Изучение принципов программирования платы расширения содержащей параллельный периферийный адаптер с использованием интегрированной среды разработки языка программирования С++ Builder 5

6.1.7.6. «Методические указания по отдельным видам занятий»

Государственное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ»

Кафедра “Автоматика и телемеханика на железных дорогах”.

ИЗУЧЕНИЕ ПРИНЦИПОВ ПРОГРАММИРОВАНИЯ

ПЛАТЫ РАСШИРЕНИЯ СОДЕРЖАЩЕЙ ПАРАЛЛЕЛЬНЫЙ

ПЕРИФЕРИЙНЫЙ АДАПТЕР С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ

ИНТЕГРИРОВАННОЙ СРЕДЫ РАЗРАБОТКИ

ЯЗЫКА ПРОГРАММИРОВАНИЯ С++ Builder 5.

Методические указания к лабораторной работе №6

по дисциплине:

“Микропроцессорные информационно-управляющие системы и устройства

железнодорожного транспорта”.

Санкт-Петербург

2006

Цель работы - ознакомление со структурой плат расширения лабораторной установки, изучение основ управления платами расширения с помощью программных приложений в системе программирования С++ Builder 5 с использованием Интегрированной Среды Разработки, освоение методики разработки приложений. Программирование параллельного периферийного адаптера (ППА) на микросхеме intel 8255.

1 Описание лабораторной установки

Общий вид блока ввода/вывода дискретных и аналоговых сигналов лабораторной установки представлен на рисунке 1.

Рисунок 1

В состав блока входят:

- порты ввода/вывода параллельного периферийного адаптера (ППА);

- светодиодные индикаторы состояния портов ввода/вывода ППА;

-  четырёхразрядный двоичный счётчик, работающий в режиме сложения, подключенный к каналу А ППА;

-  кнопка К1 служащая для добавления в счётчик “+1”;

-  кнопка К2 служащая для установки счётчика в “0”;

- тумблеры Х1, Х2,…, Х8, подключённые к разрядам В0, В1,…,В7, ППА  соответственно;

-  гнёзда разрядов  С0, С1,…,С7 для подключения измерительных приборов (например, вольтметр, осциллограф);

-  жидкокристаллический индикатор панели управления для отображения значения напряжения на входе аналого-цифрового преобразователя (АЦП);

- переключатели R1 и R2, позволяющие изменять сигнал на входе АЦП от 0 до 5В;

-  переключатель П3 для управления  аппаратным входом интервального таймера (ИТ);

-  Гнездо “Выходная частота” позволяющее увидеть частоту, формируемую ИТ;

-  Гнездо “Выходная частота” позволяющее увидеть частоту, формируемую ИТ.

Лабораторная установка позволяет исследовать алгоритмы обработки дискретных и аналоговых сигналов микропроцессорных систем железнодорожной автоматики. Подключение плат расширения компьютера к периферийным устройствам, формирующих и отображающих дискретные и аналоговые сигналы, показано на рисунке 2. В корпусе компьютера установлены пять плат расширения, подключённых к шине ISA (Industry Standart Architecture) компьютера:

- плата PCL-836 – содержит БИС программно и аппаратно управляемого интервального таймера;

- плата 5600 – содержит программно управляемый БИС для ввода и вывода дискретных сигналов (параллельный, периферийный адаптер ППА);

- плата 5720 – содержит БИС программно управляемого аналого-цифрового преобразователя для работы с однополярными аналоговыми сигналами;

- плата PCL-818 – содержит программно управляемые БИС аналого-цифрового и цифро-аналогового преобразователей для работы с биполярными сигналами;

- плата Realtex RTL 8019 (AS) ISA – содержит сетевой адаптер для включения лабораторной установки в локальную вычислительную сеть.

Рисунок 2

2  Структура плат расширения

Платы расширения используются в микропроцессорных управляющих системах на базе промышленных компьютеров для управления внешними периферийными устройствами или объектами управления и контроля их состояния. Тип применяемой платы выбирается в зависимости от вида и уровня сигналов поступающих или передаваемых на периферийные устройства или объекты управления. К наиболее часто применяемым платам расширения относятся:

-  платы ввода/вывода логических сигналов (уровень логического “0” не более 0,4В, уровень логической “1” не менее 2,4В, питание 5В+5%);

-  платы таймеров (формирование временных задержек, строб импульсов, тактовых импульсов, прерываний и т.д.);

-  платы аналого-цифровых и цифро-аналоговых преобразователей (преобразование аналоговых сигналов тока или напряжения в цифровой вид с целью измерения, анализа, управления и т.п.);

-  платы релейных входов/выходов (управление, проверка и коммутация сигналов высокого уровня тока или напряжения);

-  платы оптронных развязок (исключение влияния помех на работу промышленных управляющих компьютеров в процессе выполнения программ);

-  платы последовательных интерфейсов (обеспечение связи с другими вычислительными системами по линии с помощью интерфейсов типа RS – 232, RS – 422, RS – 485).

Платы расширения подключаются к промышленным компьютерам с помощью стандартной системной шины ISA – Industry Standart Architecture. Для подключения к внешним периферийным устройствам на платах расширения устанавливаются разъемы различных типов в зависимости от количества входов/выходов. Внешний вид платы расширения показан на рисунке 3. Структура платы ввода/вывода логических сигналов на 24 линии показана на рисунке 4.

 Плата содержит:

-  ISA BUS – разъем для подключения к шине ISA;

-  DC/DC converter – формирователь уровня питающего напряжения;

-  Address selection – контроллер адресной шины;

-  Interrupt selection – формирователь прерываний;

-  Card Address Selector – переключатель адресов платы расширения;