Интернет-журнал 'Домашняя лаборатория', 2008 №2 - Журнал «Домашняя лаборатория»

22. Как организуется коммутация обмоток униполярного ШД?

23. Как организуется коммутация обмоток биполярного ШД?

24. Какие методы используются для защиты ключей, коммутирующих обмотки ШД, от явления самоиндукции?

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ:

1. Ридико Л. Раз-шажок, два-шажок // Схемотехника.- 2001.-№ 7-10.

2. Арменский Е.В., Фалк Г.Б. Электрические микромашины. М.: Высшая школа, 1985.

3. Ивоботенко Б.А. и др. Дискретный электропривод с шаговыми двигателями. М.: Энергия,1971.

4. Подлипенский B.C., Сабинин Ю.А., Юрчук Л.Ю. Элементы и устройства автоматики./Под ред. Ю.А.Сабинина. Л.: Политехника, 1994.

Автоматизированный оптический спектрометр

Лабораторная работа № 5

ЦЕЛЬ РАБОТЫ:

Изучить принципы построения, программирования и отладки автоматизированных систем сбора и обработки аналого-цифровой информации на основе оптического спектрометра.

ОБОРУДОВАНИЕ:

Макет оптического спектрометра (источник света, держатель образца, монохроматор с шаговым двигателем, фокусирующая оптика, фотодетектор с усилителем), макет устройства управления шаговым двигателем, макет АЦП, макет коммутатора портов (демультиплексора), три регулируемых источника питания 0-30 В, мультиметр, двухлучевой осциллограф, персональный компьютер, соединительные провода, светофильтры-образцы с известными и неизвестными спектрами оптического поглощения.

Рис. 1. Структурная схема макета одноканального оптического спектрометра

Рис. 2. Принципиальная схема макета демультиплексора портов

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ:

Ридико Л. Раз-шажок, два-шажок // Схемотехника.- 2001.-№ 7-10.

Арменский Е.В., Фалк Г.Б. Электрические микромашины. М.: Высшая школа, 1985.

Ивоботенко Б.А. и др. Дискретный электропривод с шаговыми двигателями. М. Энергия,1971.

Подлипенский B.C., Сабинин Ю.А., Юрчук Л.Ю. Элементы и устройства автоматики./Под ред. Ю.А.Сабинина. Л.: Политехника, 1994.

Интерфейс Centronics и его программирование

Приложение

ПАРАЛЛЕЛЬНЫЙ ИНТЕРФЕЙС CENTRONICS

Исторически параллельный интерфейс был введен в персональный компьютер (ПК) для подключения принтера (отсюда и аббревиатура LPT — Line Printer — построчный принтер). Однако впоследствии параллельный интерфейс стал использоваться для подключения других периферийных устройств (ПУ). Базовая разновидность порта позволяет передавать данные только в одном направлении (от ПК к ПУ), однако позднее был разработан ряд стандартов двунаправленной передачи данных.

Адаптер параллельного интерфейса представляет собой набор регистров, расположенных в адресном пространстве устройств ввода/вывода. Количество регистров зависит от типа порта, однако, три из них стандартны и присутствуют всегда. Это регистр данных, регистр состояния и регистр управления. Адреса регистров отсчитываются от базового, стандартные значения которого 3BCh, 378h, 278h.

Порт может использовать аппаратное прерывание (IRQ7 или IRQ9). Многие современные системы позволяют изменять режим работы порта, его адрес и IRQ из настроек базовой системы ввода-вывода (Base Input Output System — BIOS) Setup.

LPT порт имеет внешнюю 8-битную шину данных, 5-битную шину сигналов состояния и 4-х битную шину управляющих сигналов. Очевидно, что порт асимметричен — 12 линий работают на вывод и только 5 на ввод.

При начальной загрузке BIOS пытается обнаружить параллельный порт, причем делает это примитивным и не всегда корректным образом — по возможным базовым адресам портов передается тестовый байт, состоящий из чередующегося набора нулей и единиц (55h или AAh), затем производится чтение по тому же адресу, и если прочитанный байт совпал с записанным, то считается, что по данному адресу найден LPT порт. Определить адрес порта LPT4 BIOS не может. Для работы с ПУ в BIOS предусмотрено прерывание INT 17h, предоставляющее возможность передавать данные (побайтно), инициализировать ПУ и получать информацию о его состоянии.

Понятие Centronics относится к набору сигналов, протоколу обмена и 36-контактному разъему, устанавливаемому в принтерах. Большинство современных принтеров совместимы с интерфейсом Centronics. Назначение сигналов и контакты разъема ПУ, на который они выведены приведены в таблице 1.

Примечание: столбец "Т" — активный уровень сигнала: "1" — высокий активный уровень, "0" — низкий активный уровень. Столбец "Напр." — направление передачи по отношению к принтеру: I — Input (вход), О — Output (выход).

Сигнал Auto LF практически не применяется, но его неправильное значение приводит к тому, что принтер либо делает пропуски строк, либо печатает строки поверх друг друга, либо дублирует строки при печати в два прохода.

Отечественным аналогом интерфейса Centronics является ИРПР-М. Кроме него существует интерфейс ИРПР (устаревший), который отличается протоколом обмена, отсутствием сигнала "Error" и инверсией линий данных. Кроме того, ко всем входным линиям ИРПР подключены пары согласующих резисторов: 220 Ом к +5 В и 330 Ом к общему проводу. Это перегружает большинство интерфейсных адаптеров современных ПК.

Рис. 1. Протокол обмена данными по интерфейсу Centronics

Протокол обмена данными по интерфейсу Centronics приведен на рис. 1. Передача начинается с проверки источником сигнала ERROR. Если он установлен, то обмен не производится. Затем проверяется состояние сигнала BUSY. Если он равен "0", то источник приступает к передаче байта данных. Для передачи байта источник выставляет на линии D0-D7 байт данных и выдает сигнал STROBE#. Приемник по сигналу STROBE# (здесь и далее по тексту значок "#" после названия сигнала является признаком того, что сигнал имеет низкий активный уровень) читает данные с шины данных и выставляет сигнал Busy на время его обработки. По окончании обработки приемник выдает сигнал ACK# и снимает сигнал BUSY. Если в течение длительного времени (6-12 сек) источник не получает АСК#, то он принимает решение о ошибке "тайм-аут" (time-out) устройства. Если после приема байта приемник по какой-либо причине не готов принимать данные, то он не снимает сигнал BUSY. При программной реализации обмена по указанному протоколу желательно ограничить время ожидания снятия BUSY (обычно 30–45 сек), иначе возможно зависание программы.

Стандартный параллельный порт называется SPP (Standard Parallel Port). SPP порт является однонаправленным, на его базе программно реализуется протокол обмена Centronics. Порт обеспечивает возможность генерации IRQ по импульсу ACK# на входе. Сигналы порта выводятся на стандартный разъем DB-25S (розетка), который размещен непосредственно на плате адаптера или соединяется с ним плоским шлейфом (в случае, если адаптер интегрирован с материнской платой).

Названия сигналов соответствуют названиям сигналов интерфейса Centronics (таблица 2), а изображение разъема интерфейсного адаптера со стороны компьютера приведено на рис. 2.

Примечание. I/O — направление передачи: I — вход; О — выход; 0(1) — выход, состояние которого может быть считано при определенных условиях, 0/1 — выходные линии, состояние которых читается при чтении из соответствующих регистров порта. * — Вход ACK# соединен с питанием +5 В через резистор 10 кОм. Это сделано для исключения ложных прерываний, т. к. прерывание генерируется по отрицательному перепаду сигнала на входе ACK#.