sensory i systemy pomiarowe - imr.pwr.edu.plimr.pwr.edu.pl/wp-content/uploads/2018/06/j.pdf ·...

SENSORY I SYSTEMY

POMIAROWE

WYDZIAŁ MECHANICZNY

AiR, rok II, sem. 4

Rok akademicki 2017/2018

Wykład

Sterowniki komputerowych układów

pomiarowychParametry/cechy jednostki centralnej (komputera/sterownika) mające

wpływ na pracę układu pomiarowego:

• Procesor

• Pamięć operacyjna

• Przepustowość szyny / organizacja przepływu danych

• Układ graficzny

• Pamięć masowa (HDD, flash, ….)

• Obsługiwane interfejsy komunikacyjne (zewnętrzne i wewnętrzne)

• Możliwość rozbudowy, konfiguracji

• System operacyjny

• Oprogramowanie

Interfejsy komunikacyjne

Standardowe interfejsy (magistrale) w komputerach klasy PC

wykorzystywane do podłączania urządzeń pomiarowych:

- do montażu urządzeń wewnątrz komputera:

ISA, EISA, PCI, PCI-X, PCI Express, MiniPCI, AGP, SCSI, ATA,

SATA

do podłączania urządzeń zewnętrznych:

PCMCIA, Express Card, USB, FireWire, RS232C, Centronics,


ISA – (ang. Industry Standard Architecture bus) standardowa

16-bitowa szyna danych (w starszych urządzeniach 8-bitowa)

o częstotliwości 8MHz co daje szybkość transmisji do 8 MB/s

(efektywna w granicach od 1,6 MB/s do 1,8 MB/s) - do

transmisji wymaga od 2 do 8 cykli zegara.

Podstawowa zaleta – niewielki koszt – obecnie rzadko

stosowana.

Do magistrali ISA dołącza się karty komputerowe obsługujące

urządzenia o dużej szybkości pracy (karty interfejsowe, karty

pomiarowe, układy akwizycji danych i in.)


PCI – (ang. Peripheral Component Interconnect bus) standardowa 32 i/lub 64

bitowa szyna danych o częstotliwości 33MHz (66MHz w wersji PCI 2.1) co daje

maksymalną szybkość transmisji danych 133MB/s i odpowiednio 264 MB/s

(możliwe tylko w trybie transmisji seryjnej, w którym po jednorazowym

zaadresowaniu odbiorcy transmitowany jest blok danych o dowolnej długości).

Wersje PCI

Wersja PCI 2.0 PCI 2.1 PCI 2.2 PCI 2.3

Rok

wprowadzenia1993 1994 1999 2002

Maksymalna

szerokość

szyny danych

32 bity 64 bity 32 bity 64 bity

Maksymalna

częstotliwość

taktowania

33 MHz 33 MHz 66 MHz 66 MHz

Maksymalna

przepustowoś

ć

133

MB/s

266

MB/s266 MB/s 533 MB/s

Napięcie 5 V 5 V5 V / 3,3

V3,3 V

Zastosowanie dołączanie kart

komputerowych obsługujących

urządzenia o dużej szybkości

pracy (karty interfejsowe, karty

pomiarowe, układy akwizycji

danych i in.

http://pl.wikipedia.org/wiki/1993




http://pl.wikipedia.org/wiki/Bit




http://pl.wikipedia.org/wiki/Herc




http://pl.wikipedia.org/wiki/Megabajt

http://pl.wikipedia.org/wiki/Sekunda







http://pl.wikipedia.org/wiki/Wolt






PCI-X (ang. Peripheral Component Interconnect Extended) - szybsza wersja

znanego standardu PCI.

Szyna ta oferuje transmisję danych rzędu 4,3 GB/s, czyli 32 razy szybciej niż

pierwsze PCI. Magistrala ta jest wstecznie zgodna z PCI (zarówno stare karty

pasują do nowych gniazd, jak i nowe karty do starych gniazd), istotne jest tylko

dopasowanie napięciowe.

