圖 1 2 minmax n yy q 圖2-36 pcl-813b數(shù)據(jù)采集卡組成框圖 1.pcl-813b 的寄存器地址 2.程序設(shè)計(jì)舉例 pcl-813b a/d 轉(zhuǎn)換基于查詢方式,由軟件觸發(fā)。a/d 轉(zhuǎn) 換器被觸發(fā)后,利用程序檢查a/d狀態(tài)寄存器的數(shù)據(jù)準(zhǔn)備位 (drdy )。如果檢測(cè)到該位為“1”,則a/d 轉(zhuǎn)換正在進(jìn)行。 當(dāng)a/d 轉(zhuǎn)換完成后;該位變?yōu)榈碗娖?,此時(shí)轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)可由程 序讀出。 n refout d vv 2 1 ) 1 2 ()( 1 1 2 3
6、 1 3 2 n refoutrefout d vv r r v r r v 圖2-47 pcl-726板卡組成框圖 2. d/a 轉(zhuǎn)換程序流程 d/a 轉(zhuǎn)換程序流程如下(以通道1為例): (1)選擇通道地址n=1(n=16)。 (2)確定d/a高4位數(shù)據(jù)地址(基地址+00)。 (3)置 d/a高4位數(shù)據(jù)(d3do 有效 )。 (4)確定d/a低8位數(shù)據(jù)地址(基地址+01)。 (5)置 d/a低8位數(shù)據(jù)并啟動(dòng)轉(zhuǎn)換。 3. 程序設(shè)計(jì)舉例 pcl-726 的d/a 輸出、數(shù)字量輸入等操作均不需要狀態(tài)查詢,分辨率為12位, 000h0fffh分別對(duì)應(yīng)輸出0%100%,若輸出50%,則對(duì)應(yīng)的輸出數(shù)字量
7、為7ffh, 設(shè)基地址為220h,d/a通道l輸出50%的程序如下: c語(yǔ)言參考程序段如下: outportb ( 0 x220 , 0 x07 ) / d/a 通道l 輸出50% outportb ( 0 x221 , 0 xff ) 匯編語(yǔ)言參考程序如下:(基地址為220h ): mov al, 07h ;d/a 通道l 輸出50% mov dx, 0220h out dx, al mov dx, 0221h mov al, 0ffh 基于rs-485的分布式測(cè)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖 rs-485串行總線由于平衡差分傳輸特性具有的干擾性好、傳 輸距離遠(yuǎn) 、有較大級(jí)聯(lián)能力等特點(diǎn),非常適合于組成工業(yè)級(jí)的
8、多 機(jī)通信系統(tǒng)。在各種工業(yè)儀器、儀表大量使用的今天,rs-485總 線得到了廣泛的應(yīng)用。 智能遠(yuǎn)程i/o模塊是傳感器和執(zhí)行機(jī)構(gòu)到計(jì)算機(jī)的多功能遠(yuǎn) 程i/o單元,專為惡劣環(huán)境下的可靠操作而設(shè)計(jì),具有內(nèi)置的微處 理器,嚴(yán)格的工業(yè)級(jí)塑料外殼,使其可以獨(dú)立提供智能信號(hào)調(diào)理、 i/o隔離、模擬量i/o、數(shù)字量i/o、數(shù)據(jù)顯示和串行數(shù)字通信接口。 遠(yuǎn)程i/o模塊可以安裝在現(xiàn)場(chǎng),就地完成a/d、d/a轉(zhuǎn)換、i/o操作 及脈沖量的計(jì)數(shù)、累計(jì)等操作,以通信方式和計(jì)算機(jī)交換信息, 構(gòu)成數(shù)據(jù)采集控制系統(tǒng)。通過(guò)采用rs-485中繼器,可以將多達(dá)256 個(gè)遠(yuǎn)程模塊連接到rs-485網(wǎng)絡(luò)上,或者將最大通信距離延伸到 10
