 |
|
Модули ввода/вывода: параллельного, последовательного, аналогового ввода/вывода. Особенности применения АЦП и ЦАП в МПС, основные параметры.
Вводом/выводом (ВВ) называется передача данных между ядром ЭВМ, включающим в себя микропроцессор и основную память, и внешними устройствами (ВУ). Это единственное средство взаимодействия ЭВМ с "внешним миром", и архитектура ВВ (режимы работы, форматы команд, особенности прерываний, скорость обмена и др.) непосредственно влияет на эффективность всей системы.
Параллельная передача данных между контроллером и ВУ является по своей организации наиболее простым способом обмена. Для организации параллельной передачи данных помимо шины данных, количество линий в которой равно числу одновременно передаваемых битов данных, используется минимальное количество управляющих сигналов.
Использование последовательных линий связи для обмена данными с внешними устройствами возлагает на контроллеры ВУ дополнительные по сравнению с контроллерами для параллельного обмена функции. Во-первых, возникает необходимость преобразования формата данных: из параллельного формата, в котором они поступают в контроллер ВУ из системного интерфейса микроЭВМ, в последовательный при передаче в ВУ и из последовательного в параллельный при приеме данных из ВУ. Во-вторых, требуется реализовать соответствующий режиму работы внешнего устройства способ обмена данными: синхронный или асинхронный.
Микросхема АЦП является универсальным многофункциональным узлом для устройств аналогового ввода-вывода микропроцессорных систем.
Преобразование различных сигналов в требуемый их вид (цифровой код) для последующей обработки центральным процессором (ЦПУ) выполняют предварительные устройства, к которым можно отнести аналого-цифровые (АЦП) и цифроаналоговые (ЦАП) преобразователи, преобразователи частоты в напряжение (ПЧН). АЦП применяют для преобразования непрерывного линейного сигнала датчиков температуры, давления, напряжения в цифровой код, а ЦАП — для обратного преобразования.
Модуль АЦП производит преобразование аналогового сигнала в цифровой код, который поступает на входы порта ввода, откуда код считывается под управлением МП. Часто для определения динамики изменения сигналов возникает необходимость фиксации последовательности отсчетов, полученных с АЦП. Если управляемая система сравнительно инерционна, то требуемая скорость обмена невысока. В этом случае используют программно-управляемый обмен внешнего устройства с памятью. В высокодинамичных системах возникает необходимость быстрой пересылки массива данных от АЦП в ОЗУ МПС. Для этого используют режим прямого доступа к памяти. Полученный в ОЗУ массив данных анализируется МПС в другом масштабе времени. Примером может служить анализ гармонического состава напряжения и тока, когда в течение периода делается запись определенного количества отсчетов, которые затем сравнительно медленно обрабатываются МПС с целью определения относительного содержания гармоник.