Manual2 complet

8/7/2019 Manual2 complet

1/69

SISTEMUL CU

MICROPROCESOR PE 32 DE

BII (modul Z3/EV)

Volumul 2/4 Teorie i exerciiii Appendix


2/69

INDEX

INDEX................................ ................................ ................................ ................................ ................. 2

LECIA 13: INTERFAA SERIAL ................................ ................................ ................................ .......... 3

LECIA 14: CONVERTORUL DIGITAL/ANALOGIC ................................ ................................ ................ 17

LECIA 15: CONVERSIAANALOG/DIGITAL ................................ ................................ ....................... 24

A. MONITORUL DECOMAND AL MODULUIEV/Z3................................ ................................ ....... 33

B. RESURSELE MONITORULUI ................................ ................................ ................................ ....... 39

C. COMUNICAREACUCOMPUTERUL PERSONAL ................................ ................................ ........... 46

D. ELEMENTEDEELECTRONICA ............................................................................................ ..........48


3/69

LECIA 13: INTERFAA SERIAL

OBIECTIVE

yP

rincipiile comunicrii serialey Interfaa serial a modului Z3/EVy Controlerul 8250y Regitrii controlerului 8250y Programarea interfeei serialey Realizarea unor aplicaii i exerciii

MATERIALE

y Unitatea de baz pentru sistemele IPES (surs de curent mod.PS1-PSU/, prizmod.MU/EV, unitate de management individual mod.SIS1/SIS2/SIS3)

y Modul experimental mod.Z3/EV

yO

sciloscopPrincipiilecomunicrii seriale

Pentru transmisia datelor ntre calculatoare se folosete transmisia serial, n locultransmisiei paralele, atunci cnd:

y Distana e mai mare de 3 4 my Numerele liniilor de conexiune trebuie s fie minime

Transmisia serial face posibil transmisia datelor ntre sisteme, aflate la mare distanunele fa de celelalte, utiliznd doar cteva linii. De asemenea face posibil utilizarealiniilor de telefonie prin instalarea unor modulatoare special, numite modemuri.

Deoarece procesoarele utilizeaz o magistral de date de tip paralel, iar n mod normalcantitatea minim de informaii trimis la un moment dat este un octet, avem nevoie deconversie din paralel n serial.Regitrii de shiftare sunt utilizai ca n figura urmtoare:


4/69

Formatul datelor ncomunicarea serialasincron

Pentru a transmite datele n modul asincron, fr utilizarea unui ceas intermediar cares se ocupe de sincronizarea transmisiei i recepiei, ntr-o linie serial este nevoie deinformaie suplimentar adaugat biilor de dat trimii.Astfel s-a dezvoltat un nou standard de transmisie:

y Starea liniei de transmisie este n mod normal setat la 1 logic.y Transmisia ncepe cu bitul de start (Start Bit) setat la nivelul 0 logic.y Apoi, sunt transmii bii de date (Character Bits) n linie, ncepnd cu cel mai

puin semnificativ (numrul de bii este de 7 sau 8 i se pstreaz polaritatea).y Dup biii de date se poate aduga un bit de paritate (Parity Bit), care poate fi:

Par: se seteaz 0 sau 1 pentru a face ca suma biilor 1 sa dea unnumr par

Impar: se seteaz 0 sau 1 pentru a face ca suma biilor 1 sa deaun numr impar

y La sfritul transmisiei sunt adugai unul sau doi bii de stop (Stop Bit).y Durata de transmisie a unui bit depinde de viteza transmisiei (baud-rate) care

poate avea n mod normal una dintre urmtoarele valori: 300, 600, 1200, 2400,4800, 9600, 19200, 38400,..

n ceea ce privete nivelele semnalelor pe linie, se pot aplica urmtoarele reguli:y Un semnal ntre +3V i +12 V va avea valoarea logic 1

y Un semnal ntre -3V i -12 V va avea valoarea logic 0y Un semnal ntre -3V i +3V va avea o stare nedefinit

Toate aceste reguli sunt definite sub standardul RS-232 pentru transmisia serial

asincron.

Interfaa serialamodulului EV/Z3

Interfaa serial a modului EV/Z3 satisface toate caracteristicile standardului RS-232.n mod particular, chiar i semnalele de ieire ale conectorului J2 satisfac aceststandard.S-a ales pentru realizarea transmisiei seriale un conector cu 9 pini, cel care seutilizeaz i la interfaa serial a unui PC.

Diagrama interfeei seriale este prezentat n figura de mai jos.


5/69

Interfaa serial utilizeaz un controlerul de comunicaie asincron 8250(AsynchronousCommunication Controller).Este un dispozitiv programabil I/O, de uz general, proiectat pentru microprocesoareledin familia Intel.Un oscilator extern la frecvena de 1.8432 Mhz furnizeaz ceasul pentru transmisie irecepie. Acest semnal de ceas este apoi divizat intern de ctre controlerul 8250 pentrua furniza diferite rate de transmisie.

Semnalele prezente la ieirea conectului J2 sunt:y Pin 1(DCD): Data CarrierDetect (semnal de intrare). Este un semnal de control

al modemului.

y Pin 2(RXD): Received Data (semnal de intrare). Datele seriale primite de lacomponentele externe.y Pin 3(TXD): Transmitted Data (semnal de ieire). Datele seriale transmise

ctre componentele externe.y Pin 4(DTR): Data Terminal Ready (semnal de ieire). Semnal de control al

modemului ce informeaz asupra momentului cnd modului EV/Z3 estepregtit s nceap o sesiune de transmisie.

y Pin 5(GND): Mas


6/69

y Pin 6(DSR): Data Set Ready (semnal de intrare). Semnal de control almodemului ce informeaz modulul EV/Z3 asupra momentului n carecomponenta extern este pregtit pentru realizarea comunicaiei.

y Pin 7(RTS): Request To Send (semnal de ieire). Cere modului EV/Z3 strimit un octet.

y Pin 8(CTS): Clear to Send(semnal de intrare). Cere componentei externe s

trimit un octet.

Controlerul 8250 funcioneaz cu semnale de nivel logic TTL, iar pentru semnalele deieire se folosete standardul RS-232 ce utilizeaz nivele de +/-12V. Pentru conversianivelelor se utilizeaz IC14 (1488) i IC15 (489).

Controlerul 8250: Performane iregitriiinterni

Controlerul 8250 este un periferic din familia Intel, ce implementeaz standardul RS-232.Este format din:

y Ceasul intern programabil divizat pentru a genera una din frecvenele de

transmisie de la 75 la 9600 b/s.y Bit de start, bit de stop, bit de paritatey Buffer dublu de intrare i de ieirey Intrare pentru un ceas independenty Semnale de control a modemului: CTS, RTS, DSR, DTR.

Diferitele moduri de funcionare ale controlerului se pot selecta prin programarearegitrilor.Poate comunica cu microprocesorul prin intermediul urmtoarelor adrese, carecorespund urmtorilor regitrii interni:

y 330H Registrul buffer de recepie (Receive BufferRegister)y 330H Registrul de reinere a transmisiei (Transmit Holding Register)y 333H Registrul de control al liniei (Line Control Register)y 335H Registrul de stare al liniei (Line Status Register)y 334H Registrul de control al modemului (Modem Control Register)y 336H Registrul de stare al modemului (Modem Status Register)y 330H Latch de divizare a celui mai puin semnificativ octet (DivisorLatch

LSB)y 331H Latch de divizare a celui mai semnificativ octet (DivisorLatch MSB)y 332H Registrul de detecie a ntreruperilor (Interrupt IdentificationRegister)y 331H Registrul de activare a ntreruperilor (Interrupr Enable Register)

Controlerul 8250: Semnaleleexterne

Controlerul 8250 are urmtoarele linii de I/O:Semnale deintrare.

y CS0, CS1, CS2# (Chip Select): semnale de activare a componentei. Seutilizeaz doarCS2#.

y DISTR# (Data Input Strobe)(Linia de date de intrare): Atunci cnd DISTR# arevaloarea 0 logic, se selecteaz componenta, iar citirea este posibil.

y DOSTR# (Data Output Strobe)(Linia de date de ieire): Atunci cnd DOSTR#are valoarea 0 logic, se selecteaz componenta, iar scrierea este posibil.


7/69

y ADS# (Address Strobe)(Linia de adrese): Atunci cnd are valoarea 0 logic,componenta citete adresele de la liniile A0, A1, A2.

y A0, A1, A2 (Register Select)(Selecia registrului): Liniile de adres folositepentru selectarea registrului. Ele provin din liniile analogice ale magistraleimicroprocesorului.

y RESET(resetare): iniializeaz procesoruly RCLK: Semnal de ceas de recepiey RXD (Received Data)(Datele receptate): intrare serial a datelor trimise prin

linia de comunicaie.y CTS# (Clear to Send) (terge pentru trimitere): Linie de control a transmisiei

de date a modemului. Atunci cnd e activ, se pot transmite datele.y DSR#(Data Set Ready): Linie de control a modemului pentru a determina

comunicaia.y DCD#(Data CarrierDetect)(Detectarea transmisiei de date): Este activ atunci

cnd comunicaia se poate realiza.y RI#(Ring Indicator)(Indicator de inel): nu se utilizeaz

Semnale deieire.y DTR#(Terminal Ready)(Terminalul e pregtit): Atunci cnd este activ indicfaptul c controlerul 8250 este pregtit de comunicaie.

y RTS#(Request To Send)(Cerere de transmisie): Atunci cnd este activ indicfaptul ca controlerul 8250 este pregtit pentru transmisia unui octet.

y OUT1# (Output1)(Ieire 1): neutilizaty OUT2# (Output2)(Ieire 2): neutilizaty BAUDOUT# (Baud Out): ceas de transmisiey TXD (Transmitted Data)(Date transmise): ieire serial pentru tranmisie a

datelor prin liniile de comunicaie.

Semnale deintrare/ieire.y D0 D7(Magistrala de date): magistrala de date a conexiunii

microprocesoruluiy XTAL (Intrare de ceas): intrare pentru ceas

Programareainterfeei seriale

Pentru scrierea programelor de comunicaie se pot folosi direct regitrii controlerului8250.Acest mod de scriere a programelor este foarte complex deoarece cantitatea deinformaii este foarte mare.Pentru simplificarea programrii interfeei seriale, monitorul sistemului a fost prevzut

cu o ntrerupere software special (INT 14H) i toate funciile necesare realizrii uneicomunicaii seriale.

INT14H: Controleazinterfaa serialAceast ntrerupere realizeaz operaiile necesare funcionrii interfeei serialeasincroneRS 232. Aceste funcii pot fi alese n funcie de coninutul registrului AH:


8/69

INTRARE AH = 0 : Iniializare

AH = 1 : Trimiterea unui caracterAH = 2 : Recepia unui caracterAH = 3 : Citirea striiAH = 4 : Controlul modemului

AH = 0 : Iniializareaunuiport decomunicaieConinutul registrului AL determin parametrii iniializrii:

Registrul AL ProgramareBii 7, 6, 5 Rata de transmisie

= 000 : 1200= 001 : 2400= 010 : 4800= 011 : 9600

Bii 4,3 Paritate= 00 : nu= 01 : impar= 10 : nu= 11 : par

Bit 2 Bii de stop= 0 : 1= 1 : 2

Bii 1, 0 Lungimea cuvntului= 10 : 7 bii= 11 : 8 bii

AH = 1 : TransmisiaunuicaracterConinutul registrului AL reprezint caracterul trimis.naintea de trimiterea unui caracter, se ateapt pentru alte eventuale caractere pentru afi trimise mai inti.

AH = 2 : RecepiaunuicaracterConinutul registrului AL reprezint caracterul receptat.Se ateapt disponibilitatea caracterului nainte de revenirea la programul cel apeleaz.

AH = 3 : Citirea striiConinutul registrului AH reprezint starea curent a liniei de transmisie i amodemului.

