VO ENJE PROCESARA UNALOM

• Smjer Mehatronika

• razred 4BT

• nastavna cijelina: ra unarski dio

• u itelj Mladen Pti ar

VO ENJE PROCESARA UNALOM

• DRUGI DIO

• Spajanje vanjskih jedinica sra unalom,podjela ra unala

Tipi na podjelaprijenosa podataka

RS-232,USB(COM)

male udaljenosti(do 3m)

RS-485,ETHERNET

srednje udaljenosti

modem,tel.parice

velike udaljenosti

serijska komponenta(su

�elje)

serijski

ISA,EISA,PSI,VME,PCMCIA

sabirnice

unutarnje

SCSI(CD,HDD) CENTRONIX(pisa

�)

LPT

višebitne jednobitne

vanjske

paralelna komponenta(su

�elje)

paralelni

sinkroni asinkroni

Digitalni analogni

Ra�unalo

Podjela prijenosa podataka pouskla enosti

• sinkroni

• asinkroni

Podjela prijenosapodataka pouskla enosti

a)sinkroni prijenos• prijemna i predajna strana moraju

biti uskla eni

• koristi se posebna linija zasinkronizaciju(uskla enost)

• pomo u linije za sinkronizacijudobijemo informaciju o po etku ikraju bloka podataka

• koriti se za prijenos velikih blokovapodataka

• u slu aju greške ponavlja se cijeliblok podataka

• nije prikladan za vanjske ure aje

Podjela prijenosapodataka pouskla enosti

a)asinkroni prijenos• prijemna i predajna strana nemoraju

biti uskla eni

• koristi serukovanje(HANDSHACKING)-predajna strana posebnom linijomobavještava predjnu stranu da želiposlati podatak I ekapotvrdu,prijemna strana javlja da jespremna za prihvat podatka

• sporiji je od sinkronog na ina

• koristi dodatne linije potvrde

• prikladan za vanjske ure aje

Podjela po na inuprijenosa podataka

• paralelni prijenos

• serijski prijenos

Paralelni na in prijenosapodataka

• parelni na in prenosi podatakodjednom,

• koristi više linija za prijenos,– broj linija je jednak broju bitova

jednog podatka

– obi no je 8,16 ili 32 bitni podatak» 8 bita-pola rije i(bajt)

» 16 bita(rije )

» 32 bita(dvije rije i)

• svojstva:• brži na in,prirodniji za

obradu,skuplji

SERIJSKI NA INPRIJENOSA

• Bitovi podataka prenose sesljedno,bit po bit jedan zadrugim

• sporiji od paralelnog,manji brojlinija,jednostavniji

Paralelniulaz

Paralelniizlaz

SerijskiprijenosPrijemnikPredajnk

Takt Takt

SABIRNICA(BUS)• Sabirnica se sastoji od:

• - skupa vodi a preko kojih se vrše sviprijenosi podataka unutar ra unala ,

• -te od sabirni kog arbitra

• sabirni ki arbitar je sklop koji dodjeljujesabirnicu jedinicama koje su tražilesabirnicu,sklop dodjeljuje sabirnicu premapriroritetu

RA M ROM

Sabirni � ki arbitar

procesor U/I su � elje

SABIRNICA

• Sabirni ke linije se satoje od trigrupe linija;

• 1.adresnie linije-A0-A7/A15

• 2.podatkovne linije-D0-D7/D15/D31

• 3.upravlja ke linije-C0-C7

Jedinica za paralelniprijenos podataka

• Tipi na struktura jednice za paralelniprijenos

• RTS-zahtjev za prijenos

• STATUS-linija za dojavu spremnosti

• CTS-izlazni podatci spremni za itanje

• WR/RD-pisanj ili itanje

• ACK-podatak primljen

Ra� unalo

A dr .sabni

Podat.sab.

status RT S RD W R

U /I su � el je V anjsk ajed in ica

RT S

CT S

A C K

Jedinica za serijski prijenos podatakaUART-Universal Asynchronous

Reciver Transmitter

• UART-sklop za parelelno-serijsku(serijsko-paralelnu) pretvorbu

• pored pretvorbe sklop dodaje specijalnebitove kod prijenosa to su:

• -start bit

• -stop bit

• -paritetni bit-zaštitni bitovi,ako je”1” ondaje paran broj jedinica,ina e neparan

• UART se koristi za asinkroni serijskiprijenos

Na in rada UART-a

1 0 1 0 0 1 0 1 izlazni podatak posma�ni r egistar

1 0 1 0 0 1 0 1

STOP bit START bit

1 0 1 0 0 1 0 1

D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0

Generatortakta

Dodavanjespecijalnih bitova

Nakondodavanjaparitetnog bita

PA RITETNI B IT STA RT BIT

STOP BIT

pretvorba iz paralelnog u serijski i dodavanje specijalnih bitova

Ptrimjer predajnika

Op�eniti UART sklop

• Sastoji se odprijemnika,predajnika iupravlja�kog sklopa

PRIJEMNIK

PREDAJNIK

UPARVLJA � KISKLOP

Serijski ulaz Paralelni izlaz

Serijski izlaz

Upravlja�kefunkcije Signali

statusa

Paralelni ulazi

Taktnisignal

Enable/RESET

Komunikacijskistandardi

• Komunikacijski standardi sume� unerodno pr iznatistandardi za pr ijenospodataka,koj i omugu�ujeme� usobno razmjenupodataka izme� u razli � itihvrsta ura� aja razli�itihproizvo� a�a koj i mogu bitiprostorno smješteni bilo gdje.

Komunikacijskistandardi

• Osobine komunikacije koje odre� ujekounikacijski standard:

• -naponske razlike koj ima se pr ikazujupodaci (logi�ki 0,1)

• -brzina pr ijenosa• -maksimalna fizi�ka dulj ina veze• -pr ijenosni medij• -na�in zaštite

Komunikacijskistandardi

• Standardi za ser ijski pr ijenos podataka• a)RS-232-naj�eš�i ser ijski standard• b)RS-485-standard za spajanje u

lokalnu mrežu• c)RS-422• d)RS-423• Standadi za paralelni pr ijenos

podataka:• a)Centronics –naj�eš�i paralelni

standard• b)IEEE-488-standard predvi � en za

mjerne sustave

• c)SCSI-standard predvi � en zakomunikaciju izme� u ra�unala Ipomo�nih ure� aja(CD-ROM,vanjskediskove..)

RS-232C

• RS-232C nasljednik je srandarda RS-232.

• RS-232 C standard opisuje pr iklju�ke zaostvar ivanje ser ijske binarne dvosmjernerazmjene podataka.

• RS 232C odre� uje naponske razine od –15V do+15 V.Ve�inoma se danas kor isti –12V - +12V.

• RS 232C definira logi�ku JEDINICU za naponeispod –5V na predajnoj strani,te napone ispod–3V na pr ijamnoj ,dok je llogi�ka NULA zanapone na predajnoj strani iznad +5V,te naponena pr ijemnoj strani iznad +3V .

• Brzine pr ijenosa su :20 kb/s(kilobita u sekundi) do15m,danas se naj�eš�e koristi 9600b/s,i 19200b/s.

• Maksimalna dulj ina veze iznosi 15 m.

RS -232C

• Kod razmjene podataka ,u razmjeni mogusudjelovati samo dva ure� aja.

• Prema toj normi postoje dvije vrsteura� aja:

• Prvi ure� aji se zove ra�unalo i terminal,drugi ure� aj se naziva modem.