Wersje PCI-X

wersja PCI-X 1.0 PCI-X 2.0 PCI-X 3.0

rok wprowadzenia 1999 2002 2003

maksymalna szerokość

szyny danych64 bity 64 bity 64 bity

maksymalna

częstotliwość

taktowania

133 MHz 533 MHz 1066 MHz

maksymalna

przepustowość1066 MB/s 4264 MB/s 7,95 GB/s

napięcie 3.3 V 3.3 V/1.5 V 3.3 V/1.5


PCI Express (ang. Peripheral Component Interconnect Express), oficjalny skrót

PCIe – połączenie Point-to-Point służące do instalacji kart rozszerzeń na płycie

głównej. Zastąpiła ona magistrale PCI oraz AGP. Istnieje możliwość

wyprowadzenia interfejsu PCIe na zewnątrz.

Wariant

PCIe

Przepustowość

(w każdym kierunku)

x1 v1.0 250 MB/s

x2 v1.0 500 MB/s

x4 v1.0 1000 MB/s

x8 v1.0 2000 MB/s

x16 v1.0 4000 MB/s (4 GB/s)

x16 v2.0 8000 MB/s (8 GB/s)

x16 v3.0 16000 MB/s (16 GB/s)

Częstotliwość taktowania wynosi

5.0 GHz (v2.0). Protokół transmisji

wprowadza dwa dodatkowe bity,

do każdych ośmiu bitów danych.

Zatem przepustowość jednej linii

wynosi 500 MB/s (v2.0). W

związku z tym, że urządzenia

mogą jednocześnie przekazywać

sygnał w obydwu kierunkach (full-

duplex), można założyć, że w

przypadku takiego wykorzystania

złącza transfer może sięgać 1GB/s

(v 2.0).











http://pl.wikipedia.org/wiki/Gigabajt








PCMCIA – (ang. Personal Computer Memory Card International Association) –

magistrala stosowana głównie w komputerach przenośnych i pełni podobne

funkcje co magistrala PCI. Po wprowadzeniu standardu Card Bus zwiększona

została długość słowa z 16 do 32 bitów oraz częstotliwość taktowania do 33 MHz.

Rodzaje ze względu na wielkość: • Karta typu I - karta o grubości 3,3 mm pełniąca funkcje karty pamięci SRAM lub Flash.

• Karta typu II - karta o grubości 5,0 mm pełniąca funkcje karty rozszerzeń (modem, karta

sieciowa, czytnik kart pamięci, inne).

• Karta typu III - karta o grubości 10,5 mm pełniąca funkcje karty rozszerzeń (dysk

twardy).

Rodzaje ze względu na interfejs: • PC Card 16 - interfejs magistrali ISA 16bit, zasilanie 5V. Złącze posiada cienki ząb z

prawej strony.

• CardBus - interfejs magistrali PCI 32bit, zasilanie 3-3,3V. Złącze posiada gruby ząb z

prawej strony.

Złącze Card Bus służy do dołączania urządzeń pomiarowych: kart

interfejsów komunikacyjnych, kart pomiarowych DAQ, modemów GSM,

itp.


ExpressCard – standard złącza stosowanego w komputerach PC,

najczęściej w notebookach. Złącza tego typu są następcami standardu

PCMCIA (PC Card), zostały one również zaproponowane przez tę samą

organizację. Urządzenia korzystające ze standardu ExpressCard mogą

komunikować się z komputerem za pomocą standardu PCI Express lub

USB.

Występują dwa typy kart ExpressCard:

• ExpressCard 54 - karty o szerokości 54 mm, długości 75 mm i

grubości 5 mm

• ExpressCard 34 - karty o szerokości 34 mm, długości 75 mm i

grubości 5 mm

Karty ExpressCard 34 można umieścić w gniazdach

ExpressCard 54.


USB – uniwersalna magistrala szeregowa – umożliwia

następujące rodzaje transmisji:

-transmisja z przerwaniami – związana z okresowym odpytywaniem

urządzeń „powolnych”, np.: mysz, klawiatura

-transmisja segmentowa, stosowana w przypadku urządzeń o komunikacji nieregularnej, ale

szybkiej (np.: drukarka)

-transmisja izochroniczna: dotyczy pracy urządzeń w czasie rzeczywistym (np.: napęd CD)

Podstawowe cechy magistali USB:

-jeden typ przerwań i jedna przestrzeń adresowa USB

-możliwość dołączania do 127 urządzeń

-jeden typ kabla i złącza dla urządzeń USB, kabel jest 4 żyłowy: 2 przewody sygnałowe (do

transmisji różnicowej jednego sygnału), 2 przewody zasilające

-szybkość transmisji: w standardzie 1.1 – do 12 Mb/s, w standardzie 2.0 do 480 Mb/s, w

standardzie 3.0 do 5Gb/s, w standardzie 3.1 (od 2015r.) – do 10Gb/s

-możliwa instalacja urządzenia „wlocie”

-możliwość zasilania urządzeń USB z komputera – port USB zawiera zasilacz 5V z

obciążalnością do 0,5A dla urządzeń zewnętrznych (v. 2.0), 5V i 0.9 A dla v 3.0.