Registrul AH StareamodemuluiBitul 7Bitul 6B

itul 5Bitul 4Bitul 3Bitul 2Bitul 1Bitul 0

Detecia semnalului de pe linia de recepieIndicator de inel

Seteaz datele ca fiind disponibileterge datele pentru trimitereDetecia semnalului de pe linia de recepie deltaDetector a urmei marginii ineluluiSeteaz datele delta ca fiind disponibileterge datele delta pentru trimitere

Registrul AL StarealinieiBitul 7Bitul 6Bitul 5

Time-outRegistru de shiftare transmitor golRegistru de reinere a transmisiei gol


9/69

Bitul 4Bitul 3Bitul 2Bitul 1Bitul 0

Detecia breakuluiEroare de cadruEroare de paritateEroare de depireDatele sunt disponibile

AH = 4 : Controlulmodemului

Coninutul registrului AL determin starea curent a modemului ce va fi programat.

Registrul AL StareamodemuluiBitul 7Bitul 6Bitul 5Bitul 4Bitul 3Bitul 2Bitul 1Bitul 0

000LoopIeire 2Ieire 1Cerere de trimitere (RTS)Terminal de date pregtit (DTR)

Conexiunea dintremodulul Z3 iounitate serial de distanExist mai multe posibiliti de a conecta ntre ele dou dispozitive prin intermediulportului serial.Cea mai simpl este folosind o conexiune cu 3 cabluri ca n figura de mai jos:

Acest tip de conexiune prezint probleme de sincronizare a semnalelor dintre celedou componente, i astfel exist o lips de control a transmisiei de date.Componenta ce transmite poate ncepe transmisia nainte ca componenta de recepie sfie disponibil, aadar se pot produce pierderi.Altfel, dac componenta de recepie lucreaz mai rapid dect cea care trimite, se vorproduce pierderi de date (octei) n timpul comunicaiei.

n mod normal, se utilizeaz liniile de comunicaie pentru a controla debitul de datedintre cele dou componente, prin intermediul acestora se va evita pierderea de date.Conexiunea cu semnale de control a datelor este ilustrat mai jos:


10/69

y Liniile DTR (Data Terminal Ready) i DSR (Data Set Ready) sunt folosite

pentru a face conexiunea ntre cele dou componente. Ele sunt activate lanceputul sesiunii de comunicaie i dezactivate la finalul ei.

y Liniile RST (Request To Send) i CTS (Clear To Send) sunt utilizate pentrucontrolul transmisiei unui singur octet.


11/69

QUIZ

Setaitoatecomutatoarele npoziia OFF

Program detransmiterea datelor.Dorim s realizm un program care s transmit date de la modulul Z3/EV ctre unperiferic conectat la portul serial.innd cont de ce a fost prezentat n partea teoretic, acest program trebuie sfuncioneze dup schema de mai jos.

Analiznd aceast schem, putem deduce urmtoarele etape:y Modulul Z3 trebuie s activeze semnalul DTRpentru a indica celeilalte

componente c se dorete realizarea unei comunicaii.y Cealalt component primete acest semnal prin intermediul linieiDSRi

activez propria linie DTR.y Atunci cnd modulul Z3 va primi un semnal activ pe linia DSRse va activa

linia de comunicare dintre cele dou componente.y Cealalt component va semnala c este gata sa primeasc date prin

intermediul liniei RTSy Modulul Z3 ateapt pn cnd linia CTS (care este linia RTS a celeilalte

componente) este activ, nainte de a-i trimite reciproc datey Modulul Z3 transmite codul ASCII 01010101B y Rularea programul modulului Z3 care se ntrerupe pentru a atepta semnalul

CTS pentru a se putea permite transmiterea unui nou octet.

Codul surs al programului este urmtorul:

1 PAGE 70,1662 ;----------------------- PRG_TX -----------------------3 ; transmisia datelor pe portul serial4 ;parametrii TX: 1200, N, 8, 15 ;ateptarea semnalului DSR la nceputul conexiunii6 ; ateptarea semnalului CTS la fiecare nou octet transmis7 = 0800 MEM_POS = 0800H8 = 0080 DS_SEG = 0080H9 = 01F4 DELAY = 500 ;ntrziere n ms10 = 000B IDIS_STR = 0BH ; ntrerupere de afiare a unui ir de caractere11 = 000D IWAIT_MS = 0DH ; ntrerupere de ateptare12 = 0014 ISERIAL = 14H ; ntrerupere serial


12/69

13 = 000F IDA = 0FH1415 ;---------------------------------------- CODE16 ;Programul este ncrcat la adresa 0000:MEM_POS17 0000 CODE SEGMENT18 ASSUME CS:CODE, DS:CODE19 0000 ORG 00H20 0000 B8 0080 START: MOV AX,DS_SEG21 0003 B8 0080 MOV AX,DS_SEG

22 0006 8E D8 MOV DS,AX ;ncarc segmentul de date23 0008 BE 0042 R MOV SI,OFFSET MW_DSR24 000B CD 0B INT IDIS_STR ;afieaz mesajul MSG25 000D B4 00 MOV AH,00H26 000F B0 63 MOV AL,01100011B27 0011 CD 14 INT ISERIAL ; programare serial28 0013 B4 04 MOV AH,04H29 0015 B0 01 MOV AL,00000001B ;activare DTR30 0017 CD 14 INT ISERIAL31 0019 B4 03 W_DSR: MOV AH,03H32 001B CD 14 INT ISERIAL33 001D 80 E4 20 AND AH,00100000B ;verific DSR34 0020 74 F7 JZ W_DSR ;salt dac nu e activ3536 0022 BE 0053 R TLOOP: MOV SI,OFFSET MW_CTS37 0025 CD 0B INT IDIS_STR ;afieaz mesajul MSG38 0027 B4 03 W_CTS: MOV AH,03H39 0029 CD 14 INT ISERIAL

40 002B 80 E4 10 AND AH,00010000B ;verific CTS41 002E 74 F7 JZ W_CTS ;salt dac nu e activ4243 0030 B4 01 MOV AH,01H44 0032 B0 55 MOV AL,01010101B45 0034 CD 14 INT ISERIAL ;transmisia datelor46 0036 BE 0064 R MOV SI,OFFSET MS_BYTE47 0039 CD 0B INT IDIS_STR ;afieaz mesajul MSG48 003B B8 07D0 MOV AX,200049 003E CD 0D INT IWAIT_MS50 0040 EB E0 JMP TLOOP5152 0042 57 61 69 74 20 66 MW_DSR DB 'Wait for DSR ',00H53 6F 72 20 44 53 5254 20 20 20 20 0055 0053 57 61 69 74 20 66 MW_CTS DB 'Wait for CTS ',00H56 6F 72 20 43 54 5357 20 20 20 20 0058 0064 42 79 74 65 20 74 MS_BYTE DB 'Byte transmitted ',00H59 72 61 73 6D 65 7360 73 6F 20 20 006162 0075 CODE ENDS63 END START

Introducei programul n modulul EV/Z3 de la tastatur (n cazul utilizrii unui PCfolosii aplicaia MODZ3 pentru transferul programului PRG_TX prin interfaa serialsau paralel, utiliznd cablurile adecvate).

Dai comanda: LD_KBSpecificai adresa de plecare: 0000:0800Introducei codurile programului: B8, 80, 00, ..., 20, 00.

Acest program necesit utilizarea unui dispozitiv extern ca i unitate de comunicare ladistan. n acest caz se va folosi un PC.Conectai modulul Z3 la PC prin intermediul unui cablu serial adecvat.Rulai pe PC programul de comunicaie (se poate utiliza terminalul de Windows pecare l putei gsi n accesorii).Setai viteza de transmisie la 1200 baud, 8 bii, fr paritate, 1 bit de stop.Presetai controlul de debit al datelor al tipului de hardware (ce utilizeaz liniile DTR,DSR, CTS, RTS).


13/69

Dai comanda GO 0080:0000 (sau RUN) pentru a executa programul.

Q1 Ce liter, transmis de la modulul Z3, apare la calculator?

SET

A B1 2 A

2 5 a

3 1 G

4 3 U

5 4 u

Setaicomutatorul S13 npoziia ON

Q2 Se poate observa cum transmisia s-a oprit. Care este motivul acestei opriri?

SET

A B

1 5 Linia de transmisie TX este ntrerupt, iar semnalul nu e prezent lapunctul de test corespunztor.

2 4 Semnalul de ceas necesar funcionrii 8250 nu este prezent pe pinulde intrare respectiv

3 2 Oscilatorul la 1,8432 Mhz nu funcioneaz

4 3 Semnalul de alegere a componentei (CS2#) nu ajunge la 8255

5 1 Semnalele de magistral nu ajung corect la 8250.

Setaicomutatorul S13 npoziia OFF.Setaicomutatorul S11 npoziia ON.

Q3 Transmisia datelor nc nu funcioneaz. Care este cauza acestei noi erori?

SET

A B

1 4 Linia de transmisie TX este ntrerupt, iar semnalul nu este prezent lapunctul de test corespunztor

2 5 Semnalul de ceas necesar funcionrii 8250 nu este prezent pe pinul

de intrare respectiv3 1 Oscilatorul la 1,8432 Mhz nu funcioneaz

4 2 Semnalul de alegere a componentei (CS2#) nu ajunge la 8255

5 3 Semnalele de magistral nu ajung corect la 8250.

Setaicomutatorul S11 npoziia OFF.


14/69

Programul derecepieal datelorVom dori s realizm un program prin care modulul EV/Z3 s primeasc date prinportul serial de la un periferic conectat la el.Acest program trebuie s urmreasc urmtoarea schema logic:

Analiznd diagrama de mai sus putem deduce urmtoarele informaii:y Modulul Z3 activeaz semnalul DTRpentru a indica perifericului c dorete s

realizeze o comunicaie.y Perifericul primete acest semnal prin intermediul liniei DSRi activeaz la

rndul lui linia DTR.

y Atunci cnd modulul Z3 recepioneaz semnalul pe linia DSR, considercomunicaia ca fiind iniiaty Perifericul semnaleaz c este pregtit s primeasc date prin intermediul liniei

RTSy Modulul Z3 ateapt activarea liniei CTS (ce vine de la linia RTS a

perifericului), iar apoi ncepe transmiterea datelory Modulul Z3 trece n modul de recepie al datelory O dat ce a recepionat datele, modulul Z3 dezactiveaz linia RTS pentru a

bloca transmiterea altor datey Programul ncrcat n modulul Z3 va ncepe prelucrarea datelor primite

(afiarea pe ecran)yProgramul ncrcat n modulul Z3 revine la ciclul de comunicaie serialreactivnd linia RTS pentru recepia altor date.