RS 232 C

• Tipi�ni pr imjer i dvosmjernekomunikacije:

• 1.Naj jednostavnij i na�in pr ijenosa• (Tx,Rx linije)

TX(2)

RX(3)

GND(7)

DB-25 pin priklju�ak

TX(2)

RX(3)

GND(7)

DB-25 pin priklju�ak

RS 232C• 2.Pr imjer komunikacije izme� u dva ra�unala

tkz.null-modem

• Naj�eš�e korištene linije:

• Tx-linija za predaju podataka• Rx-linija za pr ijem podtaka• RTS-(Request To Sent)linija obavjest da ure� aj

ima podatak za slanje• DTR(Data Termilan Ready)-linija obavjesti

spremnosti ure� aja za rad(pri ON)

• CTS(Clear To Send)-obavjest da je ure� ajspreman za pr ihvat podataka

Masa (1) Tx(2) Rx(3) RTS(4) CTS(5)

DSR(6) DCD(8) GND(7)

DTR(20)

Masa (1) Tx(2)Rx(3) RTS(4) CTS(5)

DSR(6) DCD(8) GND(7)

DTR(20)

RS 232C

• Oblik signala kod RS 232C standarda,pr ikazuje 8 bitni ASCI znak “ A”

• ASCII “ A” = 01000001(2) – format(9600,N,8,1)

• Format zna�i(• brzina,par itet(Yes/No),n-bitova

podatak,broj stop bitova)

+12V 0 1 0 0 0 0 0 1 0

-12V Start bit najmanjeg Stop

RS 485• RS-485 je norma za ser ijsku povezivanje

komunikacijskih ure� aja pr i �emu ukomunikacij i može sudjelovati do 32 ure� aja.

• Na temelju te norme je Siemens proizveo i patentiraoprogramsku nadogradnju poznato kao PROFIBUS(Fieldbus) koja postaje svjetska norma za industr iju

• Svojstva:– Mogu� a komunikacija do udljenosti

1.5km,mogu � nost pr ikilju�ivanja više ure� ajarazli�itih brzina (do 32 u nekim slu�ajevima do128).

– Za komunikaciju nužan protokol

– kor isti dvije linije za pr ijenos podataka,koje radeistovremeno-logi�ke razine se odre� ujunaponskom razlikom izme� u tih linija,

– log.” 0” ako je naponaka razlika manja od -200mV

– log” 1” ako je naponska razlika ve� a od 200mV

RS 485• Tipi�an primjer komunikacije

• Protokol(master/slave):– Pr i tome protokolu se jedan ure� aj odre� uje kao

master (glavni) a svi ostali su slave(sporedni).

– Svi sporedni imaju svoju jedinstvenu adresu.

– Pr i inicijalizacij i pogonski program (dr iver ) postavljamaster ure� aj kao predajnik,a sve ostale kaopr ijemnike.Mastre po�nije prozivanje i ure� aj koj i seprozvan (preko njegove adrese) se postavlja kaopredajnik i šalje blok podataka,za to vr ijeme master sepr i uspješnoj prozivci postavlja kao pr ijemnik,dobijepaket od predajnika i sve po� nije iz po�etka.

Mogu�nostspajanja do 32ure� aja

SN75176

A

B

SN75176

CENTRONICS-IEEE1284

• Standard za paraleleni prijenos podataka

• odre� uje pet na�ina rada:

• 1.Kompatiblini na�in(Compatibility mode) kojije standardni na�in rada paralelnog porta poznatpod oznakom SPP.

• 2.Niblle na�in(Nibble mode) koristi 4 bita podatkana ovom portu i �esto ga koriste opti�ki �ita�i

• 3.Byte na�in(Byte mode) koji je uveo IBM uz svojPS/2 standard omogu� uje slanje 1 bajta i rijetko sekoristi

• 4.EPP na�in (Enhanced Parallel Por t Mode) jeuveo dvosmjerni prenos podataka prekoparalenog porta.

• 5.ECP na�in(Extended Capabilities Por t Mode)omogu� uje 8 bitni asinhroni prijenos uz upotrebuDMA što mu omogu� uje velike brzine rada i danasse �esto koristi

CENTRONICS-IEEE1284

• Svojstva:• Brzine

– SPP na�in rada omogu� uje brzinu prenosa 50 do 150kb/s dok ECP i EPP na�in omogu� uju brzine prenosai do 1 Mb/s.

• Razine signala– 1284 standard uveo je dvije razine kompatibilnosti

su�elja i to tzv. I i II razina pri �emu se druga razinakoristi za ve� e brzine prenosa (ECP i EPP).