9、km。 典型的遠(yuǎn)程i/o模塊有研華公司的adam-4000系列、研發(fā)公司 的dac-8000系列、研祥公司的ark-14000系列以及威達(dá)公司的牛頓 -7000系列。 可編程控制器的結(jié)構(gòu)形式分為整體式和模塊式兩類。 伺服電機(jī) pmacpmac卡卡 驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)器 a b c 接口板接口板 a b c 編碼器. 機(jī)械機(jī)械 i/oi/o 軟件接口 圖2-51 開(kāi)放式結(jié)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)示意圖 共模干擾示意圖共模干擾示意圖 對(duì)于存在共模干擾的場(chǎng)合,不能采用單端,對(duì)地輸入方式,因?yàn)榇藭r(shí)對(duì)于存在共模干擾的場(chǎng)合,不能采用單端,對(duì)地輸入方式,因?yàn)榇藭r(shí) 的共模干擾電壓將全部成為串模干擾電壓,如左圖所示。所以必須采
10、用雙的共模干擾電壓將全部成為串模干擾電壓,如左圖所示。所以必須采用雙 端端輸入輸入不對(duì)地方式,如右圖所示。不對(duì)地方式,如右圖所示。 z zs s、z zs1 s1、 、z zs2 s2為信號(hào)源 為信號(hào)源usus的內(nèi)阻抗,的內(nèi)阻抗,z zc c、z zc1 c1、 、z zc2 c2為輸入電路的輸入阻 為輸入電路的輸入阻 抗。共模干擾電壓抗。共模干擾電壓u ucm cm對(duì)兩個(gè)輸入端形成兩個(gè)電流回路,每個(gè)輸入端 對(duì)兩個(gè)輸入端形成兩個(gè)電流回路,每個(gè)輸入端a a和和b b的的 共模電壓和共模電壓和兩個(gè)輸入端之間的共模電壓兩個(gè)輸入端之間的共模電壓分別為:分別為: 1 11 c cs cm a z zz
11、u u 2 22 c cs cm b z zz u u )(lg20db u u cmrr n cm 計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的cpucpu抗干擾措施:抗干擾措施: watchdog(watchdog(俗稱看門(mén)狗俗稱看門(mén)狗) ) 電源監(jiān)控電源監(jiān)控( (掉電檢測(cè)及保護(hù)掉電檢測(cè)及保護(hù)) ) 復(fù)位復(fù)位 max1232 max1232微處理器監(jiān)控電路給微處理器提供輔微處理器監(jiān)控電路給微處理器提供輔 助功能以及電源供電監(jiān)控功能。助功能以及電源供電監(jiān)控功能。max1232max1232通過(guò)監(jiān)控通過(guò)監(jiān)控 微處理器系統(tǒng)電源供電微處理器系統(tǒng)電源供電及及監(jiān)控軟件的執(zhí)行監(jiān)控軟件的執(zhí)行,來(lái)增強(qiáng),來(lái)增強(qiáng) 電路的可
12、靠性,它提供一個(gè)反彈的電路的可靠性,它提供一個(gè)反彈的( (無(wú)鎖的無(wú)鎖的) )手動(dòng)復(fù)手動(dòng)復(fù) 位輸入。位輸入。 另外常用的集成電路還有另外常用的集成電路還有x5045x5045、imp813imp813等。等。 max1232 引腳圖 max1232 內(nèi)部 原理圖 監(jiān)控電路監(jiān)控電路max1232max1232的典型應(yīng)用的典型應(yīng)用 從交流電網(wǎng)輸入、直流輸出的全過(guò)程,包括:從交流電網(wǎng)輸入、直流輸出的全過(guò)程,包括: 1 1、輸入濾波器:其作用是將電網(wǎng)存在的雜波過(guò)濾,同時(shí)也阻、輸入濾波器:其作用是將電網(wǎng)存在的雜波過(guò)濾,同時(shí)也阻 礙本機(jī)產(chǎn)生的雜波反饋到公共電網(wǎng)。礙本機(jī)產(chǎn)生的雜波反饋到公共電網(wǎng)。 2 2、整流