Codul surs al programului este urmtorul:1 PAGE 70,1662 ;----------------------- PRG_RX -----------------------3 ; recepia datelor de la interfaa serial4 ;parametrii lui RX: 1200, N, 8, 15 ; activeaz DTR la nceputul conexiunii6 ; activeaz RTS la fiecare octet recepionat7 = 0800 MEM_POS = 0800H8 = 0080 DS_SEG = 0080H


15/69

9 = 01F4 DELAY = 500 ;ateptare (ms)10 = 0009 IDIS_BYTE = 09H ;afieaz un octet11 = 000B IDIS_STR = 0BH ;afieaz un ir de caractere12 = 000D IWAIT_MS = 0DH ;ateptare13 = 0014 ISERIAL = 14H ;ntrerupere transmitere serial14 = 000F IDA = 0FH1516 ;---------------------------------------- CODE17 ;programul este ncrcat la adresa 0000:MEM_POS

18 0000 CODE SEGMENT19 ASSUME CS:CODE, DS:CODE20 0000 ORG 00H21 0000 B8 0080 START: MOV AX,DS_SEG22 0003 B8 0080 MOV AX,DS_SEG23 0006 8E D8 MOV DS,AX ;ncarc segmentul de date24 0008 B4 00 MOV AH,00H25 000A B0 63 MOV AL,01100011B26 000C CD 14 INT ISERIAL ;programare serial27 000E B4 04 MOV AH,04H28 0010 B0 01 MOV AL,00000001B ;activeaz DTR29 0012 CD 14 INT ISERIAL3031 0014 BE 0052 R MOV SI,OFFSET MW_DSR32 0017 CD 0B INT IDIS_STR ;afieaz mesajul MSG33 0019 B4 03 W_DSR: MOV AH,03H34 001B CD 14 INT ISERIAL35 001D 80 E4 20 AND AH,00100000B ;verific DSR

36 0020 74 F7 JZ W_DSR ;sare dac nu e activ3738 0022 BB 0000 MOV BX,0000H ;numrtor39 0025 BE 0063 R MOV SI,OFFSET M_BYTE40 0028 CD 0B INT IDIS_STR ;afieaz irul de caractere4142 002A B4 04 TLOOP: MOV AH,04H43 002C B0 03 MOV AL,00000011B ;DTR=ON, RTS=ON44 002E CD 14 INT ISERIAL45 0030 B4 02 MOV AH,02H46 0032 CD 14 INT ISERIAL ;citete datele47 0034 50 PUSH AX48 0035 B4 04 MOV AH,04H49 0037 B0 03 MOV AL,00000011B ;DTR=OFF, RTS=ON5051 0039 58 POP AX52 003A B1 0E MOV CL,1453 003C CD 09 INT IDIS_BYTE ;afieaz datele54 003E 8A C7 MOV AL,BH55 0040 B1 05 MOV CL,556 0042 CD 09 INT IDIS_BYTE ; afieaz octetul cel mai semnificativ57 0044 8A C3 MOV AL,BL58 0046 B1 07 MOV CL,759 0048 CD 09 INT IDIS_BYTE;afieaz octetul cel mai puin semnificativ6061 004A 43 INC BX62 004B B8 00C8 MOV AX,20063 004E CD 0D INT IWAIT_MS64 0050 EB D8 JMP TLOOP6566 0052 57 61 69 74 20 66 MW_DSR DB 'Wait for DSR ',00H67 6F 72 20 44 53 5268 20 20 20 20 0069 0063 4E 75 6D 2E 20 78 M_BYTE DB 'Num. xxxx B. xx',00H70 78 78 78 20 20 42

71 2E 20 78 78 007273 0074 CODE ENDS74 END START

Programul permite afiarea pe display a codului hexazecimal recepionat (n parteadreapt) i numrul octeilor primii (n partea central).Introducei programul n modulul EV/Z3 de la tastatur (n cazul utilizrii unui PCfolosii aplicaia MODZ3 pentru transferul programului PRG_KB prin interfaa serialsau paralel, utiliznd cablurile adecvate).


16/69

Dai comanda: LD_KBSpecificai adresa de plecare: 0000:0800Introducei codurile programului.Acest program necesit utilizarea unui dispozitiv extern ca i unitate de comunicare ladistan. n acest caz se va folosi un PC.

Conectai modulul Z3 la PC prin intermediul unui cablu serial adecvat.Rulai pe PC programul de comunicaie (se poate utiliza terminalul de Windows pecare l putei gsi n accesorii).Setai viteza de transmisie la 1200 baud, 8 bii, fr paritate, 1 bit de stop.Presetai controlul de debit al datelor al tipului de hardware (ce utilizeaz liniile DTR,DSR, CTS, RTS).Dai comanda GO 0080:0000 (sau RUN) pentru a executa programul.Apsai tasta A de la tastatura PC-ului.

Q4 Ce cod hexazecimal, primit de modulul Z3, apare pe afiajul modulului (npartea dreapt)?

SETA B

1 3 00

2 5 FF

3 4 32

4 2 68

5 1 41

Setaicomutatorul S9 npoziia ON.

Q5 Se poate observa c apsnd orice tast la tastatura PC-ului, afiajul moduluiZ3 nu este updatat. De unde provine aceast eroare?

SET

A B

1 4 Semnalul DTRnu mai este activ, iar transmisia este ntrerupt

2 1 Semnalul de ceas necesar funcionrii 8250 nu este prezent pe pinulcorespunztor

3 5 Semnalul de recepie RXD nu este prezent la intrarea n 8250

4 2 Semnalul de activare a componentei generat de 8250 (pinulC

S2#) nuajunge la destinaie

5 3 Semnalul magistralei de date nu ajunge corect la 8250



17/69

LECIA 14: CONVERTORUL DIGITAL/ANALOGIC

OBIECTIVE

y Utilizarea principiilor conversiei digitale/analogicey Utilizarea converterului DAC0800y Aplicaii ale converteruluiDAC0800 pe modulul Z3y Realizarea unor aplicaii i exerciii

MATERIALE


y Modul experimental mod.Z3/EVy Osciloscop

Utilizareaconversiei digitale/analogice n momentul de fa microprocesoarele sunt utilizate n diverse aplicaii, att nsisteme digitale, dar i n sisteme analogice.Astfel, a aprut problema transformrii semnalelor analogice n semnale digitale iinvers.S lum ca exemplu schema de mai jos, unde este reprezentat modul de control alrotaiei unui motor prin intermediul unui microcontroler.

Putem observa urmtoarele componente:y Un convertor analogic/digital pentru citirea vitezei de rotaie a motoruluiy Un convertor digital/analogic pentru furnizarea semnalului de comand ctre

regulatorul de putere al motorului.

Exist mai multe tipuri de convertoare cu performane diferite ce se axeaz pe:y Timpul de conversiey Rezoluiey Numrul de intrri i ieiriy Etc.

n acest capitol va fi studiat convertorulDAC0800, utilizat n modulul EV/Z3.

Principiileconversiei digitale/analogice

Un convertor digital/analogic transform informaia digital (starea logic a unuia saumai multor bii de intrare) ntr-un semnal analogic, care deobicei este un curent.S lum n consideraie exemplul de mai jos:

y Ir este curentul de referin al intrrii


18/69

y B0 B3 sunt intrri digitale ale convertoruluiy Iout este curentul de ieire

Curentul de ieire Iout este suma ponderilor curentului de intrare Ir.Ponderile se obin prin intermediul unor rezistene, iar curentul de ieire se obinensumnd curenii de pe ramurile ce au comutatoarele CMOS activate (aceastea devinactive atunci cnd intrarea corespunztoarea este de nivel logic 1.Ponderea reelei poart numele de reea scar(LadderNetwork), iar preciziarezistenei i a curentului de referin Ir, determin precizia convertoruluianalogic/digital.

Caracteristicileconvertorului DAC0800DAC0800 este un convertor digital-analogic monolitic, pe 8 bii, cu o vitez deconversie mare (100 ns) i ieire n curent.Este prevzut cu un curent complementar de ieire, prin intermediul cruia se poateface raportul diferenial al tensiunilor de ieire prin utilizarea unei simple rezistene dencrcare.Intrrile rezistente la zgomote accept nivele TTL avnd un pin VLC cu un prag logicsetat la mas.Modificnd tensiunea la pinul VLC se pot interfaa i alte familii logice.Performanele i caractersiticile componentei rmn neschimbate pe parcursul aplicriiunei game de tensiuni admise.

Dispersia de putere este de doar 33 mW la o tensiune de intrare de 5V i esteindependent de starea intrrilor logice.Caracteristicile acestei componente sunt prezentate n urmtorul tabel:

Caracteristici ValoriVitez de conversie 100 nsEroarea maxim de-a lungul ntregului interval

1 LSBNeliniaritate n funcie de temperatur

0.1%Curent de derivare maxim

10 ppm/CTensiune de intrare mare -10V 18VIeiri complementare de curentInterfaare direct cu TTL, CMOS, PMOS, ...I

ntrri rezistente la tensiuni mari 4.5V 18VConsumator redus de putere 33 mW la 5VCost redus

Pinii deieireaiconvertorui DAC0800

Pinii de ieire ai convertorului DAC0800 sunt prezentai n urmtoarea figur:


19/69

Semnalele utilizate sunt:

VLC: (Controlul pragului). Semnal de configurare al familiei logice utilizate (VLC=0pentru TTL).V+ : Surs de tensiune pozitivV- : Surs de tensiune negativCOM: CompensareVREF+ : Tensiune pozitiv de referinVREF- : Tensiune negativ de referin (conectat la 0V pentru funcionare unipolar)

IOUT+ : Curent de ieire ce intr n convertorIOUT- : Curent de ieire ce iese din convertorB1 B8: Intrri digitale.

Schemaelectricaconexiuniicumodulul EV/Z3

Diagrama electric a circuitului corespunztor conversiei digitale/analogice, ninteriorul modulului EV/Z3 este prezentat n figura de mai jos:

Din diagram putem observa:y Latch-ul IC18 (74374) furnizeaz cei 8 bii de intrare ai convertorului D/Ay Latch-ul este activat cu adresa 0300Hy Covertorul DAC0800 este alimentatla tensiuni de 12V, -12V.y Rezistena R20 determin valoarea de referin a curentului Ir.


20/69

Ir =12/R20 = 12/ 4K7 = 2mA

y Amplificatorul operaional IC20 transform curentul convertorului ntr-unsemnal n tensiune:Vout = (R22 + Rv3) *Ir

y PoteniometrulRV3 permite reglarea valorii tensiunii de ieire (maxim 8 V).y PoteniometrulRV4 permite reglarea offsetului semnalului de ieire.

ConvertorulD/A poate fi controlat ntr-un mod simplu utiliznd ntrerupereasoftware INT 0FH. Datele sunt ncrcate n registrul AL, de unde sunt trimise directpe portul 0300H al convertorului.

Vom dori s realizm un program pentru modulul EV/Z3 ce utilizeaz convertorulD/A pentru a genera un semnal de forma dini de fierstru cu o temporizare sifolosind buzzerul de pe interfata paralela de I/O , fiecare incrementare realizandu-sedupa citirea oricarei taste.

Codul surs al programului este urmtorul:

PAGE 70,166;--------------------- PRG_DA -----------------------; generarea unui semanl de forma dini de fierstru ; ieire a convertorului D/AMEM_POS = 0800HIDA_WRITE = 0FH ;ntrerupere a conv D/A

;---------------------------------------- CODE;program ncrcat la adresa 0000:MEM_POSCODE SEGMENT

ASSUME CS:CODE, DS:CODEORG 0HSTART:

MOV AL,0FFHTLOOP:INC ALINT IDA_WRITE ;trimitere pe portul conv.MOV AH,00HMOV AL,00HINT 12H;semnal de enableMOV BX,10MOV CX,100INT 10H;beepINT 08H;citire tasta in ALJMP TLOOPCODE ENDS

END START

Introducei programul n modulul EV/Z3 de la tastatur (n cazul utilizrii unui PC

folosii aplicaia MODZ3 pentru transferul programului PRG_KB prin interfaa serialsau paralel, utiliznd cablurile adecvate).

Dai comanda: LD_KBSpecificai adresa de plecare: 0000:0800Introducei codurile programului.Dai comanda GO 0080:0000 (sau RUN) pentru a executa programul.


21/69

QUIZ

Setaitoatecomutatoarele npoziia OFF.Vom dori s realizm un program pentru modulul EV/Z3 ce utilizeaz convertorulD/A pentru a genera un semnal de forma dini de fierstru.Codul surs al programului este urmtorul:

1 PAGE 70,1662 ;--------------------- PRG_DA -----------------------3 ; generarea unui semanl de forma din i de fierstru4 ; ieire a convertorului D/A5 = 0800 MEM_POS = 0800H6 = 000F IDA_WRITE = 0FH ;ntrerupere a conv D/A78 ;---------------------------------------- CODE9 ;program ncrcat la adresa 0000:MEM_POS10 0000 CODE SEGMENT11 ASSUME CS:CODE, DS:CODE12 0000 ORG 0H13 0000 B0 FF START: MOV AL,0FFH14 0002 FE C0 TLOOP: INC AL15 0004 CD 0F INT IDA_WRITE ;trimitere pe portul conv.16 0006 EB FA JMP TLOOP

17 0008 CODE ENDS18 END START

Introducei programul n modulul EV/Z3 de la tastatur (n cazul utilizrii unui PCfolosii aplicaia MODZ3 pentru transferul programului PRG_KB prin interfaa serialsau paralel, utiliznd cablurile adecvate).


Q1 Care este variaia semnalului dini de fierstru generat la ieireaconvertorului D/A?