- do podłączania urządzeń zewnętrznych:

IEEE-1394 –magistrala szeregowa –(Fire Wire) – przeznaczona do podłączania

urządzeń wymagających dużej szybkości transmisji (kamery cyfrowe, czytniki

nośników optycznych, urządzenia pomiarowe, aparatura medyczna,

nawigacyjna).

Umożliwia następujące rodzaje transmisji: izochroniczną i asynchroniczną

Podstawowe cechy magistali IEEE-1394 (Fire Wire):

-jeden typ przerwań i jedna przestrzeń adresowa

-możliwość dołączania do 63 urządzeń

-jeden typ kabla i 3 złącza dla urządzeń (4, 6 i 9 stykowe)

-duża szybkość transmisji: w standardzie IEEE-1394a do 400 Mb/s, w standardzie IEEE-1394b

do 800 Mb/s

-możliwa instalacja urządzenia „wlocie”

-możliwość zasilania urządzeń z komputera – port może zasilać urządzenia zewnętrzne

napięciem do 30V z obciążalnością do 1,5A dla


parametry

Interfejsy komunikacyjneKonfiguracje systemów pomiarowych, definicje

Rodzaje urządzeń i połączeń między nimi stosowanych w systemach pomiarowych: • karty DAQ do systemów komputerowych - magistrala systemu

komputerowego, np. PCI, ISA, PCMCIA, PXI, • urządzenia pomiarowe autonomiczne - interfejs IEC-625,

RS232C, USB, IEEE-1394, • urządzenia systemów modułowych - specyficzny interfejs

danego systemu, np. VXI, Camac, FieldBus, FieldPoint itd.

INTERFEJS - połączenie między elementami systemu lub systemami, przez które przepływa informacja - ogół środków zapewniających dopasowanie mechaniczne, elektryczne i informacyjne wszystkich jednostek funkcjonalnych współpracujących w systemie oraz organizujących wymianę informacji między nimi.

Elementy systemu interfejsu - przewody, złącza, nadajniki i odbiorniki linii, funkcje interfejsowe z opisem logicznym, zależności czasowe oraz zasady sterowania. Wymiana danych odbywa się przez kanał transmisyjny, którym może być np. przewód, światłowód, fale radiowe.

Funkcje interfejsu - konwersja, synchronizacja (ang. handshake), buforowanie, przerwania, zarządzanie interfejsem, korekcja błędów.

Interfejsy komunikacyjneKonfiguracje systemów pomiarowych, definicje

STANDARD INTERFEJSU

Poszczególne bloki funkcjonalne można połączyć w jeden system pomiarowy, jeżeli spełniają one warunki kompatybilności, tzn. zgodności:

•konstrukcyjnej gniazd przyłączeniowych oraz rozmieszczenia w nich sygnałów,

•parametrów elektrycznych sygnałów,

•kodów i protokołów komunikacyjnych,

•metod transmisji danych.

Klasyfikacja interfejsów

szeregowe - transmitują dane kodowane bit po bicie, do sprzęgania urządzeń w systemach rozproszonych;

równoległe - transmitują bity słowa równolegle, stosowane w systemach modułowych, gdzie odległości są małe;

szeregowo-równoległe - pojedyncze znaki przesyłane są znak po znaku, a bity danego znaku równolegle;

małego zasięgu - transmisja równoległa, duża szybkość (dziesiątki MB/s);

średniego zasięgu - transmisja szeregowo-równoległa, średnia szybkość (setki kB/s);

dużego zasięgu - transmisja szeregowa niewielka szybkość (dziesiątki kB/s);


DefinicjeMagistrala interfejsu - zespół linii sygnałowych łączących urządzenia systemu pomiarowego - służący do przesyłania informacji między nimi.

Szyna magistrali - podzbiór linii magistrali do przesyłania określonego rodzaju informacji.