13、與濾波:將電網(wǎng)交流電源直接整流為較平滑的直流電,、整流與濾波:將電網(wǎng)交流電源直接整流為較平滑的直流電, 以供下一級(jí)變換。以供下一級(jí)變換。 3 3、逆變:將整流后的直流電變?yōu)楦哳l交流電,這是高頻開(kāi)關(guān)、逆變:將整流后的直流電變?yōu)楦哳l交流電,這是高頻開(kāi)關(guān) 電源的核心部分,頻率越高,體積、重量與輸出功率之比越小。電源的核心部分,頻率越高,體積、重量與輸出功率之比越小。 4 4、輸出整流與濾波:根據(jù)負(fù)載需要,提供穩(wěn)定可靠的直流電、輸出整流與濾波:根據(jù)負(fù)載需要,提供穩(wěn)定可靠的直流電 源。源。 在計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中,一般有以下幾種地線:模擬地、數(shù)字在計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中,一般有以下幾種地線:模擬地、數(shù)字 地、安全
14、地、系統(tǒng)地、交流地。地、安全地、系統(tǒng)地、交流地。 模擬地模擬地作為傳感器、變送器、放大器、作為傳感器、變送器、放大器、a/da/d和和d/ad/a轉(zhuǎn)換器中模轉(zhuǎn)換器中模 擬電路的零電位。擬電路的零電位。 數(shù)字地?cái)?shù)字地作為計(jì)算機(jī)中各種數(shù)字電路的零電位,應(yīng)該與模擬地作為計(jì)算機(jī)中各種數(shù)字電路的零電位,應(yīng)該與模擬地 分開(kāi),避免模擬信號(hào)受數(shù)字脈沖的干擾。分開(kāi),避免模擬信號(hào)受數(shù)字脈沖的干擾。 安全地安全地的目的是使設(shè)備機(jī)殼與大地等電位,以避免機(jī)殼帶電的目的是使設(shè)備機(jī)殼與大地等電位,以避免機(jī)殼帶電 而影響人身及設(shè)備安全。通常安全地又稱為保護(hù)地或機(jī)殼地,機(jī)而影響人身及設(shè)備安全。通常安全地又稱為保護(hù)地或機(jī)殼地,機(jī)
15、 殼包括機(jī)架、外殼、屏蔽罩等。殼包括機(jī)架、外殼、屏蔽罩等。 系統(tǒng)地系統(tǒng)地就是上述幾種地的最終回流點(diǎn),直接與大地相連。眾就是上述幾種地的最終回流點(diǎn),直接與大地相連。眾 所周知,地球是導(dǎo)體而且體積非常大,因而其靜電容量也非常大,所周知,地球是導(dǎo)體而且體積非常大,因而其靜電容量也非常大, 電位比較恒定,所以人們把它的電位作為基準(zhǔn)電位,也就是零電電位比較恒定,所以人們把它的電位作為基準(zhǔn)電位,也就是零電 位。位。 交流地交流地是計(jì)算機(jī)交流供電電源地,即動(dòng)力線地,它的地電位是計(jì)算機(jī)交流供電電源地,即動(dòng)力線地,它的地電位 很不穩(wěn)定。很不穩(wěn)定。 接地理論接地理論分析,低頻電路應(yīng)單點(diǎn)接地,高頻電路應(yīng)就近多點(diǎn)接分