SET

A B

1 3 0 8V

2 4 0 5V

3 1 -8 8V

4 5 -5 5V

5 2 Compatibil TTL



22/69

Q2 Forma de und a semnalului generat de convertorul D/A s-a schimbat. n ceconst aceast modificare?

SET

A B

1 5 Amplitudinea s-a diminuat

2 4 Amplitudinea s-a amplificat

3 2 Frecvena s-a diminuat

4 3 Frecvena s-a amplificat

5 1 Tipul formei de und s-a modificat

Q3 Care este cauza acestei schimbri?

SETA B

1 5 Algoritmul de generare a formei de und s-a modificat n program

2 1 Amplificarea amplificatorului operaional IC20 care transformsemnalul din curent n voltaj s-a modificat

3 4 Lipsete semnalul de pe bitul D7 de intrare al convertorului D/A

4 3 Lipsete semnalul de pe bitul D6 de intrare al convertorului D/A

5 2 Tensiunea de referin VREF+ este njumtit


Q4 Ce tip de semnal se obine la ieirea convertorului D/A DAC0800?

SET

A B

1 5 Curent

2 4 Tensiune

3 2 Frecven

4 3 TTL

5 1 CMOS


23/69

Q5 Ce semnal de intrare este folosit pentru convertorul DAC 0800 pentru a adaptaconvertorul la diferite familii logice?

SET

A B

1 2 VREF+

2 1 COM

3 4 B8

4 5 VLC

5 3 IOUT+

Q6 Care este valoarea curentului de referin al pinului de intrare VREF+ alconvertorului DAC 0800 din modulul EV/Z3?

SETA B

1 4 1 A

2 5 0.5 A

3 1 50 mA

4 2 2 mA

5 3 1 mA


24/69

LECIA 15: CONVERSIA ANALOG/DIGITAL

OBIECTIVE

y Utilizarea principiilor conversiei analogic/digitaley Utilizarea converterului ADC0804y Configuraia pinilor convertoruluiy Seciunea analogicy Seciunea digital i temporizriley Conexiunile din interiorul modului EV/Z3y Realizarea unor aplicaii i exerciii

MATERIALE


y Modul experimental mod.Z3/EVy Osciloscop

Principiileconversieianalogice/digitale

Conversia analogic/digital transform un semnal analogic (un semnal n tensiune) ninformaie digital de tip binar compus dintr-un numr de bii de 0 i 1.

Exist mai multe tehnici pentru obinerea acestui tip de conversie. Una dintre cele maiutilizate poart numele de conversie cu aproximare succesiv i este ilustrat nfigura de mai jos:

Aceast tehnic utilizeaz un registru de aproximare succesiv SAR (SuccessiveApproximationRegister) pentru a obine secvena de stri a biilorB0 B3.Aceast secven este transformat ntr-un semnal analogic de ctre convertorulDAC.Acest semnal este apoi comparat cu un semnal de intrare, iar dac cele dou semnalesunt egale, registrul SAReste oprit.n acest caz, informaia digital furnizat prin pinii B0 B3 este proporional cuvaloarea analogic a semnalului de intrare i se finalizeaz conversia.


25/69

Convertorul ADC0804

ADC0804 este un convertor analogic/digital pe 8 bii ce se bazeaz pe tehnicaaproximrilor succesive.Acest convertor a fost proiectat s poat fi legat direct la magistrala microprocesoruluiprin intermediul porilor tri-state.

Acest convertor se comport ca un port de intrare, nefiind nevoie de utilizarea unoruniti logice de interfaare.Prezena intrrilor difereniale pentru tensiunile analogice furnizeaz o rat de rejecieridicat a semnalelor.

Caracteristicile convertorului sunt prezentate n urmtorul tabel:

Caracteristici ValoriRezoluie 8 biiTimp de conversie 100 sCompatibilitate cu microprocesoare. Timp de acces: 135 nsIntrri analogice difereniale de tensiuneIntrri i ieiri logice compatibile cu TTL i CMOSGenerator de semnal de ceas internAlimentare 5 VTensiune analogic de intrare 0 5 VSoclu cu 20 de pini standard

Configuraiapinilorconvertorului ADC0804

Configuraia pinilor este urmtoarea:

Semnalele utilizate sunt urmtoarele:VCC: Surs de tensiune pozitivGND : Mas analogicCLKIN : Semnal de ceas de intrareCLKR: Rezisten i condensator utilizat la oscilatorul intern

VIN+ : Tensiune diferenial pozitiv de intrareVIN- : Tensiune diferenial negativ de intrareVREF /2: Tensiune de referinDB0 7: Ieire de date (8 bii)INTR: Semnal de ntrerupereCS: Semnal de selecie a componenteiWR: Semnal de scriereRD: Semnal de citireD GND: Mas digital


26/69

Seciuneaanalogicaconvertorului ADC0804

CeasSemnalul de ceas pentru funcionarea convertorului ADC0804 poate fi preluat de lamicroprocesor i apoi trimis pe pinul CLK-IN al convertorului.

Altfel, putem utiliza ceasul intern al convetorului, adugnd un circuitRC

extern.Utiliznd o rezisten extern de aproximativ 10Kohmi, putem calcula frecvena dupurmtoarea formul:

F = 1/(1.1*R*C)Intervalul de variaie al frecvenei este de: 100 1460 kHzValoarea normal utilizat este de 640 KHz.

IntrrileanalogiceConvertorul are o intrare de tensiune analogic diferenial.Intrarea VIN- poate fi utilizat pentru a scdea automat o valoare fix a tensiunii deintrare citit.n mod normal, atunci cnd tensiunea de intrare ia valori ntre 0 i 5 V, conexiunile cetrebuiesc realizate sunt urmtoarele:

Valoarea tensiunii de referin poate fi jumtate din valoarea tensiunii de alimentareVcc sau poate fi egal cu valoarea tensiunii aplicat pinului VREF.n figura de mai sus se utilizeaz referina intern. Pentru a obine aceast valoare nutrebuie dect s conectai VREF la mas prin intermediul unui capaciti de 0.1F.

Seciunea digital itemporizrileconvertorului ADC0804Convertorul ADC0804 a fost proiectat s poat fi conectat direct la magistralamicroprocesorului.Semnalele utilizate pentru interfaare sunt:

y CS: Semnal de selecie a componenteiy WR: Semnal de scriere (ncepe o nou conversie)y INTR: Semnal de ntrerupere (semnaleaz momentele cnd se realizeaz

conversia i cnd datele sunt disponibile la ieire).


27/69

y RD: semnal de citire (se utilizeaz pentru a pune rezultatul conversiei pemagistral, pentru ca datele s fie preluate apoi de ctre microprocesor).

Temporizrile pentru operaiile de comand ale conversiei, sfritul conversiei ivalorile citite sunt ilustrate n figura de mai jos:

Se poate observa:y O operaie de scriere (WR#) activeaz o nou conversiey n timpul conversiei linia INTReste activ.y Atunci cnd linia INTRdevine inactiv, conversia este ncheiat iar

convertorul este eliberat.y O operaie de citire (RD#) permite citirea datelor.

Schemaelectricaconexiuniicumodulul EV/Z3

Schema electric a circuitului corespunztor conversiei analogice/digitale dininteriorul modului EV/Z3 este urmtoarea:

Din diagram se poate deduce:y Semnalul la intrarea n modulul EV/Z3 este n intervalul 0 8 V.


28/69

y Deoarece convertorul ADC0804 funcioneaz n intervalul 0 5V,amplificatorul operaional IC16 (A741) este utilizat ca reductor de tensiune.

y PoteniometrulRV2 permite reglarea tensiunii de ieire a amplificatorului(valoarea maxim este de 5V).

y PoteniometrulRV1 permite reglarea offsetului semnalului de ieire.y ADC0804 este alimentat la o tensiune de +5V.y Rezistena R10 i capacitatea C5 sunt utilizate pentru realizarea oscilatorului

intern.y Se utilizeaz referina intern conectnd pinul VREF la mas prin intermediul

unui condensator.y Liniile RD# i WR# sunt conectate la liniile analogice ale microprocesoruluiy Linia CS# provine de la decodarea adresei I/Oy Linia INTReste trimis ctre intrarea INT0 a microprocesorului, pentru a se

putea implementa ntreruperea pentru operaiile de citire a convertorului.y Linia INTReste de asemenea trimis ctre IC21 (utilizat pentru citirea de la

tastatur). n acest mod este posibil citirea strii acestei linii, permindefectuarea operaiilor la adresa 032EH i verificarea bitului cel mai

semnificativ (D7). ntreruperea software INT 0EH, ce permite citirea de laconvertorul A/D, utilizeaz aceast metod.Pentru comandarea i citirea convertorului A/D se utilizeaz ntreruperea softwareINT 0EH.Aceasta funcioneaz n umtorul mod:

y Trimite comanda de iniiere a conversiei (WR#)y Ateapt semnalul de ncheiere a conexiunii (linia INTR)y Citete rezultatul conversieiy Returneaz rezultatul conversiei n registrul AL.


29/69

Setaitoatecomutatoarele npoziia OFF.

Dorim s realizm un program pentru modulul EV/Z3 care citete de la convertorulA/D i vizualizeaz rezultatul conversiei n format hexazecimal cat timp valoarea cititanu este zero , iar daca valoarea conversiei este zero se afiseaza un mesajcorespunzator.

Codul surs al programului este:

PAGE 70,166;------------------------ PRG_AD ----------------------;Citete de la convertorul A/D;i afieaz rezultatul doritMEM_POS = 0800HDS_SEG = 0080HIAD_READ = 0EH ;ntrerupere de citire A/DIDIS_BYTE = 09H ;afiarea unui octetIDIS_STR = 0BH ;afiarea unui ir de caractereIWAIT_MS = 0DH ;ntrerupere de ateptare;---------------------------------------- CODE;programul este ncrcat la adresa 0000:MEM_POSCODE SEGMENT

ASSUME CS:CODE, DS:CODEORG 0HSTART:MOV AX,DS_SEGMOV DS,AX ;ncarc segmentul de dateMOV SI,OFFSET MSGINT IDIS_STR ;afieaz mesajul MSGTLOOP:INT IAD_READ ;citete A/D;resultatul este in AL pe 8 bitiCMP AL,0JE valoarenaMOV CL,13INT IDIS_BYTE ;afieaz codul caracteruluiMOV AX,200INT IWAIT_MSJMP TLOOP

valoarena:;valoare neasteptataMOV SI,OFFSET MSGNAINT IDIS_STR ;afieaz mesajul MSGNAMOV AX,3000INT IWAIT_MS;delay de 3 secundeJMP START

MSG DB ' A/D value : xx ',00HMSGNA DB ' Valoare N/A ',00H

CODE ENDSEND START

Introducei programul n modulul EV/Z3 de la tastatur (n cazul utilizrii unui PCfolosii aplicaia MODZ3 pentru transferul programului PRG_AD prin interfaa serial

sau paralel, utiliznd cablurile adecvate).



30/69

QUIZ

Setaitoatecomutatoarele npoziia OFF.Dorim s realizm un program pentru modulul EV/Z3 care citete de la convertorulA/D i vizualizeaz rezultatul conversiei n format hexazecimal.

Codul surs al programului este:

1 PAGE 70,1662 ;------------------------ PRG_AD ----------------------3 ;Citete de la convertorul A/D4 ;i afieaz rezultatul dorit5 = 0800 MEM_POS = 0800H6 = 0080 DS_SEG = 0080H7 = 000E IAD_READ = 0EH ;ntrerupere de citire A/D8 = 0009 IDIS_BYTE = 09H ;afiarea unui octet9 = 000B IDIS_STR = 0BH ;afiarea unui ir de caractere10 = 000D IWAIT_MS = 0DH ;ntrerupere de ateptare11 ;---------------------------------------- CODE12 ;programul este ncrcat la adresa 0000:MEM_POS13 0000 CODE SEGMENT

14 ASSUME CS:CODE, DS:CODE15 0000 ORG 0H16 0000 B8 0080 START: MOV AX,DS_SEG17 0003 8E D8 MOV DS,AX ;ncarc segmentul de date18 0005 BE 0017 R MOV SI,OFFSET MSG19 0008 CD 0B INT IDIS_STR ;afieaz mesajul MSG20 000A CD 0E TLOOP: INT IAD_READ ;citete A/D21 000C B1 0D MOV CL,1322 000E CD 09 INT IDIS_BYTE ;afieaz codul caracterului23 0010 B8 00C8 MOV AX,20024 0013 CD 0D INT IWAIT_MS25 0015 EB F3 JMP TLOOP2627 0017 20 41 2F 44 20 76 MSG DB ' A/D value : xx ',00H28 61 6C 75 65 20 3A29 20 78 78 20 0030

31 0028 CODE ENDS32 END START

Introducei programul n modulul EV/Z3 de la tastatur (n cazul utilizrii unui PCfolosii aplicaia MODZ3 pentru transferul programului PRG_AD prin interfaa serialsau paralel, utiliznd cablurile adecvate).