Szyna niemultiplikowana - do informacji tylko jednego rodzaju.

Szyna multiplikowana - wielofunkcyjna - do przesyłania informacji różnego rodzaju.

Szyny:

o równoległa - łączy wszystkie jednostki systemu ze sobą,

o gwiazdowa - łączy jedną jednostkę systemu z pozostałymi,

o lokalna - łączy dwie sąsiednie jednostki systemu;

danych - przesyłanie wyników pomiarów, słów stanu, tekstów programujących,

adresowa - wysyłanie adresów jednostek,

rozkazów - przesyłanie informacji służących do zarządzania interfejsem,

sterowania - koordynacja pracy wszystkich jednostek systemu (np. zerowania, przerwań, synchronizacji, wyzwalania),

zasilania - doprowadza napięcia zasilające.


Metody koordynacji transmisjiTransmisja synchroniczna

Nadawanie i odbieranie

poszczególnych znaków słowa

odbywa się w określonych

przedziałach czasu, np.

synchronicznie z taktem zegara

Zaletą jej jest prostota,

wadami są: konieczność

jednakowej i stałej szybkości

nadawania i odbioru informacji

przez jednostki funkcjonalne

systemu, brak pewności, czy

nadana informacja została

odebrana przez odbiorcę,

wrażliwość na zakłócenia

impulsowe na linii

synchronizacji.


Metody koordynacji transmisjiTransmisja asynchroniczna

Metody transmisji asynchronicznej

1. metoda „START-STOP" (bez potwierdzenia) stosowana w transmisji

szeregowej,

2. przesyłanie z potwierdzeniem (handshake) dwuprzewodowym,

3. przesyłanie z potwierdzeniem (handshake) trójprzewodowym.

Poszczególne znaki lub słowa wysyłane mogą być w dowolnych odstępach

czasowych, ale dzięki sygnalizowaniu początku i końca transmisji każdego słowa

następuje synchronizacja nadawania i odbioru w uczestniczących w transmisji

jednostkach systemu.

Zaletą transmisji asynchronicznej jest dostosowanie szybkości transmisji do

możliwości współpracujących bloków funkcjonalnych. W przypadku transmisji bez

potwierdzenia odbioru następuje dopasowanie szybkości odbioru do szybkości

nadawania. W przypadku transmisji z potwierdzeniem następuje również

dopasowanie szybkości nadawania do możliwości odbiorcy. Dzięki sygnalizowaniu

przez odbiorcę nadawcy odebrania każdego wysyłanego słowa znacznie zwiększa

się poprawność transmisji.


Metody koordynacji transmisji

Schemat transmisji asynchronicznej z potwierdzeniem

dwuprzewodowymDIO - szyna danych (Data Input Output), DAV - dane ważne (DAta Valid), DAC -

dane odebrane (Data ACcepted), TA - czas aktywnej transmisji danych, Tc -

czas trwania cyklu przesyłania, TP - czas przetwarzania w odbiorniku

Schemat transmisja asynchronicznej z

potwierdzeniem trójprzewodowymDIO - szyna danych (Data Input Output), RFD - gotowy do odbioru danych

(Ready For Data), DAV - dane ważne (DAta Valid), DAC - dane odebrane

(Data ACcepted)

Transmisja asynchroniczna

Transmisja asynchroniczna z potwierdzeniem dwuprzewodowym umożliwia optymalne pod względem czasowym przesyłanie informacji między nadajnikiem i

jednym odbiornikiem. Jeżeli w transmisji uczestniczy więcej odbiorników, mogą wystąpić zakłócenia spowodowane różnicą ich właściwości dynamicznych.

W systemach, w których równocześnie może być czynna większa liczba odbiorników stosuje się trójprzewodową odmianę metody z potwierdzeniem Metodę

tę stosuje się m.in. w interfejsie GPIB (IEC-625/IEEE-488) będącym ogólnoświatowym standardem interfejsu pomiarowego.


Interfejsy szeregoweNajczęściej stosowane w systemach pomiarowych standardy interfejsów

szeregowych: RS-232C, RS-449, RS-422A, RS-423A, RS-530, RS-485, HART,

IEC1158-2, PROFIBUS, MicroLAN, CAN.