– Glavne karakter istike I . razine su :

– Visoka naponska razina(logi�ka jedinica) ne smijebiti ve� i od +5.5V i manj i od 2.4V uz struju od14mA.

– Niska napoonska razina(logi�ka nula) ne smijebiti manja –0.5V i ve�i od 0.8V uz struju od14mA.

– jednostavno komuniciranje(upravljanje)prekoparalelenog por ta.

– Kor isti se veliki broj žica,

– dopuštene male udaljenosti za pr ijenos

CENTRONICS-IEEE1284

• Upravljanje porta(priklju�ka):• Sam pr iklju�ak ima 36 izvoda ,definirana su

33,a u praksi se kor iste 17 pr iklju�ka.

• Na ra�unalmom dijelu nalazi se 25 pinski ženskipr iklju�ak.(LPT-1,2..).

• Pr iklju�ke upravljamo preko tr i memor ijskeregistra i to:– data por t reg. –registar za podatke

– control por t reg. –reg.za kontrolu slanja podataka

– status por t reg. –reg. za kontroluspremnosti(status) ure� aja

• Adresiranje registara– po�etna adresa por ta pokazuje na data por t

registar

CENTRONICS-IEEE1284• Izgled priklju�ka DB25M/F (LPTn)

• Preko DATA por t reg se upravlja s D0-D– izlazni signali

• Preko CONTROL por t reg. se upravlja• STROBE- Impuls niskog nivo koji daje

• pisa�u nalog za preihva� anje podataka

• s linije

• AUTOFED-kor isti se za pisa�• Init-inicijalizacija ure� aja• SELECT INPUT-kor isti se za pisa�• IRQ ENEBLE- Postavljanjem na 1

• omogu� uje se prekid pri promjeni

• ACK s 1 na 0

Preko STATUS por t reg seupravlja s:ERROR, Impuls niskog nivoa kojisignalizira grešku na štampa�u–ulazniSELECT- Postavlja se na 1 ako jeure� aj postavljen na on lineACK(acknowledge)- Impuls niskognivoa kojim ure� aj obavještavara�unalo da je primio prethodnipodatakBUSY-postavlja se na jedan ako jeure� ej zauzet

USB-Universal SerialBus

• Univeraslni por t za ser ijski pr ijenospodataka.

• Uvodi se godine 1996.• Svojstva (noviteti) USB-a:

• -proširenje broja komunikacijskih por tova PC• -mogu�nost napajanja pr iklju�enih ure� aja

preko USB por ta• -mogu�nost pr iklju � ka do 127 ure� aja na jedan

por t• -omugu�avanje velikih brzina do 12Mb/s• -jednostavnost pr iklju�nih kabela• -omugu�avanje auto detekcije pr iklju�nih

ure� aja

• USB por t ima �etr i linije.– Jedna je +5V,– druga GND,– tre� a je DATA+(D+),– �etrvta DATA- (D-).

USB• Naponske razine:

• Log “ 0” D- je na ve� em potencijalu od D+(razlika mora biti ve� a od 200mV)

• Log ” 1” D+ na ve�em potencijalu od D-.• Podaci se šalju u paketima.• Fizi�ki izgled priklju�ka i kabela:

• Više ure� aja spaja a se preko USB-HUB-a (Usb�vor išta)

Podjela ra�unala

Podjela ra�unala• Ovdje je prikazana generacijska podjela po

tržišnoj usmjerenosti proizvoda.

• Najzanimljivia su nam upravlja�kamikrora�unala,sva ta mikrora�unala mogubiti programljiva.– MicroChip -PIC16FXXX

– Atmel 89AT4051

– Siemens SAB80cXX

• Posebna vrsta upravlja�kih mikrora�unalasu PLC (Programmble Logic Controller)

• Koriste se u za upravljanje proizvodnihprocesa u industriji

• Najpoznatiji proizvo� a�i industrijskih PLC

– SIMENS (S200-L7,S300..)

– OMRON

– MITSHUBISHY

• Kraj II.dijela VPR-a

• Mladen Pti�ar