31/69

Q1 Setai, prin intermediul unei surse externe, un semnal de 6V la intrarea n A/D.

Care este valoarea hexazecimal vizualizat pe afiaj (indicai valoarea cea maiapropiat)?

SETA B

1 4 20

2 3 7F

3 5 BF

4 2 CF

5 1 DF


Q2 Valoarea de pe display s-a modificat. Care este cauza acestei schimbri?SET

A B

1 5 ConvertorulCAN nu funcioneaz cum trebuie

2 4 Semnalul CS# nu ajunge la convertor.

3 2 Magistrala de date nu e conectat.

4 3 Tensiunea de referin VREF s-a modificat.

5 1 Semnalul de intrare nu ajunge la convertorul ADC0804

Setaicomutatorul S18 npoziia OFF.Q3 Care este tipul semnalului de la intrarea convertorului ADC0804?

SET

A B

1 2 Curent

2 1 Tensiune

3 5 Frecven

4 3 TTL

5 4 CMOS


32/69

Q4 Ce semnal al convertorului DAC 0800 este utilizat pentru adaptareaconvertorului la diferite familii logice?

SET

A B

1 5 VREF+

2 1 COM

3 4 B8

4 3 VLC

5 2 IOUT+

Q5 Care este valoarea frecvenei de ceas a oscilatorului intern al convertoruluiADC0804, n cazul n care se utilizeaz un ceas extern, cu R=15kOhm iC=150pF (indicai valorea cea mai apropiat)?

SET

A B

1 4 400 KHz

2 5 500 KHz

3 1 700 KHz

4 2 800 KHz

5 3 1 MHz


33/69

A.MONITORUL DE COMAND ALMODULUI EV/Z3INTRODUCERE

MONITOReste un program aflat n interiorul sistemului EPROM, care furnizeazmanagementul sistemului i permite utilizatorului s lucreze cu el. Are umtoarelefuncii de baz:

y Afieaz i modific memoria i regitriiy Execuie continu, pas cu pas, cu ntreruperi de programy ncrcarea programelor n PC de la tastatur

Interaciunea cu utilizatorul se face prin intermediul tastaturii i a displayului.

TASTATURA

Tastatura este de forma celei din figur:

Se mparte practic n dou:y 4 taste n partea superioary 16 taste cu 2 funcii: o funcie numeric i una de comand

Microprocesorul 80386 adreseaz o cantitate mare de memorie. Componentele (RAMi EPROM) prezente n sistem ocup doar o parte din capacitatea maxim amicroprocesorului.Atunci cnd se execut comenzi ale Monitorului ce ncearc adresarea unor adrese dememorie neocupate ale memoriei RAM sau EPROM, sistemul se blocheaz, deoarecemicroprocesorul ateapt semnalul READY de la memorie (care nu va mai veni).n acest caz este necesar s se reseteze sistemul pentru a reveni la modul de comand.

Seciuneacelor 4 taste dinpartea de sus

Aceste taste sunt descrise mai jos:


34/69

RESETAceast tast este conectat la linia de reset a microprocesorului. Este ntotdeaunaactiv i realizeaz resetarea microprocesorului i iniializarea programului Monitor nmemoria EPROM a sistemului.

CHG/REAceast tast are funcie dubl. Funcia CHG (Change) iniializeaz seciunea demodificare a unei valori afiat pe display (coninutul unui registru, adres dememorie, ...). Funcia RET (Return) ncheie seciunea de modificare. Se poate observacnd sistemul este n seciunea de modificare atunci cnd cursorul se poate vizualizape display.

Tastele reprezentate de sgei permit mutarea cursorului n timpul sesiunii demodificare.

Seciuneacelor 16tasteinferioare

Cele 16 taste din aceast seciune au dubl funcie.Funcie numeric: n timpul sesiunii de modificare corespund celor 16 numerehexazecimale 0 F (sesiunea de modificare se poate iniializa folosind tastaCHG/RET).Funcie de comand: Se folosesc pentru generare de comenzi ale Monitorului atuncicnd sistemul nu se gsete n sesiunea de modificare (sesiunea de modificare poate fifinalizat prin utilizarea tastei CHG/RET).

COMENZILE MONITORULUI

n ceea ce urmeaz sunt prezentate comenzile Monitorului care fac referin ladescrierea tastelor, iar fiecare dintre taste corespunde unei comenzi.

MEMAceast comand permite examinarea coninutului memoriei. Se poate afia cte unoctet o dat.O dat ce a fost apsat o tast, se cere introducerea adresei de memorie a crui

coninut urmeaz s fie reprezentat pe ecran (Sistemul trece automat n sesiunea demodificare).

A d d r . s s s s : i i i i

O dat ce a fost introdus adresa dorit, este necesar s se apese tasta CHG/RETpentru ncheierea sesiunii de modificare. Pe ecran va aprea adresa specificat i datelecorespunztoare, n urmtoarea form:


35/69

s s s s : i i i i a x h x x

n partea stng este reprezentat adresa sub formasegment : adres.Caracterul ce apare dup litera a reprezint data reprezentat n codul ASCII.Numrul ce apare dup litera h reprezint datele n form hexazecimal.

Comenzile posibile n aceast faz sunt:y Pentru a trece la celula urmtoare: apsai INC(+)y Pentru a trece la celula precedent: apsaiDEC(-)y Pentru a trece la prima celul din memoria utilizator a RAM-ului: apsai

FIRSTy Pentru a trece la ultima celul din memoria utilizator a RAM-ului: apsai

LASTy Pentru a modifica datele afiate: apsai CHG/RETy Pentru a ncheia modificarea: apsai CHG/RET

R

EGAceast comand permite vizualizarea/modificarea coninutului regitrilormicroprocesorului: EAX, ECX, EDX, ESI, EDI, EBP, ESP,EIP, EFLAGSDup apsarea tastei este vizualizat pe ecran primul registru.

R e g . E A X x x x x x x x x

Comenzile posibile n acest moment sunt urmtoarele:y Pentru a trece la urmtorul registru: apsai INC(+)y Pentru a trece la precedentul registru: apsai DEC(+)y Pentru a trece la primul registru: apsai FIRSTy Pentru a trece la ultimul registru: apsai LAST

y Pentru a modifica valoarea registrului: apsai CHG/RETy Pentru a finaliza etapa de modificare a registrului: apsai CHG/RET

SEGAceast comand permite vizualizarea/modificarea coninutului regitrilor de segmentai microprocesorului: CS, SS, DS, ES, FS, GSDup apsarea tastei este vizualizat pe ecran primul registru.

S e g R e g . C S : x x x x

Comenzile posibile n acest moment sunt urmtoarele:y Pentru a trece la urmtorul registru: apsai INC(+)y Pentru a trece la precedentul registru: apsai DEC(+)y Pentru a trece la primul registru: apsai FIRSTy Pentru a trece la ultimul registru: apsai LASTy Pentru a modifica valoarea registrului: apsai CHG/RETy Pentru a finaliza etapa de modificare a registrului: apsai CHG/RET


36/69

LD_KBAceast comand permite ncrcarea unui program n memorie de la tastaturintroducnd codurile instruciunilor.O dat ce tasta a fost apsat, este cerut introducerea adresei de nceput a programuluisub forma segment:adres (sistemul trece direct n sesiunea de modificare).

A d d r . s s s s : i i i i

O dat cu introducerea adresei dorite trebuie apsat tasta CHG/RET pentru a ncheiasesiunea de modificare. Pe display va aprea de aceast dat adresa specificat idatele corespunztoare, n urmtoarea form:

s s s s : i i i i a x h x x

Sesiunea de modificare este iniializat, iar cursorul este poziionat pe prima csu dedate hexazecimale.O dat ce datele au fost introduse se apas tasta CHG/RET ce memoreaz datele,incrementeaz adresa de memorie i pregtete sistemul de o nou inserare de date.Operaiile de inserare se finalizeaz apsnd tasta RESET.

LD_PARAceast comand permite ncrcarea unui program direct din calculator, prinintermediul unei interfee paralel.O dat ce tasta a fost apsat, sistemul ateapt rspunsul de la interfaa paralel imemoreaz toi octeii primii, ncepnd de la adresa de memorie 0000:0800H.O dat cu ncheierea transferului, sistemul vizualizeaz octeii primii i trece n stareade comand.P

utei gsi mai multe detalii legate referitor la mijlocele de comunicaie cu calculatorulpersonal n capitolul 6.

LD_SERAceast comand permite ncrcarea unui program direct din calculator, prinintermediul unei interfee paralel.O dat ce tasta a fost apsat, sistemul ateapt rspunsul de la interfaa serial imemoreaz toi octeii primii, ncepnd de la adresa de memorie 0000:0800H.O dat cu ncheierea transferului, sistemul vizualizeaz octeii primii i trece n stareade comand.Putei gsi mai multe detalii legate referitor la mijlocele de comunicaie cu calculatorul

personal n capitolul 6.

RUNAceast comand se utilizeaz pentru rularea unui program ncepnd cu adresa0000:0800H.Se utilizeaz pentru a rula rapid programele ncrcate de pe PC, ce vor ncepe automatcu aceast adres.


37/69

GOAceast comand permite executarea unui program de la o adres de memoriespecificat. Aceast adres de memorie trebuie s fie introdus sub urmtoarea formCS:IP (sistemul trece direct n sesiunea de modificare):

G O f r o m s s s s : i i i i

O dat ce a fost introdus adresa de plecare, trebuie apsat tasta CHG/RET. Execuiaprogramului ncepe de la aceast adres.

SSAceast comand permite realizarea unui pas dintr-un program activ al utilizatoruluincepnd de la adresa curent coninut n regitrii CS i IP. Apsnd succesiv aceasttast permite rularea programului pas cu pas.

Dup fiecare pas programul se oprete afind adresa de memorie la care a ajuns.

S t o p A t s s s s : i i i i

Se poate vizualiza ulterior coninutul regitrilor i a memoriei.

BRAceast comand permite vizualizarea i modificarea valorilor punctelor dentrerupere (breakpoint) inserate n program (se admite un maxim de 5 puncte dentrerupere).O dat ce tasta a fost apsat, se afieaz adresa primului punct de ntrerupere subforma segment:adres.

B r n . x s s s s : i i i i

Comenzile posibile n acest punct sunt:y Pentru a trece la ntreruperea urmtoare: apsai INC(+)y Pentru a trece la ntreruperea precedent: apsaiDEC(+)y Pentru a trece la prima ntrerupere: press FIRSTy Pentru a trece la ultima ntrerupere: apsai LASTy Pentru a modifica valorile ntreruperii: apsai CHG/RETy Pentru a anula o ntrerupere: apsai CB

CBAceast comand permite anularea breakpointului afiat n mod curent pe ecran (unbreakpoint este considerat ca fiind anulat, aadar inactiv, atunci cnd este poziionat laadresa FFFF:FFFF).


38/69

INC(+)Incrementeaz adresa din memorie, din registru, din registrul de segmente sau abreakpointului vizualizat n mod curent.

DEC(-)Decrementeaz adresa din memorie, din registru, din registrul de segmente sau abreakpointului vizualizat n mod curent.

FIRSTPoziioneaz indicatorul de adres la prima adres din memorie, registru, registru desegment sau ntrerupere.

