1/1/ eindhoven university of technology / faculty of Computer Science 2IC20:Computersystemen Week 6: Practicumprocessor invoer en uitvoer

1/1/ eindhoven university of technology / faculty of Computer Science 2 Wat kan de practicumprocessor ?  Centrale vraag van dit uur !  Niet bij de stof, wel handig om gezien te hebben examenopgaven kunnen hier op voortborduren… … maar zullen er niet letterlijk op terugkomen.  Voorbereiding op gebruik PP buiten het practicum  Beetje vooruitblikken op andere vakken

1/1/ eindhoven university of technology / faculty of Computer Science 3 Opbouw Practicumprocessor: micromodule + voedingsregeling + I/O beveiliging + vermogensdrivers RS-232 naar PC Micromodule: processor + 32 kilobyte RAM kilobyte Flash + RS-232 transceiver + adresdecoder PLA Processor: Siemens SAB-C504

1/1/ eindhoven university of technology / faculty of Computer Science 4 Voeding Hoofdvoeding: volt 160 mA + stroom via +5V (max. 0.5 A) Hulpvoeding: volt voor vermogensuitgangen, max. 5 A in totaal minimaal voltage = voltage van hoofdvoeding! + max. 1 A voor vermogensuitgangen indien hulpvoeding niet aangesloten

1/1/ eindhoven university of technology / faculty of Computer Science 5 Schakelaars 8 ingangsbits voor aansluiting schakelaars Leesbaar in extern geheugen op adressen 0FF00h.. 0FFFFh (0FFxxh) als één enkel byte Geen verbinding tussen GND en INx:bit ‘x’ is 1b Verbinding tussen GND en INx:bit ‘x’ is 0b Schakelaars op ‘dipswitch’ blok hier ook op aangesloten, nummer 1 op bit 0.. nummer 8 op bit 7 (‘on’ geeft 0b) Op P1.4.. P1.7 kunnen ook schakelaars aangesloten worden (direct testbare bits!)

1/1/ eindhoven university of technology / faculty of Computer Science 6 Laag vermogen uitgang 8 uitgangsbits voor kleine lampjes of Light Emitting Diodes Besturing via schrijven in extern geheugen adres 0FExxh 1b in bit ‘x’: verbinding tussen OUTx en GND, max. 50 mA 0b in bit ‘x’: geen verbinding, max. 5 volt op uitgang OUTx LED’s op print geven indicatie van toestand en voedingen 7 - bit - 0 Hoofd- voeding Hulp- voeding

1/1/ eindhoven university of technology / faculty of Computer Science 7 Hoog vermogen uitgang 8 uitgangen voor hogere vermogens 0b in bit ‘x’:verbinding tussen PWRx en GND, max. 1 A 1b in bit ‘x’:verbinding tussen PWRx en +24V, max. 1 A Besturing via schrijven in extern geheugen adres 0FDxxh Uit te schakelen met ‘PWR’ schakelaar op print in ‘0’ stand Voeding via +24V (max. 5 A totaal) of +8V (max. 1 A totaal)

1/1/ eindhoven university of technology / faculty of Computer Science 8 Belasting (motor) M= Gebruik van hoog-vermogen uitgangen Belasting (lamp) GND +24V schakelaar naar GND wordt niet gebruikt! ‘single ended’ GND +24V GND +24V ‘H-brug’ Bit ‘x’ PWRx Bit ‘y’ PWRy Bit ‘x’ PWRx Voor: lampen, motoren, elektromagneten, luidsprekers, …..

1/1/ eindhoven university of technology / faculty of Computer Science 9 Aan/uit en toch variabel vermogen Uit (0 V) Aan (24 V) 0 mS. aan 4 mS. uit 1 mS. aan 3 mS. uit 2 mS. aan 2 mS. uit 3 mS. aan 1 mS. uit 4 mS. aan 0 mS. uit gem. 0 V verm. 0% gem. 6 V verm. 25% gem. 12 V verm. 50% gem. 18 V verm. 75% gem. 24 V verm. 100% 4 mSec. ‘Pulsbreedte-modulatie’

1/1/ eindhoven university of technology / faculty of Computer Science 10 Pulsbreedte modulatie in hardware  De ‘C504 processor bevat 4 pulsgeneratoren  3 hiervan moeten op dezelfde frequentie lopen  wel allemaal onafhankelijk van pulsbreedte !  Te verbinden met vermogensuitgangen  H-brug maakt richting én vermogen instelbaar  Pulsfrequentie tot > 20 KHz: luidspreker uitgang !  Pulsgeneratoren ook onderling te koppelen  Aansturen verschillende typen motoren  Beveiliging tegen overbelasting en vastlopen, etc, etc.

1/1/ eindhoven university of technology / faculty of Computer Science 11 Analoog / digitaal conversie  Acht ingangspinnen kunnen voltages meten  Voltages liggen tussen GND (0 volt) en +5V (  5 volt)  10 bits nauwkeurig: waarde 0 = GND, 1023 = +5V  Conversietijd instelbaar tussen 8 en 64 microsec.  Ingang te kiezen bij start, evt. interrupt aan eind  Erg nauwkeurig voltages meten is moeilijk   Resultaat hangt af van werkelijke +5V voltage  Ingangsweerstand vrij laag tijdens meting (  10 k  )

1/1/ eindhoven university of technology / faculty of Computer Science 12 Meten van hoeken en posities +5VGND A/D ingang GND +5V A/D ingang Draai- potentiometer Schuif- potentiometer weerstand draai-as Wel nauwkeurig: ingangs-voltage verandert met +5V mee! beweegbare metalen contact 'brug' k 

1/1/ eindhoven university of technology / faculty of Computer Science 13 Tijd meten en pulsen tellen  Hiervoor twee onafhankelijke hardware modules  16 bits brede binaire omhoog tellers, lees/schrijfbaar  Een derde 16 bits teller is in gebruik bij monitor…  Als teller: telt pulsen op ingangspin (< 0.5 MHz)  Mogelijk om met andere pin tellen tegen te houden  Als ‘timer’: telt met vaste frequentie van 1 MHz  Mogelijk: laden met (8 bit) startwaarde bij overflow  Eventueel interrupt bij overflow (ook bij teller)  Ook hier timer tegen te houden met waarde op pin

1/1/ eindhoven university of technology / faculty of Computer Science 14 En verder...  Communicatie via bit-serieel RS-232 protocol  In gebruik bij monitor/dScope…  Niet standaard uitbreiding tot ‘lokaal netwerk’  Heel veel interrupts: > 20 bronnen  Roepen 13 interrupt (sub-) routines aan  6 pinnen op practicumprocessor bruikbaar als bron  Beveiliging tegen vastlopen van programma  Instelbare timer herstart processor bij overflow  Programma voorkomt dit door timer te herstarten