16、析,低頻電路應(yīng)單點(diǎn)接地,高頻電路應(yīng)就近多點(diǎn)接 地。地。 單點(diǎn)接地的單點(diǎn)接地的目的目的:是避免形成地環(huán)路,地環(huán)路產(chǎn)生的電流會(huì)引:是避免形成地環(huán)路,地環(huán)路產(chǎn)生的電流會(huì)引 入到信號(hào)回路內(nèi)引起干擾。入到信號(hào)回路內(nèi)引起干擾。 地環(huán)路產(chǎn)生的原因地環(huán)路產(chǎn)生的原因:地環(huán)路干擾發(fā)生在通過(guò)較長(zhǎng)電纜連接的相:地環(huán)路干擾發(fā)生在通過(guò)較長(zhǎng)電纜連接的相 距較遠(yuǎn)的設(shè)備之間,其產(chǎn)生的內(nèi)在原因是設(shè)備之間的地線電位差,距較遠(yuǎn)的設(shè)備之間,其產(chǎn)生的內(nèi)在原因是設(shè)備之間的地線電位差, 地線電壓導(dǎo)致了地環(huán)路電流,由于電路的非平衡性,地環(huán)路電流地線電壓導(dǎo)致了地環(huán)路電流,由于電路的非平衡性,地環(huán)路電流 導(dǎo)致對(duì)電路造成影響的差模干擾電壓。導(dǎo)致對(duì)電
17、路造成影響的差模干擾電壓。 回流法單點(diǎn)接地回流法單點(diǎn)接地:模擬地、數(shù)字地、安全地:模擬地、數(shù)字地、安全地( (機(jī)殼地機(jī)殼地) )的分別回的分別回 流法?;亓骶€往往采用匯流條而不采用一般的導(dǎo)線。匯流條是由流法?;亓骶€往往采用匯流條而不采用一般的導(dǎo)線。匯流條是由 多層銅導(dǎo)體構(gòu)成,截面呈矩形,各層之間有絕緣層。采用多層匯多層銅導(dǎo)體構(gòu)成,截面呈矩形,各層之間有絕緣層。采用多層匯 流條以減少自感,可減少干擾的竄入途徑。安全地流條以減少自感,可減少干擾的竄入途徑。安全地( (機(jī)殼地機(jī)殼地) )始終始終 與信號(hào)地與信號(hào)地( (模擬地、數(shù)字地模擬地、數(shù)字地) )是浮離開(kāi)的。這些地之間只在最后匯是浮離開(kāi)的。這些
18、地之間只在最后匯 聚一點(diǎn),并且常常通過(guò)銅接地板交匯,然后用線徑不小于聚一點(diǎn),并且常常通過(guò)銅接地板交匯,然后用線徑不小于300mm2300mm2 的多股銅軟線焊接在接地極上后深埋地下。的多股銅軟線焊接在接地極上后深埋地下。 各自的優(yōu)缺點(diǎn): 從防止噪聲角度看,如圖所示的串聯(lián)接地方式是最不適用的, 由于地電阻r1、r2和r3是串聯(lián)的,所以各電路間相互發(fā)生干擾 。 并聯(lián)接地方式在低頻時(shí)是最適用的,因?yàn)楦麟娐返牡仉娢恢?與本電路的地電流和地線阻抗有關(guān),不會(huì)因地電流而引起各電路 間的耦合。這種方式的缺點(diǎn)是需要連很多根地線,用起來(lái)比較麻 煩。 電路一點(diǎn)地基準(zhǔn)電路一點(diǎn)地基準(zhǔn): :如圖所示的將信號(hào)源與輸入放大器分別接如圖所示的將信號(hào)源與輸入放大器分別接 地的方式是不正確的。地的方式是不正確的。 誤認(rèn)為誤認(rèn)為a a和和b b兩點(diǎn)都是地球地電位應(yīng)該相等,是造成這種兩點(diǎn)都是地球地電位應(yīng)該相等,是造成這種 接地錯(cuò)誤的接地錯(cuò)誤的根本原因根本原因。為了克服雙端接地的缺點(diǎn),應(yīng)將輸入。為了克服雙端接地的缺點(diǎn),應(yīng)將輸入 回路改為單端接地方式。當(dāng)單端接地點(diǎn)位于信號(hào)源端時(shí),放回路改為單端接地方式。當(dāng)單端接地點(diǎn)位于信號(hào)源端時(shí),放 大器電源不接地;當(dāng)單端接地點(diǎn)位于放大器端時(shí),信號(hào)源不大器電源不接地;當(dāng)單端接地點(diǎn)位于放大器端時(shí),信
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