3822 ИНТЕРФЕЙС RS-232

Цель работы: изучение структуры и функционирования стандартного интерфейса RS-232.

 

Принципы организации информационно-измерительных систем

 

Усложнение объектов исследования и управления привело к появлению нового класса средств обработки измерительной информации – информационно-измерительных систем (ИИС). Такие системы представляют собой совокупность функционально объединенных измерительных, вычислительных и других технических средств для получения измерительной информации, её преобразования, хранения и представления в заданном виде. Под функциональным элементом (ФЭ) понимаются предел структурного деления, минимальный компонент, собственное строение которого не рассматривается и который способен к относительно самостоятельному осуществлению определенной функции. В процессе функционирования ФЭ системы взаимодействуют между собой путем обмена сигналами, среди которых можно выделить следующие:

  • информационные - несут информацию об объекте измерения или контроля, могут быть аналоговыми или дискретными;
  • программные - определяют внутреннюю структуру ФЭ, алгоритм обработки информации в них, в целом совокупность программных сигналов задает структуру и функциональное состояние системы, подается предварительно, перед рабочим циклом;
  • управляющие – предписывают подготовку, начало и проведение операций с ФЭ, извещают о состоянии ФЭ, таким образом определяя разворачивание процесса функционирования системы во времени;
  • адресные – сопровождают другие сигналы, осуществляют выбор ФЭ в системе, обеспечивают прохождение сопровождаемых сигналов на выбранные ФЭ, блокируя остальные.

Сопряжение ФЭ осуществляется с помощью интерфейсов – совокупности программных и технических средств, обеспечивающих информационную, электрическую совместимость. Таким образом, современный подход к созданию ИИС представляет собой сочетание модульного принципа с унифицированными способами объединения структурных элементов и обмена данными.

 

Типовые структуры информационных связей

 

Для объединения разнообразных средств сбора, обработки, хранения и представления измерительной информации в системе используются различные способы структурной организации. Основными из них являются последовательная, магистральная и радиальная структуры. Интерфейсы современных систем представляют собой, как правило, комбинацию этих структур. Каждый функциональный модуль системы содержит операционную часть, обеспечивающую выполнение заданной функции, и интерфейс (рис. 1). Через интерфейс осуществляется обмен сигналами с другими устройствами системы.

 

Рис.1

 

Последовательная структура показана на рис. 2. Её отличительной особенностью является  возможность обмена информационными и управляющими сигналами только между соседними ФЭ. Однонаправленность связей полностью характеризует иерархию системы управления.

Радиальная структура (рис. 3) предполагает наличие явно выраженного устройства управления УУ, имеющего необходимое количество каналов обмена данными.

 

Рис. 2

 

Каждый ФЭ связан только с управляющим ядром системы, запускается и выполняет программу только по его команде. Информационный обмен ФЭ между собой возможен только через УУ. Таким образом, централизация управления снижает быстродействие системы.

 

Рис. 3

 

Для уменьшения числа параллельных линий связи используется соединение элементов системы общим проводным каналом связи с последовательным во времени подключением к нему (рис. 4). Совокупность объединяющих шин называется магистралью. К магистрали подключается тот ФЭ, адрес которого вызывается программой УУ.

 

Рис. 4

 

Магистраль обычно состоит из нескольких шин, каждая из которых включает различное число линий связи. Шина данных объединяет линии передачи информационных сигналов, обеспечивающих принятый порядок работы на магистрали. По адресной шине осуществляется выбор устройства, подключаемого  к магистрали. В ряде случаев для передачи адреса некоторых управляющих сигналов используется шина данных. Таким образом, обращение к ФЭ происходит последовательно, передача информации – параллельно.