Interfejs szeregowy RS-232C

System RS 232C (1969 r.) jest standardem interfejsu szeregowego do wymiany

informacji cyfrowych między urządzeniami DTE.

Kabel interfejsu RS-232C jest zakończony standardowym gniazdem 25-stykowym

typu DB-25P Canon lub gniazdem 9-stykowym typu DB-9. Drugi koniec kabla

posiada wtyk 25- lub 9-stykowy. Urządzenia DTE mają na obudowie złącza typu

wtyk (z bolcami) a urządzenia DCE złącza typu gniazdo (z otworami).

Magistrala interfejsu RS-232C zawiera:

• 4 linie danych,

• 11 linii sterujących,

• 3 linie synchronizacji,

• 2 linie masy.


Interfejsy szeregowe – RS-232CWszystkie linie (oprócz linii masy) są jednokierunkowe. Na liniach danych

obowiązuje logika ujemna, a na sterujących dodatnia. Dopuszczalna długości

magistrali RS-232C wynosi 15m. Natomiast dopuszczalne napięcia na liniach to:

• stan niski (-15V U -3V),

• stan wysoki (+3V U +15V).

W systemie interfejsu RS-232C wyróżnić można następujące rodzaje transmisji ze

względu na kierunek przepływu danych między terminalami DTE1 i DTE2:

• simpleks – jednokierunkowa - przekazywanie

danych tylko od DTE1 do DTE2 lub tylko odwrotnie,

• półdupleks – dwukierunkowa, ale nie jednoczesna

– umożliwia naprzemienne przesyłanie danych w

obydwóch kierunkach,

• dupleks – dwukierunkowa jednoczesna – umożliwia

jednoczesne przesyłanie danych w obydwóch

kierunkach.

Do transmisji danych w sposób dupleksowy lub

półdupleksowy wystarcza zwykle jeden kanał

transmisyjny i dwie linie danych: TxD oraz RxD.

Przebiegi sygnałów między DTE

i DCE przy transmisji

półdupleksowej


Interfejsy szeregoweInterfejsy szeregowe RS-449, RS-530, RS 423A, RS-422A, RS-485

Systemy interfejsu RS-449 i RS-530 (Tab. 6.1)określają parametry funkcjonalne i

mechaniczne interfejsu szeregowego. Parametry obwodów elektrycznych do tych

dwóch standardów są zawarte w interfejsach RS 423A, RS-422A i RS-485.

Ustaleniom zawartym w jednym standardzie RS-232C odpowiadają ustalenia

zawarte w parze nowszych standardów, czyli np. RS-449 i RS 423A lub RS-530 i RS-

485.

Inne standardy:

• HART umożliwia transmisję z szybkością do 1,2kb/s na odległość do 2000 m;

• IEC 1158-2 (H1) umożliwia transmisję z szybkością do 32 kb/s na odległość do 1900 m

oraz IEC 1158-2 (H2) transmisja danych z szybkością 2,5 Mb/s na odległość do 500 m.

Podstawowe parametry najważniejszych interfejsów szeregowychRS-232C RS-423A RS-422A RS-485

Maksymalna liczba nadajników 1 1 1 32

Maksymalna liczba odbiorników 1 10 10 32

Maksymalna szybkość 20 kb/s 100 kb/s 10 Mb/s 10 Mb/s

Maksymalna zasięg 15 m 1200 m 1200 m 1200 m


Interfejsy szeregowe - PROFIBUSPROFIBUS (ang. Process Field Bus) to rodzina lokalnych sieci przemysłowych,

obejmująca trzy wersje: DP, FMS i PA. Sieć PROFIBUS FMS służy do komunikacji

pomiędzy sterownikami i urządzeniami inteligentnymi. Kontrolę dostępu do

magistrali mają jedynie stacje aktywne. Stacje pasywne nie mają możliwości

inicjowania dostępu do magistrali.

W standardzie PROFIBUS FMS i

DP, jako warstwę fizyczną

stosuje się sieć RS-485.

Maksymalna długość kabla (od

100 m do 1200 m) zależy od

szybkości transmisji (9,6; 19,2;

93,75; 187,5; 500 i 1500

kbit/s, dla PROFIBUS DP

dodatkowo 12Mbit/s).

