Основы радиоэлектроники

Системы передачи информации

Локальная управляющая микросеть на основе MCS-51

При управлении сложными технологическими объектами используются системы с распределенным управлением, которые состоят из группы контроллеров, руководящих отдельными агрегатами объекта (например, многосекционной печатной машиной, бумагообрабатывающей установкой, переплетно-обрабатывающей линией, прокатным станом и т.п.). Между отдельными подсистемами должен быть обеспеченная информационная связь. Поэтому обязательным элементом распределенной системы управления есть локальная сеть, которая объединяет определенные контроллеры в систему.

На такую сеть возлагаются обычно простые функции передачи сообщений за гарантированное время. Протяжность линий связи обычно не превышает десятков метров, размер сообщения – нескольких десятков байтов, а время доставки сообщений – в границах от 0.01 до 1 с. Типичными есть два режима информационного обмена в сети: широковещательный, если сообщение, которое присылается, назначается для всего остатка подсистем (микроконтроллеров сети), и абонентский, если сообщение назначается лишь одному МК. Обычно первым способом передаются разные информационные параметры, которые используются многими подсистемами. Это разрешает уменьшить загрузки сети за счет изъятия многочисленных передач одного и того же сообщения разным адресатам. Вторым способом обычно передаются команды управления от центрального устройства к исполнительным средствам или сообщения экстренного характера.

Наиболее широко распространены локальные сети двух структур: кольцевые и моноканальные (типа BITBUS). Последние есть более удобными для управляющих микросетей, так как допускают простое наращивание и модификацию системы. Кроме этого, в моноканальной сети время доставки сообщение не зависит от общего числа МК и они имеют высокую живучесть и надежность.

В сетях с единым моноканалом все МК связаны между собой одной общей (распределительной) линией связи (рис. 1). В линиях передачи данных обычно используется коаксиальный кабель или витая пара с резисторами согласования на их концах.

Известны разные методы доступа к распределительной линии (протоколы), которые разрешают осуществлять обмен данными между многими МК сети, то есть обеспечивать разделение канала связи между многими подсистемами.

Рассмотрим интервально-маркерный метод доступа к распределительному моноканалу, который разрешает устранить конфликты в канале и достаточно полно использовать пропускную способность канала. Суть метода состоит в следующем:

1. При нулевой загрузке в канале периодически появляется маркер, который генерируется одним из МК сети. Маркер содержит номер ведущего МК. Главное назначение ведущего – поддерживать синхронизм в сети за счет периодической выдачи маркера в канал.

2. Период генерации маркера состоит из определенного числа «окон», число которых равное числу МК в сети. Каждое окно имеет свой номер и принадлежит одной из подсистем.

3. В процессе захвата канала МК, которое желает выдать свой пакет (сообщение), должен дождаться появления маркера и отсчитать от него свое окно.

Если при этом его не опередят другие МК, то, дождавшись своего окна, подсистема может, не опасаясь конфликтов, начать передачу данных (рис. 14а).

4. После выдачи сообщения МК генерирует свой маркер и становится новым ведущим. Старый ведущий микросети, распознав, что моноканал захвачен, освобождается от этой роли.

5. Отсчет момента времени от маркера своего окна проводится по такому правилу. Продолжительность окна принимается равной времени передачи одного байта данных. Если ведущий имел номер l, то первое окно будет принадлежать МК с номером l+1, потом МК с номером l+2 и т.д. Время ожидания своего окна (Т) можно определить как T=t X, где t – время передачи одного байта, то есть продолжительность окна. Число Х определяется следующим образом: Перейти на страницу: 1 2 3


Другое по теме:

Методы проектирования и моделирования усилителей Значительные изменения во многих областях науки и техники обусловлены развитием электроники. В настоящее время невозможно найти какую-либо отрасль промышленности, в которой не использовались бы электронные приборы. Одними из таких прибор ...