LASTPoziioneaz indicatorul de adres la ultima adres din memorie, registru, registru desegment sau ntrerupere.

GENTast de uz general, este neprogramat.


39/69

B.RESURSELE MONITORULUIINTRODUCERE

Monitorul sistemului realizeaz managementul software al diferitelor periferice alemodulului EV/Z3.

Acest soft permite manipularea ntr-un mod ct mai simplu al acestor periferice prinintermediul ntreruperilor software ale microprocesorului.

n acest capitol vor fi prezentate mai multe tipuri de ntreruperi mpreun cu funciilei parametrii necesari.Toate ntreruperile software din exemplele localizate n acest manual suntimplementate pentru managementul perifericelor sistemului.

LISTA NTRERUPERILOR SOFTWARE

Lista ntreruperilor software ale modului pe 32 de bii EV/Z3 este urmtoarea:

Numrulntreruperii

Numelerutinei

Descriere

INT 00H IMONITOR mprire la 0. Revine la MonitorINT 01H Rezervat Se execut un pasINT 02H Neutilizat ntrerupere nemascabilINT 03H Rezervat BreakpointINT 04H Neutilizat DepireINT 05H NeutilizatINT 06H NeutilizatINT 07H IMONITOR Sfritul programului utilizator i revenire la

MonitorINT 08H IKEYBOARD Citirea valorii unei tasteINT 09H IDIS_BYTE Afiarea unui octet hexazecimalINT 0AH IDIS_CHAR Afiarea unui caracter ASCIIINT 0BH IDIS_OUTS Afiarea unui ir de caractere pe ecranINT 0CH IDIS_CODE Trimite comenzi ctre displayINT 0DH IWAIT_MS Ateapt x milisecundeINT 0EH IAD_READ Citete de la convertorul A/DINT 0FH IDA_WRITE Comand convertorul D/AINT 10H IBUZZER Comand buzzerulINT 11H NeutilizatINT 12H IPARAL Managementul interfeei paralelIN

T 13HN

eutilizatINT 14H ISERIAL Managementul interfeei seriale

DESCRIEREA NTRERUPERILOR SOFTWARE

n urmtoarea seciune vor fi descrise ntreruperile mpreun cu parametrii necesari.


40/69

INT 07HSfritulprogramului Aceast ntrerupere este utilizat pentru finalizarea execuiei programului i transferulcontrolului ctre programul Monitor.Trebuie apelat la sfritul fiecrui program pentru a ceda controlul programului

Monitor.

INTRRI NuIEIRI NuRegitriimodificai Nu

Putei urmri exemplulPRG_JUMP.

INT 08HCitireauneitaste delatastatur.

Aceast ntrerupere permite atenionarea la apsarea unei taste.Realizeaz scanareatastaturii i ateapt pn cnd o tast este apsat. Codul tastei (0 18) este ncrcatn registrul AL.

INTRRI NuIEIRI AL = codul tastei (0 18)Regitriimodificai Nu

Putei urmri exemplulPRG_KB.

INT 09HTrimiteuncaracter hexazecimalctreafiaj.Aceast ntrerupere permite scrierea unui octet n form hexazecimal n orice poziiea afiajului.Poziia se poate identifica prin utilizarea registrului CL, iar octetul prin intermediulregistrului AL.

INTRRI CL = poziia pointerului pe afiaj (0 14)AL = octetul afiat

IEIRI NuRegitriimodificai Nu


INT 0AHTrimiteuncaracter ASCII peafiaj.Aceast ntrerupere permite scrierea unui caracter ASCII n orice poziie a afiajului.Poziia se poate identifica prin utilizarea registruluiCL, iar octetul prin intermediulregistrului AL.


41/69

INTRRI CL = poziia pointerului pe afiaj (0 14)AL = octetul afiat


INT 0BHTrimiteun ir decaracterepeafiaj.Aceast ntrerupere permite trimiterea unui ir de caractere pe afiaj. irul de caractereconst ntr-un ir de octei, ce corespund unor caractere diferite. Sfritul irului estesemnalat prin prezena codului 00H.irul de caractere este localizat n regitrii DS:SI.irul de caractere este afiat ncepnd cu prima csu de pe afiaj.

INTRRI DS = indic segmentul ce conine irulde caractereSI = indic adresa de nceput a irului decaractere, n interiorul segmentului DS



INT 0CHTrimitecomenzictreafiaj.Aceast ntrerupere trimite comenzi de control ctre afiaj.

INTRRI AH = 1 Anuleaz afiareaAH = 2 Poziioneaz cursorul pe prima poziieAH = 3 Mut cursorul la dreaptaAH = 4 Mut cursorul la stngaAH = 5 Activeaz cursorulAH = 6 Dezactiveaz cursorulAH = 7 Aduce cursorul n poziia coninut deregistrul AL.


INT 0DHAteaptxmilisecunde.Aceast ntrerupere realizeaz o pauz a programului. Lungimea acestei pauze (nmilisecunde) este specificat de coninutul registrului AX.

INTRRI AX = Numrul de milisecundeIEIRI NuRegitriimodificai Nu


42/69

Putei urmri exemplulPRG_PAR.

INT 0EHCitete date delaconvertorulanalogic/digital.

Aceast ntrerupere realizeaz urmtoarele operaii:y Trimite semnalul de ncepere a conversiei ctre convertorul A/Dy Ateapt semnalul de sfrit de conversiey Citete rezultatul conversiei i l returneaz n registrul AL.

INTRRI NuIEIRI AL = rezultatul conversieiRegitriimodificai Nu

Putei urmri exemplulPRG_AD.

INT 0FHComandconvertorul digital/analogic. Aceast ntrerupere trimite date (un octet) ctre convertorul digital/analogic, care letransform apoi n valoarea analogic.

INTRRI AL = dateIEIRI NuRegitriimodificai Nu

Putei urmri exemplulPRG_DA.

INT 10HAceast ntrerupere comand sunetele ce vor fi declanate de buzzer.Se poate specifica frecvena i durata sunetelor emise.

INTRRI BX = durataCX = frecvena


Putei urmri exemplulPRG_PAR.

INT 12HManagementulinterfeeiparalele.Aceast ntrerupere se ocup de manipularea interfeei paralele. Controlerul 8255 se vautiliza doar n Modul 0 (Modul standard I/O).Funciile acestei ntreruperi pot fi identificate n funcie de coninutul registrului AH.


43/69

INTRRI AH = 0 Porturi de programareAH = 1 Trimite date pe portul AAH = 2 Trimite date pe portul BAH = 3 Trimite date pe portul CAH = 4 Citete date de pe portul AAH = 5 Citete date de pe portul BAH = 6 Citete date de pe portul C

IEIRI AL = datele cititeRegitriimodificai Nu

AH = 0: Porturileprogramabile Coninutul registrului AL determin direcia de transmitere a datelor pe porturi:

Registrul AL ProgramareBitul 0 = 0 : portul A ca ieire

= 1 : portul A ca intrareBitul 1 = 0 : portul B ca ieire

= 1 : portul B ca intrareBitul 2 = 0 : portul C (C0 C3) ca ieire

= 1 : portulC

(C

0 C

3) ca intrareAH = 1, 2, 3 : Trimite datepeporturile A, B, CConinutul registrului AL determin datele ce trebuiesc trimise pe porturi.

AH = 4, 5, 6 : Citete date delaporturile A, B, CConinutul registrului AL la ieire corespunde datelor citite de pe port.

Putei vedea exemplul PRG_PAR.

INT 14HManagementulinterfeei seriale.Aceast ntrerupere se ocup de funcionarea interfeei seriale asincrone RS-232. Seutilizeaz controlerul 8250.Funciile specifice acestei interfee sunt determinate n funcie de coninutul registruluiAH.

INTRARE AH = 0 IniializareAH = 1 Trimite un caracterAH = 2 Primete un caracterAH = 3 Citete stareaAH = 4 Controleaz modemul

AH = 0 : Iniializeazportului decomunicaieConinutul registrului AL determin parametrii de iniializare:

Registrul AL ProgramareBiii 7, 6, 5 Rat de transfer

=000 : 1200=001 : 2400=010 : 4800=011 : 9600(utilizai rata de transfer 1200 pentru


44/69

controlerul UMB 8250)Biii 4, 3 Paritate

=00 : nu=01 : impar=10 : no=11 : par

Bitul 2 Bit de stop=0 : 1=1 : 2

Biii 1, 0 Lungimea cuvntului=10 : 7 bii=11 : 8 bii

AH = 1 : TransmisiaunuicaracterConinutul registrului AL conine caracterul ce trebuie trimis.nainte de trimiterea unui caracter, rutina ateapt trimiterea eventualelor caracterermase de trimis.

AH = 2 : Recepiaunuicaracter

Coninutul registrului AL conine caracterul primit.Rutina ateapt disponibilitatea unui caracter nainte de reveni la programul apelat.

AH = 3 : Citirea striiConinutul registrului AH conine starea liniei curente i a modemului.

Registrul AH StareamodemuluiBitul 7Bitul 6Bitul 5Bitul 4Bitul 3Bitul 2Bitul 1Bitul 0

Detectarea semnalului recepionatIndicatorul de inelPregtete setul de dateterge pentru trimitereDetectarea semnalului delta de recepieFrontul pozitiv al detectorului de inelPregtete setul de date deltaterge delta pentru trimitere

Registrul AL StarealinieiBitul 7Bitul 6Bitul 5Bitul 4Bitul 3Bitul 2Bitul 1Bitul 0

Time-outGolirea registrului de shiftare a transmisieiGolirea registrului de meninere a transmisieiDetectarea ntreruperiiEroare de cadruEroare de paritateEroare de depireDatele sunt pregtite

AH = 4 : ControlulmodemuluiConinutul registrului AH conine starea curent a modemului, ce urmeaz a fimodificat.

Registrul AL StareamodemuluiBitul 7Bitul 6Bitul 5Bitul 4

000Salt


45/69

Bitul 3Bitul 2Bitul 1Bitul 0

Ieire 2Ieire 1Necesitate de trimitere (RTS)Terminal de date pregtit (DTR)

Putei vedea programele PRG_TX i PRG_RX.


46/69

C.COMUNICAREA CU COMPUTERULPERSONALAplicaiaMODZ3 pentru Windows

Modulul Z3 are ca suport aplicaia pentru Windows MODZ3, utilizat n proiectareaaplicaiilor pe un calculator personal.MODZ3 poate fi utilizat pe orice calculator ce are instalat unul din sistemele deoperare Windows 3.x, Windows 95 sau Windows 98.Aceast aplicaie ncape pe un simplu DISKi se poate instala n calculator utilizndcomanda A:>SETUP

Procedura de instalare este simpl. Aceast comand instaleaz n mod automat toateaplicaiile necesare (EV: 32 bit Microprocessor).mpreun cu aplicaia de baz sunt instalate i exemple de aplicaii. Pentru detaliiconsultai fiierul README.TXT.

Funciile de baz ale aplicaiei sunt prezentate n cele ce urmeaz:

Meniul FILE: Open, New, Save, ...FilesAceste comenzi permit scrierea sau deschiderea programelor de tip ASCII, cu extensia.ASM.O dat ce programul a fost deschis, fereastra de editare devine activ i se pot inserasau modifica linii de program.

Meniul EDIT: Undo, Cut, Copy, Paste, Delete, Find, Find Next,ReplaceAceste comenzi permit scrierea programelor, avnd disponibile toate funciile

programelor standard de editare din Windows, precum Notepad, WordPad, etc.

Meniul COMMAceast seciune permite transferul programului n cod main (programulcorespunzator codului surs activ) ctre modulul EV/Z3.Dac de exemplu se deschide programul PROVA.ASM, se vor transfera ctre modululEV/Z3 programele PROVA.BIN sau PROVA.EXE.

Pentru generarea fiierului PROVA.BIN este necesar s se utilizeze asamblorul de laMicrosoft MASM, cu urmtoarele comenzi:

MASM PROVA;LINKPROVA;EXE2BIN PROVA.EXE PROVA.BIN

Aceste comenzi pot fi realizate n mod automat utiliznd opiunea din meniul deutiliti.

