8控制器的硬件结构
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8控制器的硬件结构
8.1引言
在7章中,我们讨论了与特定的参考控制器的哲学
实施的各种自动化,显示器,和交际策略。本章详细介绍了
在一般的控制器及其具体功能模块的硬件结构。
一个通用的控制器,如图8.1所示,是计算机类设备和功能
像一台电脑的所有必要的功能模块。一个通用的计算机使用
设备如键盘和显示器的I / O设备,而控制器采用过程I/O模块I / O设备。
图8.2说明了该控制器的典型硬件结构。结构和
各个模块的功能是在下面的章节中描述。在实践中,许多不同的可根据生产安排。一个在这里讨论的是一个简单的,早期
实现最好的解释所涉及的概念。
图8.1控制器的逻辑结构。
图8.2控制器的物理结构。
控制器8.2大模块
8.2.1架
一架机械结构将功能模块,方便他们在他们的地方
物理和电气连接到总线。机架的总布置了
图8.3。一架可容纳人数有限的功能模块。因此,以容纳更多的模块,需要额外的衣架。架上有两种类型:主、扩展或补充。尽管他们看起来相似,它们在结构上是不同的,他们之间的差异覆盖在以后的章节。
在主架的插槽(通常几次)是保留给特定的功能模块,
如电源,处理器,内存,和通信。
8.2.2总线
总线,如图8.4所示,是一个无源电子组件用于电源
功能模块还提供处理器模块和之间的通信路径
数据传输等功能模块。
如图8.5所示,在其最简单的形式是一个典型的总线线路或轨道进行如下:?
电源的所有功能模块(电源线)
?
记忆和功能模块的地址(地址线)
?
在两个方向上的数据(数据线)
?
读写控制(控制线)
?
中断,时钟(专用线)
图8.3架
图8.4总线的物理结构。
图8.5总线的逻辑结构。
图8.6功能模块。
在每个类别中的总线线路或轨道的数量取决于处理器的体系结构(微处理器/计算机)采用的控制器。
8.2.3功能模块
功能模块,如图8.6所示,执行特定的功能,具有总线
与处理器模块的数据交换连接。典型的功能模块如下:
?
记忆
?
输入/输出
?
通信
?
看门狗
如图8.6所示,功能模块的顶部具有总线接口的电子产品,
在底部有过程接口的电子产品。总线接口的电子使模块
要做到以下几点:
?
用于数据交换的处理器进行通信
?
暂时存储模块相关的信息之前,它是通过对
过程或传递到处理器模块
?
控制和监控模块的操作
?
模块中的故障诊断
过程的电子接口方便连接与信号处理模块(通过
仪器设备)或者将入射电子信号数据或
即将离任的数据转换为电子信号。
在公共汽车上和过程接口可以在附录B中发现更多的讨论
8.2.4系统电缆
如图8.7所示,该系统是一个多芯电缆信号电缆与连接器的一端为连接到模块的功能和在另一端的端块的便于接线
对仪器设备和/或人类接口组件。核心的数量取决于
这对功能模块的当前连接数。一般来说,系统的电缆
预制终止传入/传出信号,并从内部功能模块的设计
控制器的外壳。
图8.7系统电缆。
8.3数据交换总线
为了解释这些基本概念,处理器模块可以被看作是汽车的主人,而所有其他功能模块,如I / O,通信,和看门狗,在公共汽车上的奴隶。
总线上的数据交换是由处理器模块完全控制。数据交换
序列如下。
从模块,处理器模块:
?
处理器模块的地方,从模块的地址总线上的。
?
处理器模块的地方读控制总线上的信号。
?
处理从模块将数据总线上的。
?
处理器模块接收数据总线。
从处理器模块,从模块:
?
处理器模块的地方,从模块的地址总线上的。
?
处理器模块的总线上的数据的地方。
?
处理器模块的地方写控制总线上的信号。
?
处理从模块接收数据总线。
从功能模块之间的数据交换自己不能。之间的数据交换
从功能模块,如果需要,始终是通过处理器模块和完全控制
通过它。目前,有处理器之间的数据交换的几种有效方法
功能模块。
8.4个功能子系统
以下各节描述了各子系统的结构和功能
控制器及其相关的功能模块。
8.4.1电源子系统
控制器需要从外部电源的工作。电源子系统
提供了通过电源模块。
8.4.1.1电源模块
功能模块的控制器,被电子,在特定的电压需要动力(+ 5 V DC和
+ 24 V DC)为他们的工作。为了促进这一,电源模块需要外部交流或直流电源(230 / 110伏交流或24 / 48 V DC通常),将其内部调节+ 5 V DC和+ 24 V DC(控制器的电子所需的操作),并提供给所有的功能
在总线模块。今天的电子不需要+ 24 V DC,只有+ 5 V DC管理。
图8.8说明了电源模块的功能原理。
双语对照
图8.8电源模块。
8.4.2处理器子系统
处理器子系统有三个模块:处理器,内存,和看门狗。
8.4.2.1处理器模块
处理器模块是控制器的核心,建立在一个处理器,它是负责
的内存控制指令的执行,这是基于策略的自动化。
这个模块上运行的数据采集和控制功能模块。
如图8.9所示,该处理器模块有一个内置的处理器时钟
获得所有必要的时钟和定时功能同步自己的活动,包括
记录每天的时间。处理器也使用外部时钟信号
同步数据交换活动与放置在其他功能模块的总线
总线。总线接口电子位于处理器模块的顶部。
双语对照