Лекция 6. Стандартные интерфейсы периферийных устройств микроЭВМ

Все внешние блоки, подключаемые к микроЭВМ, считаются периферийными – клавиатура, принтер, датчики, исполнительные механизмы, линии связи и т.д. Каждый из них обладает индивидуальным интерфейсом – совокупностью параметров, характеризующих его входы и выходы. К параметрам интерфейса относятся тип электрического разъема, уровни сигналов и порядок их поступления, форма представления информации электрическими сигналами и т.д. Для удобства подключения к микроЭВМ периферийных блоков, соединения нескольких ЭВМ в вычислительную сеть, в мировой практике разработаны и приняты в качестве стандартных ряд интерфейсов.

Блоки, входящие в состав судовых МПСУ и удаленные от друг от друга на расстояние более нескольких метров, оснащаются последовательными стандартными интерфейсами. Через такой интерфейс цифровой информационный сигнал определенной разрядности (7 или 8 разрядов) по времени передается последовательно, разряд за разрядом. Для его передачи по минимуму требуется всего два провода. Это решающее преимущество последовательных интерфейсов, в отличие от параллельных, где число проводов должно быть не менее числа разрядов передаваемого двоичного кода.

В судовых МПСУ используются стандартные последовательные интерфейсы нескольких типов:

- RS -232 С: уровни электрических сигналов – "0" - +5…+15 В; "1" – -5…-15В; гальваническая развязка цепей отсутствует; число проводов от 3 до 17, дальность до 17 м;

- CL – (англ. " current loop " – токовая петля): уровни электрических сигналов – "0"»0 мА, "1"»20 мА; имеется гальваническая развязка источника и приемника сигнала; число проводов – 4 (по два для каждого направления передачи); дальность до 1000 м и более.

Кроме этого, применяются и другие разновидности интерфейсов, например RS -422, RS -485 – модификации интерфейса RS -232 С, у которых число проводов снижено до минимума, сигналы соответствуют ТТЛ-уровням и обеспечивается гораздо более высокая скорость передачи информации.

Обмениваться информацией могут только те блоки МПСУ, которые имеют одинаковые интерфейсы и эти интерфейсы одинаково настроены. Одним из настроечных параметров последовательного интерфейса является скорость передачи информации, единицей измерения которой является "бод" (англ. " baud "). Скорости передачи 1 бод соответствует передача одного разряда двоичного кода в секунду (1 бит/с). Например, "4800 baud rate ". Настройка интерфейсов может выполняться с помощью:

- малогабаритных модульных переключателей, выполненных в DIP -корпусе (см. далее);

- джамперов (jumper) – переставляемых перемычек;

- программно, т.е. изменением параметров программы, обслуживающей интерфейс.

В качестве примера можно привести блоки автоматики норвежской фирмы Norcontrol, которыми она комплектует судовые МПСУ " Data chief - 7", " Data chief - 2000". Каждый из этих блоков выполнен в виде микроЭВМ, имеющей два стандартных интерфейса для связи с другими аналогичными блоками: CL – основной, RS -422 – дополнительный. Скорость передачи информации может настраиваться DIP -переключателями в диапазоне от 110 бод до 9600 бод. Настраиваются также и некоторые другие параметры интерфейсов.

Интерфейсы RS -232 С, RS -422, CL широко применялись для объединения судовых управляющих ЭВМ в локальную вычислительную сеть (ЛВС) в судовых МПСУ, разработанных в 80-е годы – в системах " Selma ", " Damatic ", " Data chief -7" и др. Эти интерфейсы изначально были разработаны для подключения к ЭВМ одиночных периферийных блоков. Они являются двухточечными – предназначены для соединения между собою только двух блоков (ЭВМ – принтер, ЭВМ – клавиатура и т.д.). В настоящее время для этой цели используется более современный интерфейс RS -485. Им оснащаются блоки как судовой, так и общепромышленной автоматики.

Для объединения управляющих ЭВМ в ЛВС на судах все большее применение находит так называемая шина CAN (Controller Area Network). Она представляет собою двухжильный кабель для последовательной передачи данных в обоих направлениях (поочередно) со скоростью до 1 Мбит/с на расстояние до нескольких тысяч метров. Место подключения ЭВМ к шине именуется узел – (англ. – node). Каждый узел (ЭВМ) имеет свой идентификационный номер, способен независимо запрашивать доступ к шине и передавать через нее данные. Передающий блок (ЭВМ) посылает сообщение ко всем другим блокам. Но из множества ЭВМ, подключенных параллельно к CAN -сети, информацию получает тот, чей номер указан в информационном сообщении, передаваемом через шину.

Для подключения к персональным ЭВМ (англ. – PC) периферийных устройств (принтер, сканер и др.) взамен многочисленных и устаревших последовательных интерфейсов в настоящее время широко используется универсальная последовательная шина USB (англ. – Universal Serial Bus). Она содержит 4 провода, два из которых служат для последовательной передачи данных со скоростью до 12 Мбит/с, а по двум другим к устройству может подаваться питание +5 В. Шина USB, строящаяся по древовидной структуре, позволяет подключать к PC множество периферийных устройств. Ее эксплуатационными достоинствами является то, что она позволяет подключать, конфигурировать (настраивать), использовать и отключать устройства во время работы PC и самих устройств, а пользователь избавлен от необходимости настраивать параметры интерфейса.

тем не менее, несмотря на прогресс в данной области, самый старый из последовательных интерфейсов - RS -232 С продолжает использоваться в персональных ЭВМ. Такой интерфейс имеют порты РС, именуемые как " СОМ1 "…" СОМ4 ".

Дата добавления: 2014-01-06