Meniul COMM: Transmisia serial


47/69

Aceast comand permite transferul unui program ctre modulul EV/Z3 prinintermediul intefeei seriale RS-232 ce leag calculatorul de modul.Conectorul J2 al calculatorului i al modulului trebuie s fie conectate mpreunutiliznd un cablu adecvat.Transmisia se realizeaz cu o vitez de 1200 bii/s, fr paritate, avnd un bit de stopi 8 bii de date (1 caracter).

nainte de transmisie, apare o fereastr de dialog unde se pot seta parametrii necesari.Aceast fereastr permite setarea:y Interfeei utilizate: COM1, COM2 i ceilali parametrii de comunicare.y Directorul unde a fost salvat programul ce urmeaz a fi trimisy Extensia fiierului ce urmeaz a fi trimis. Poate fi .BIN, n cazul n care

programul folosit pentru conversie a fost EXE2BIN, sau poate fi .EXE dac seutilizeaz direct fiierul generat de Linker.

y Numrul de octei ce trebuie srit. Acest lucru este important n cazul utilizriifiierelor .EXE, care conin n mod normal n primii 200H octei informaii ceservesc doar n modul de operare MS-DOS.

Meniul COMM: TransmisiaparalelAceast comand permite transferul unui program ctre modulul EV/Z3 utilizndinterfaa paralel a calculatorului i a modulului.Calculatorul i modulul EV/Z3 trebuie s dispun fiecare de un conector J2, care s fieconectate ntre ele utiliznd un cablu adecvat de date.

nainte de transmisie, apare o fereastr de dialog unde se pot seta parametrii necesari.Aceast fereastr permite setarea:

y Interfeei utilizate: LPT1, LPT2, ...y Directorul unde a fost salvat programul ce urmeaz a fi trimisy Extensia fiierului ce urmeaz a fi trimis. Poate fi .BIN, n cazul n care

programul folosit pentru conversie a fost EXE2BIN, sau poate fi .EXE dac se

utilizeaz direct fiierul generat de Linker.y Numrul de octei ce trebuie srit. Acest lucru este important n cazul utilizrii

fiierelor .EXE, care conin n mod normal n primii 200H octei informaii ceservesc doar n modul de operare MS-DOS.

y ntrzierea TX, care controleaz transmiterea datelor: nu permite calculatoruluis transmit datele mai rapid dect este capabil modulul EV/Z3 s leprimeasc. Se folosete datorit faptului c nu exist linii de sincronizare ncadrul transmisiei paralele. n cazul n care apar probleme de transmisie,ncercai s cretei acest timp.

MeniulUTILITYAcest meniu conine comenzile pentru execuia direct a operaiilor de asamblare dinaplicaia MODZ3, precum Linkerul i conversia binar a programului.

MeniulUTILITY : SetaiparametriiAceast comand seteaz parametrii pentru executarea operaiilor de asamblare,Linkerul i conversia binar.Aceti parametri sunt urmtorii:


48/69

y Comanda de asamblare. Apeleaz un fiier de tip batch (ex. MASM.BAT) undeeste scris comanda pentru pornirea asamblorului. Un exemplu de un astfel defiier de tip batch conine urmtoarele instruciuni:

masm %1,,%1,;pause

y Comand de Linker. Apeleaz un fiier de tip batch (EXE2BIN.BAT), unde

este scris programul pentru conversia codului. Un exemplu de un astfel defiier de tip batch conine urmtoarele instruciuni:

exe2bin %1.exe %1.binpause

MeniulUTILITY : AsamblorulPornete automat comanda de asamblare avnd ca parametru numele programuluiactiv.

MeniulUTILITY : LinkerPornete automat comanda de legtur avnd ca parametru numele programului activ.

MeniulUTILITY : Conversie nmodulbinarncepe n mod automat conversia binar avnd ca parametru numele programuluiactiv. Sistemul de operare MS-DOS utilizeaz un program (EXE2BIN.EXE) ce areaceast finalitate.

n unele calculatoare programul EXE2BIN nu este disponibil n versiunea de DOSinstalat.

n acest caz, conversia binar este abandonat, iar fiierul .EXE este utilizat n moddirect (nu uitai ca n acest caz s srii peste primii 512 octei ai fiierului).

MeniulU

TIL

ITY :Lista deprograme Aceast comand deschide o fereastr unde se poate vizualiza lista programului

asamblat (n cazul n care programul este generat cu asamblorulNomeProg.LST).

MeniulUTILITY : Programul ncodulbinar Aceast comand deschide o fereastr unde se poate vizualiza codul binar alprogramului activ (n cazul n care fiierulNomeProg.BIN exist).Aceste informaii sunt importante deoarece ele urmeaz s fie introduse n memoriamodulului EV/Z3, atunci cnd programul este ncrcat direct de la tastatur.Codurile pot fi vizualizate ncepnd cu adresa 0000H.

Atunci cnd le inserai n modulul Z3 este necesar s se nceap cu adresa de unde va

fi ncrcat programul (n mod normal 0000:0800H) .


49/69

D.ELEMENTE DE ELECTRONICATranzistorul

Conceptele crearii circuitelor digitale pot fi descrise privind implementarea lor cuajutorul tranzistorilor. Figura de mai sus prezinta un tranzistor cu cele trei terminale:baza , colector si emitor.

Un tranzistor poate opera liniar sau in comutatie. In functia liniara , tranzistorulamplifica semnalul de intrare aplicat in baz. Acesta utilizeaza modul de lucru altranzistorului n circuitele de amplificare.

In circuitele digitale se utilizeaz modul de operare in comutatie al tranzistotului. Inacest mod, tranzistorul actioneaza ca un comutator intre colector si emitor. Tensiuneaaplicata bazei tranzistorului determin dac comutatorul este deschis(circuit deschisntre colector si emitor) sau nchis(scurtcircuit ntre colector i emitor).


50/69

O tensiune de peste 2 V va determina tranzistorul sa se comporte ca un comutatorinchis, in timp ce o tensiune sub 0,8 V va determina tranzistorul sa se comporte ca uncomutator deschis.

Tinand cont de modul de functionare al tranzistotului, este usor sa implementam o

poarta NOT aa cum este prezentata in figura de mai sus. Colectorul tranzistorului estelegat la VCC prin intermediul unui rezistor. In mod uzual VCC are valoarea de 5V.

Presupunand ca 0V reprezinta 0 logic i +5 V reprezinta 1 logic, putem observa cimplementarea cu un singul tranzistor din figura corespunde unei porti NOT. Atuncicand VIN este joasa, apare un circuit deschis intre colector si emitator. De aici rezultaca nu trece curent prin tranzistor . Astfel VOUT va avea valoarea de 5V .

Pe de alt parte , atunci cand VIN are o valoare mare, apare un scurtcircuit ntrecolector si emitor, ceea ce determina un nivel scazut de tensiune pentru Vout.

Motoare decurentcontinuu

Acionarea cu motoare de curent continuu are avantajul important c momentul createste practic independent de poziia i viteza motorului, depinznd numai de cmpulnfurrilor i curentul din armturi. Dac nfurrile de cmp sunt nlocuite cu unmagnet permanent atunci momentul dezvoltat este proporional cu valoarea curentuluidin armturi i deci cu tensiunea aplicat.

Anumite proceduri tehnologice au permis micorarea greutii motoarelor. Ele serefer, de exemplu, la eliminarea nfurrilor de excitaie prin utilizarea motoarelor cumagnet sau micorarea greutii rotorului prin motoarele disc. Dei teoretic, orice

motor electric este susceptibil de utilizare, pentru acionri se utilizeaz numaimotoare de curent continuu i pas cu pas, primul datorit sistemelor performante decontrol, iar al doilea datorit facilitilor pe care le ofer n controlul n bucl deschisla operaiile de poziionare .

Dezavantajul principal al acestor acionri este greutatea componentelor. Raportulputere - greutate sau moment - greutate este mai mic dect la acionrile hidraulice.Aceast greutate nu poate fi redus n mod semnificativ datorit circuitului magneticcare, pentru asigurarea unor performane ridicate necesit o geometriecorespunztoare.

Utilizarea motorului de c.c n acionari impune :

a) un sistem de control utiliznd tahogeneratoare i transformatoare de poziie;

b) un sistem mecanic care s realizeze conversia miscrii de rotaie in micare detranslaie;

c) un sistem mecanic pentru blocarea motorului .

Motoarele de curent continuu sunt formate din dou pri : un sistem de excitatie i onfurare dispus ntr-o armtur rotoric. Un sistem de comutaie, asigur n


51/69

permanen un sens unic al curentului n raport cu cmpul magnetic, deci asigura ofor n direcie constant.

Schema echivalent simplificat a motorului de curent c.c cu excitaie separat esteprezentat n figura D.2.

Fluxul magnetic este proporional cu valoarea curentului de exciatie ,

ee Ik !* (D.1)

iar ecuaiile ce guverneaz regimul staionar (neglijnd anumite efecte secundare)sunt

IRU ee ! (D.2)

cEIRU ! (D.3)

*! [kEc (D.4)

iar cuplul electromagnetic creat M :t U d

[ t

P i [ ti d

+

F i g u ra 3 . 5

M

L

u sT h 1 T h 2

T h 3 T h 4b . ) a . )

(D.5)

Dac motorul lucreaz sub curent de excitaie constant, atunci fluxul este constantdeci

[! 'kEc (D.6)

IkM 1 (D.7)

Mk

k

2

11

[ (D.8)

C

aracteristicile statice de funcionare se obin din aceast ultim relaie, (FiguraD

.3).Dac opereaz n curent de excitaie variabil i tensiune de alimentare constant,atunci ecuaiile de funcionare devin :

Ik

*! (D.9)

IRkU *! (D.10)

2)( *

*!

k

R

k

U[ (D.11)


52/69


53/69

Aplicnd transformarea Laplace relaiilor (D.12) i (D.13), considernd condiiiiniiale nule, rezult :

)()()()( sksIs

RsU [! (D.15)

)()()()()( sMsMskJsIk sffs [ (D.16)

Ecuaiile acestea definesc schema bloc echivalent a motorului (figuraD.4).

Din (D.15) si (D.16) rezult ,

))((

)())()((

))((

)()(

22 sJks

Rk

Rs

s

sJks

Rk

sUks

f

ssf

f

![ (D.17)

Considernd cuplurile de frecare f

foarte mici i neglijnd cuplul de sarcin s

rezult funcia de transfer ntre vitez i tensiune :

22 k ksLk JLJs

k

s

ssY

ff

[(D.18)

sau

2221 ss

!

sYX\X

" (D.19)

unde

2kk#

k$

f

% ;2

2

kk&

JL

f

'X ;

22

kkR

k(

JR

f

f

!^X (D.20)

Dac fk se consider suficient de mic, atunci funcia de transfer (D.19) poate fi

rescris sub forma:

)1()1()(

ss

)

sY0e XX

1 (D.21)

Unde eX definete constanta de timp electric ,

R

Le !X

Figura D.4

Sf

22

k

k

s[

U

f

kJs

1

k

3

sR

1

sU sJ


54/69

iar, mX constanta de timp electro-mecanic

2k

JRm

!X (D.22)

Ecuaiile de mai sus sunt, n principiu, specifice motoarelor disc, dar pot fi aplicate la

toate motoarele utilizate n sistemele de acionare ale roboilor, diferenierile fiind deordin tehnologic. Aceste ecuaii indic reglajul preferenial al turaiei prin reglareatensiunii de alimentare u . Controlulde tensiune al turaiei este utilizat practic n peste85% din sistemele de acionare al roboilor (cu acionare prin motor de c.c. ) i numaio mic parte utilizeaz controlul prin curent, aceast ultim procedur fiindavantajoas datorit funciei de transfer mai simple ntre cuplu i curent.

Controlul n tensiune al turaiei n acionarea roboilor se rezolv prin doumetode:redresoare comandate cu tiristoare sau variatoare de tensiune continu.

Redresoarele comandate cu tiristoare reprezint o soluie extrem de larg utilizat i o

literatur extrem de bogat abordeaz aceast problematic .Din mulimea structurilori schemelor bazate pe aceast metoda, se vor prezenta cteva tipuri utilizate frecventn controlul roboilor.