Maksymalna liczba stacji

wynosi 32.Zasada działania sieci PROFIBUS


Interfejsy szeregowe – CANInterfejs CAN (ang. Controller Area Network) został opracowany przez firmy Bosch

i Intel na potrzeby przemysłu samochodowego, gdzie wzrastająca systematycznie

liczba czujników, urządzeń sterujących i wykonawczych, wymagała zastąpienia

licznych przewodów jedną magistralą do transferu danych i rozkazów. Stosowane

są różne wersje standardu: CAN 2.0A, CAN 2.0B, jak również CANopen. Elementy

podłączone do magistrali CAN nazywa się modułami CAN lub węzłami. CAN bywa

stosowany również poza przemysłem samochodowym: może stanowić podstawowy

interfejs systemu pomiarowego, bywa stosowany w niektórych układach

automatyki budynkowej (np.: sterowanie pracą wind).

Magistrala CAN z modułami CAN


Interfejsy szeregowe – CANPodstawowe cechy interfejsu CAN:

• duża szybkość transmisji danych, uzależniona od długości magistrali (1Mb/s dla

długości magistrali do 40 m, 500 kb/s – do 300 m, 100 kb/s – do 600 m, 5 kb/s – do

10 km); w systemach o długości większej niż 1 km stosowane są nadajniki i

odbiorniki linii,

• duża odporność na zakłócenia – uzyskana poprzez nadawanie danych w postaci

napięciowego sygnału różnicowego oraz sprzętowej obsłudze protokołu i kontroli

błędów,

• elastyczność systemu co do liczby podłączanych elementów.

Standard CAN nie specyfikuje ani nośnika informacji ani rodzaju kabla. Sygnały

najczęściej przesyłane są symetryczną linią transmisyjną, złożoną z dwóch skręconych

przewodów oznaczanych podłączanych jako CAN-H i CAN-L do modułów magistrali.

Symetryczny obwód transmisji zapewnia odporność na zakłócenia pochodzące od

urządzeń znajdujących się w pobliżu, na końcach linii instaluje się impedancje w celu

unikania odbić sygnału.

Wszystkie moduły podłączone do magistrali CAN mogą pełnić funkcję nadajnika i

odbiornika. Z uwagi na brak adresów, komunikaty na magistrali odbierają wszystkie

moduły. Brak adresu skutkuje możliwością łatwego dodawania i usuwania modułów.


Interfejsy szeregowe – CANModuły CAN muszą zawierać podzespoły odpowiedzialne za komunikacje i

przetwarzanie danych (rys. 6.12): układ nadawczo-odbiorczy (transceiver),

mikrosterownik CAN, mikroprocesor, czujnik (grupę czujników) lub element

wykonawczy (grupę elementów wykonawczych). Osobnym rodzajem modułów są

centrale systemu, która ma takie same prawa odnośnie nadawania, ale może

zawierać programy sterujące i/lub gromadzić dane przesyłane przez moduły z

czujnikami.

Interfejs CAN wymaga użycia czujników wyposażonych w wyjścia cyfrowe, co jest

możliwe w przypadku sensorów zintegrowanych i inteligentnych

Schemat blokowy modułu CAN zawierającego czujniki


Interfejsy równoległeTransmisja równoległa cyfrowych sygnałów pomiarowych pozwala uzyskać

większe szybkości transmisji niż transmisja szeregowa. Wynika to, z

jednej strony, ze sposobu transmisji: dane przesyłane są w wielobitowych

słowach (od 4-bitowych dla standardu Centronics do 64-bitowych dla

standardu PCIExpress), a z drugiej strony można unikać podziału

strumienia bitów na słowa z implementacją niezbędnych funkcji

kontrolnych i ewentualnie korekcyjnych. Systemy pomiarowe z

interfejsami równoległymi nie mogą być zbyt rozległe (rozproszone) z

uwagi na niezbędne okablowanie. Wielożyłowy przewód jest zwykle dość

kosztowny, ponadto nie można zapomnieć o zakłóceniach trudnych do

wyeliminowania w dłuższym wielożyłowym przewodzie: przy szybszych

transmisjach pojawiają się zjawiska falowe, nie bez znaczenia są

parametry RCL takiego przewodu.


Interfejsy równoległe - CentronicsPod tą nazwą funkcjonują tak naprawdę dwa interfejsy przeznaczone do współpracy komputerów

z drukarkami: przesyłania danych z komputera do drukarki i rozkazów pomiędzy komputerem a

drukarką w obu kierunkach: Centronics i IEEE 1284. Porty interfejsu Centronics oznaczane są

symbolem LPTn, gdzie n oznacza numer portu.

