Измерительная система с магистралью приборного интерфейса

Структурная схема приборного интерфейса

Соединительные линии и шины являются пассивным элементом интерфейса, а все сигналы вырабатываются в ИФУ ФБ. Сочетание активных цепей ФБ (ИФУ) и шины составляют собственно интерфейс.

Интерфейсные функции контроллером или ФБУ могут быть произвольно распределены между ФБ системы, а также совмещены в конкретных приборах.

ФБП – функциональный блок приемник;

ФБИ – функциональный блок источник;

ФБИП – функциональный блок источник-приемник;

ФБУ – функциональный блок управления (контроллер, микро -ЭВМ);

ИФУ – интерфейсные узлы.

Шина данных (Data bus) передает информацию (данные и адреса) между ФБ по 8-ми линиям, обозначаемых ЛД1…ЛД8 (DIO-data input/output).

Шина управления передачей данных (шина согласования передачи или шина синхронизации) предназначена для согласования готовности источника и контроллера к передаче данных и состоит из 3-х линий:

СД – сопровождение данных, ГП – не готов к приему данных (not ready for data), ДП – данные не приняты.

Шина общего управления служит для передачи управляющих сигналов между контроллером и приборами и состоит из 5-и линий:

УП – управление (внимание), показывает, что по шине данных передается сообщение или команда; ОИ – очистка интерфейса, указывает на установку приборов в исходное состояние, сброс; ЗО – запрос на обслуживание, прибор запрашивает контроллер на связь при завершении измерения; ДУ – разрешение на дистанционное управление; КП – конец передачи.

ИС на базе КОП может быть построена с использованием программируемых и непрограммируемых цифровых измерительных приборов, схемы интерфейса которых (ИФУ) выполняются в двух вариантах:

1. Конструктивно размещенных внутри прибора, с установкой разъёма КОП и переключателя адреса на задней панели прибора.

2. В виде отдельно выполненных интерфейсных модулей ИФУ, подключаемых к серийно выпускаемым цифровым приборам или устройствам. Эти модули являются переходными устройствами (адаптерами) между выходом прибора и входом в магистраль приборного интерфейса.

где ОИ – объект исследования, К – коммутатор, ИУ – исполнительное устройство, УМ – усилитель мощности, ИФУ – интерфейсные узлы.

Принцип работы приборного интерфейса здесь следующий. При появлении информации от источника к приёмнику работа обоих приборов координируется сигналами по линиям шины синхронизации. При этом цикл передачи данных состоит из четырёх фаз:

1. Источник выставляет информационный байт ЛД1…ЛД8по шине данных. 2. Источник выставляет управляющие сигналы СД и ЗО. 3. Приёмник выставляет ГП, по СД принимает информацию и выставляет ДП. 4. Приёмник готовится к приёму нового байта данных и выставляет ГП.

Адресация приборов осуществляется контроллером по шине данных.

Приборный интерфейс позволяет из непрограммируемых приборов создавать ИС при помощи устройств сопряжения (интерфейсных плат) и микро ЭВМ в качестве контроллера системы.

11. Интерфейс V24/RS-232/C2

Стандартный интерфейс V24 принят международным консультативным комитетом по телефонии и по телеграфии (МККТТ или CCITT) в качестве основного первоначально для телеграфии позднее для автоматизации технологических процессов. Он более известен как RS-232 и под этим именем введен в стандарт США. В России он был назван С2 (стык 2), но в отличие от RS-232 он имеет токовый выход (токовую петлю).

Этому интерфейсу соответствует большинство современных систем последовательной передачи данных и систем автоматизации. Интерфейс обеспечивает передачу данных по несимметричным линиям связи на относительно небольшое расстояние до 15 м с невысокой скоростью до 20Кбит/с.

Интерфейс V24 используется для подключения к компьютеру периферийных устройств: модемов, принтеров, мыши, плоттеров, а также адаптеров аналогового и дискретного ввода-вывода, предназначенных для автоматизации технологического процесса.

V24 может включать в себя от 3 до 25 линий, связывающих компьютер с периферийными устройствами. Стандартным вариантом является 9 линий, 2 из них используются для последовательной передачи данных между ЭВМ и периферийными устройствами (ПУ); 5 линий служат для управления процессом обмена данными; 2 используются как сигнальная земля и защитный экран.

В зависимости от режима передачи данных устанавливается определенное число линий: в дуплексном режиме одновременно может идти приём и передача. В этом случае можно ограничиться тремя линиями. В полудуплексном режиме компьютер может или принимать или передавать данные раздельно во времени, поэтому для управления требуется ещё 2 линии, т.е. всего 5.

Интерфейс V24 совместим с последовательным Com-портом (communication) персонального компьютера. Для увеличения расстояния передачи данных используют специальные формирователи, преобразующие RS-232 в RS-485, 422 и 455.

Сигналы интерфейса V24 подразделяются на следующие типы:

1. сигналы передачи последовательных данных (TXD, RXD);

2. управляющие сигналы квитирования (RTS, CTS);

3. сигналы синхронизации(TC, RC).

В состав интерфейса входят следующие основные линии:

Остальные линии используются при полной версии работы интерфейса.

В дуплексном режиме используются 3 линии TXD, RXD, SG. Компьютер одновременно по линии TXD передает, а по RXD принимает данные.

В полудуплексном режиме добавляются 2 линии и работают TXD, RXD, SG, RTS, CTS. Линии RTS, CTS используются для переключения компьютера из режима приема в режим передачи. В случае если данные передаются в одну сторону, то используются линии TXD, CTS, SG.