Redresoare monofazate n punte. Aceste sisteme sunt utilizate n special la puteri itensiuni mici. Schema general a unui redresor de acest tip este prezentat n figuraD.5.

Figura D.5

Controlul redresrii este obinut printr-o punte, n circuitul exterior alredresorului fiind montat motorul de c.c. Se remarc conducia, pe fiecare alternan atensiunii din secundar, a dou tiristoare opuse. De exemplu ntr-o semialternanconduc tiristoarele Th 2 i Th 3 (linie nentrerupt), iar n cealalt semialternangrupul Th 1, Th 4 (linie punctat). Controlul valorii curentului redresat se obine princontrolul unghiului de aprindere al tiristoarelor. Pentru atenuarea componenteloralternative ce apar n aceast redresare, n circuitul motorului se introduce o bobin denetezire L.

t

[t

I

d

[t

i

b)

+

M

L

us

Th1 Th2

Th3 Th4

a)


55/69

Redresoare trifazate n puncte. Circuitele de acest tip reprezint stuctura cea maieficient pentru alimentarea motoarelor de c.c. sub raportul puterii i randamentului.Configuraia de baz a unui astfel de circuit este prezentat n figura D.6, iar formelede und ale semnalelor se pot urmri n figura D.7.

Variatoare de tensiune continu. Aceste dispozitive trasform o tensiune continu

aplicat la intrare, n impulsuri dreptunghiulare de tensiune, la ieire, astfel nctvaloarea medie a tensiunii de ieire se poate modifica n funcie de factorul deumplere al impulsurilor. Schema de principiu a unei astfel de valori este prezentat nfigura D.8.

Figura D.6

Elementul principal al dispozitivului este un comutator static CS realizat, de obicei,

dintr-un tiristor comandat. nchiderea comutatorului nseamn aplicarea semnaluluide tensiune de amplitudine U pe bornele motorului, regim menionat pe o durata detimp Ti. Prezena inductiei L determin o cretere a curentului, presupus idealizat cao cretere liniara (figuraD.8b),

L

4

dt

di! (D.24)

Deschiderea ntrerupatorului nseamn decuplarea alimentrii E i nchidereacurentului de autoinducie prin dioda D. Valoarea medie a tensiunii la bornelemotorului va fi:

T

TEU icc ! (D.25)

Aceast relaie indic doua modaliti de control a componentei continue: a) prin

ajustarea duratei impulsului T i n cadrul unei perioade T de comutare constant ; b)

prin meninerea duratei T i constanta i varierea perioadei T. Ambele metode

determin funcionarea motorului ntr-un singur regim, regimul de motor. O soluie

M

L L

L L

i


56/69

nbunatait este oferit de funcionarea motorului n dou regimuri n cadrul uneiperioade de lucru, regim de motor popriu-zis i regimul de frn.

Figura D.7

n figura D.9 este reprezentat schema de principiu a unui astfel de variator.

n primul regim este deschis comutatorul CS1, dioda D1 avnd rol de descrcare.

Figura D.8

n al doilea regim se blocheaz CS1 i se deschide CS2 motorul trecnd n regim defrn prin scurtcircuitarea indusului, energia cinetic transformndu-se n energiemecanic. Cnd se deschide CS2 tensiunea electromotoare a mainii mpreun cu cea deautoinducie determin deschiderea diodei D2 i trecerea curentului spre sursa E, deci

a.)

u

t

b.)

t+

M

L

E+

CS

D

i EUCC

i

Ti

T

T

2

T

t[


57/69

energia magnetic acumulat se transform n energie electric. Cele dou zonefuncionale corespund cadranelor I i II a curenilor i tensiunilor de alimentare. Ostructur funcional mai complex corespunde operrii n patru cadrane(figura D.10).Sistemul cuprinde patru comutatoare statice CS1-CS4 a cror comutare dup o anumitordine determin funcionarea n regim de motor i frn pentru ambele polariti dealimentare a le motorului.

Motorul pas cupas

Motoarele pas cu pas sunt sisteme sincrone care realizeaz o corelaie direct ntremrimea comandat i poziia obinut. Aceste motoare asigur conversia direct asemnalului de intrare, dat sub form numeric, ntr-o micare de poziionareunghiular prin cumulri incrementale. Aceast proprietate determin o utilizare larga motoarelor pas cu pas n toate sistemele de poziionare n bucla deschis. Conversiaintrinsec a comenzii n poziie asigur scheme de control simle, eficiente att sub

aspect tehnic, ct i economic.

Figura D.9

Pe lng aceste avantaje, trebuiesc subliniate i cteva dezavantaje printre care semenioneaz: acceleraii i deceleraii discontinue, variaia cuplului cu poziiarotorului, puteri mici etc.

Principiul de funcionare al unui motor pas cu pas este prezentat n figura D.11.

Statorul cuprinde patru poli iar rotorul este realizat dintr-un magnet bipolar. Dac sealimenteaz nfurrile 1-3, atunci rotorul se va deplasa ntr-o poziie n care fluxulmagnetic prin aceste nfurri este maxim, deci el se va alinia pa axa nfurrilor 1 3. Dac se alimenteaz nfurrile 2 4 atunci rotorul se va roti cu rs 90 , sensulde rotaie depinznd de polaritatea aplicat, pn se va alinia cu noua nfurare. Ocombinaie de semnale aplicate va determina poziii intermediare corespunztoare. In

E+

M

L+ i

a.)

U

IFrn Motor

b.)

CS1 D2

CS2D1


58/69

absena oricrui semnal de alimentare a nfurrilor, rotorul va ocupa o poziie binedeterminat aliniindu-se cu unii din polii statorului , fr a conta polaritatea .

n acest tip de motor, cuplul dezvoltat va depinde evident de poziia rotorului i norice caz valorile de cuplu obinute sunt relativ mici.

O soluie tehnologic superioar este oferit de motoarele pas cu pas cu reluctan

variabil. Constructiv, aceste motoare sunt cu rotor pasiv, avnd i crestturi uniformrepartizate pe suprafaa rotorului. Prin alimentarea unei faze statorice, rotorul se varoti astfel nct circuitul magnetic s prezinte reluctana magnetic minim producndalinierea dinilor statorici i rotorici. Comutnd alimentarea pe faza urmatoare seobine o deplasare a rotorului pentru o nou realiniere a dinilor acestora, determinndapariia unui cuplu.

Figura D.10

Dup soluiile constructive utilizate aceste motoare se mpart n : motoare cu structurmonostatoric (o singura unitate stator-rotor) i motoare cu structura polistatoric.

Prima configuraie, monostatoric , reprezint o soluie mai avantajoas, datoritsimplitii construciei. Aceste motoare pot fi realizate n dou variante, cu numr dedini egal pe stator i rotor i cu numr de dini n rotor mai mare decat n stator(fig.D.12).

n figura D.12.a este prezentat un motor pas cu pas cu 8 dini pe stator i 6 dini perotor, funcionnd n 4 faze cu pas de r15 . nfurarile unei faze sunt dispuse pe 2 polistatorici diametral pui. La alimentarea unei faze, dinii rotorici se aeaz n faadinilor statorici pe care este conectat faza comandat . La alimentarea fazeiurmtoare, rotorul se va roti cu r15 .

Pentru obinerea unui pas de rotaie mai mic se mrete numrul de dini statorici i rotorici. n figura D.12.b este reprezentat un astfel de motor cu 6 poli apareni statorici.

E

+M

u2+

u2

LL L

C

S

1

C

S

3

C

S2CS4

d1

D


59/69

Figura D.11

Motoarele pas cu pas polistatorice sunt realizate sub forma unor multistructuri statoric-rotorice, fixate mecanic n aceeai carcas dar independente din punct de vedereelectric i magnetic. Statorul i rotorul au acelai numr de dini. Subsistemele rotorice

sunt montate pe acelai ax , dar sunt separate din punct de vedere magnetic.

Figura D.12

Pentru a realiza rotaia este necesar decalarea subsistemelor rotorice sau statorice,radial unele faa de altele. n figura D.12 este prezentat un motor cu trei faze, cu

a.) b.)

N

S

I

I

1

2

3

4


60/69

statorul aliniat i un decalaj de o treime din pasul dentar realizat prin cele treisubsisteme rotorice.

Indiferent de principiul de funcionare al motorului, comanda acestuia se realizeaz princomutarea succesiv a fazelor nfurarilor. n figura D.14 se pot urmrii diagrameletensiunilor de alimentare n cteva variante funcionale aplicate unui motor cu patru

faze.n figura D.14, a este reprezentat aa numita comand simetric simpla n carealimentarea fazelor este comutat succesiv pe fiecare nfaurare, semnalele de comandafiind disjuncte. n figura D.14,b sunt alimentate n permanen dou nfurri, sensul derotaie al motorului fiind determinat de ordinea de conectare i deconectare a acestora(comanda simetric dubl). Aceast metoda este mbunatit n figura D.14,c n sensulc intervalul de timp asociat unei nfurri este defalcat n trei zone. Prima i ultimacorespund alimentrii simultane cu faza precedent i respectiv succesoare iar n a douaeste asigurat numai alimentarea fazei proprii.

Figura D.13


61/69

Comutarea semnalelor pe nfsurri este realizat cu scheme de comanda specific.Aceste scheme trebuie s conin, pe de o parte, logic de comutare a fazelor, iar pe dealta parte dispozitive electronice de putere cuplate direct pe nfsurrile motorului.

n figura D.15 se pot urmrii principalele elemente ce intr n componena acestorscheme.

Circuitul distribuitor este format dintr-un numrtor n inel, cu numrul strilor egal cunumrul fazelor motorului, urmat de o logic de decodificare ce permite activarea uneisingure ieiri ntr-o stare a numaratorului. Pentru axemplificare, n figura D.16 s-auprezentat dou circuite distribuitoare pentru un motor cu patru faze.

Figura D.14

Primul distribuitor , figura D.16,a realizat dintr-un numrtor modulo 4 activat cu un

generator de impulsuri cu perioada T=4Mt unde t M este timpul de explorare al tuturor

fazelor motorului.

Figura D.15

Contr

Circuit

distribuitor

Bloccontactor

staticMP

Generatorde tact

Control

f

tt

t

t

t

t

tt

a b

c

t

t

tt


62/69

Prin decodificare se obine n fiecare stare a numrtorului un singur impuls, lafiecare perioad a generatorului, deci controlul realizat corespunde unei comenzisimetrice simple. In figura D.16,b este utilizat acelai numrtor dar logica dedecodificare asigur semnalele urmtoare:

1

! QA

1010

1

1010

QQQQD

QC

QQQQB

!

!

!

Prin aceast selecie se obine o distribuie n timp de forma D.14,b realiznd, deci,comenzi simetrice duble.

Circuitele prezentate sintetizeaz funcia de baz a distribuitoarelor, repartiiasemnalelor pe fiecare faz dup o secven impus, avnd ca referin semnalul unui

generator de tact.I

n afar de acest semnal, distribuitorul poate fi controlat printr-oserie de semnale externe ce i definesc sensul de baleiaj al fazelor, blocarea saudeblocarea sa i permit chiar modaliti funcionale specifice corespunztoare unorregimuri de accelerare sau decelerare a motorului.

a

b

Figura D.16

Frecvena de tact este, la rotaia nominal a motorului, constanta i obinut princircuite oscilatoare de uz general. Pentru regimurile de accelerare se impune, in scopul

J Q

K

J Q

K

Decodificator

4Mt

T !

10QQ 10QQ 10QQ 10QQ

0Q 1Q

df

Q0

N

Q1

D

df

T


63/69

eliminrii fenomenului de pierdere al pailor, pornirea generatorului de la frecvenejoase si creterea gradat a frecvenei pn se atinge frecvena de regim dorit.

O procedur similar este necesar i la regimurile de decelerare. Aceast modificare afrecvenei poate fi realizat in diferite moduri: prin circuite specializate analogice saunumerice sau prin sistemul software al unui procesor ce controleaz micarea. Pentru

exemplificare, in figura D.17 este prezentat un

Documents

Manual2 complet