Najczęściej wykorzystywane jest złącze szufladowe typu DB 25.

Magistrala interfejsu Centronics to 8 linii danych (po 4 dla każdego kierunku), 4 linie sterujące i

5 linii statusu. Sygnały napięciowe odpowiadają standardowi TTL. Dane są wysyłane do drukarki

wraz z impulsem strobującym, a szybkość transmisji jest sterowana przez sygnał potwierdzenia,

po którym możliwy jest transfer kolejnego bajtu oraz sygnał zajętości, który wstrzymuje transfer

danych do drukarki. Interfejs Centronics wykorzystywany do transferu danych w systemach

pomiarowych umożliwia transfer danych z szybkością do 100 kB/s (w obu kierunkach).

Interfejs IEEE-1284 to rozszerzenie interfejsu Centronics (również głównie przeznaczony do

współpracy komputera z drukarką), jest stosowany w niektórych urządzeniach pomiarowych (np.:

oscyloskopach, analizatorach widma) i umożliwia wysyłania danych (np.: zrzut ekranu

oscyloskopu) do drukarki bez udziału komputera. Interfejs ten umożliwia transmisję danych w

obu kierunkach w różnych trybach (kompatybilny, okrojony, bajtowy, rozszerzone: ECP i EPP). Z

uwagi na dużą szybkość transmisji trybów rozszerzonych (aż do 2 MB/s) są one predysponowane

do budowy prostych, dwuelementowych systemów pomiarowych złożonych z komputera

osobistego i urządzenia pomiarowego (np.: multimetru lub oscyloskopu cyfrowego).


Interfejsy równ. IEC-625 (IEEE-488)HPIB - (Hawlett Packard), GPIB - National Instruments i Tektronix. Interfejs był

opracowywany z myślą o zastosowaniu w systemach pomiarowych i przeznaczony jest

do budowania systemów pomiarowych złożonych z następujących urządzeń:

•cyfrowych urządzeń pomiarowych,

•sterowanych cyfrowo urządzeń: generatory,

zasilacze, źródła prądu i in.,

•kontrolery,

•rejestratory cyfrowe, drukarki, plotery.

Struktura systemu pomiarowego z

interfejsem IEC-625 (IEEE-488)

Interfejs IEC-625 ma konfigurację magistralową.

Urządzenia pełnią funkcję nadawcy lub odbiorcy

(również nadawcy i odbiorcy, ale w odrębnych

przedziałach czasu). Wymiana informacji polega na

wysyłaniu komunikatów (rozkazów, adresów i

danych). Kontrolerem systemu jest najczęściej

komputer osobisty wyposażony w kartę interfejsu

IEC-625 oraz program sterujący (sterownik). W

jednym systemie może być więcej kontrolerów, ale

tylko jeden być aktywny i zarządzać systemem.


Interfejsy równ. IEC-625 (IEEE-488)Wymiana informacji zaczyna się od wyboru nadawcy komunikatu (rola kontrolera)

i wyznaczenia odbiorcy lub odbiorców. Nadawca przekazuje komunikaty na szynę

z wyznaczeni odbiorcy odbierają je potwierdzając odbiór każdego bajtu. W

przypadku wielu odbiorców szybkość transferu limituje najwolniejszy z nich.

Podstawowe parametry interfejsu równoległego IEC-625:

• równoległa asynchroniczna transmisja magistralą komunikatów w postaci słów

o długości jednego bajtu (8 bitów),

• sygnały na magistrali w logice ujemnej,

• szybkość transmisji do 1 MB/s (1,5-8 MB/s przy zastosowaniu protokołu szybkiej

transmisji HS488),

• maksymalna liczba urządzeń w systemie 15 (zwiększanie możliwe przez

dodawanie kolejnych kontrolerów lub tzw. ekspanderów),

• przewód magistrali zawiera 25 linii (24 dla IEEE-488) – zalecana odległość

między urządzeniami do 2 m, maksymalna całkowita długość magistrali 20 m.

sensory i systemy pomiarowe - imr.pwr.edu.plimr.pwr.edu.pl/wp-content/uploads/2018/06/j.pdf ·...

Documents