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ITALIAN TECHNOLOGY
MANUALE TECNICO
GPC® 150General Purpose Controller Z84C15
GPC® 150 Edizione 3.00 Rel. 23 Febbraio 2000
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MANUALE TECNICO
GPC® 150General Purpose Controller Z84C15
GPC® 150 Edizione 3.00 Rel. 23 Febbraio 2000
Formato singola Europa da 100x160mm con interfaccia per il BUS industrialeAbaco®; CPU CMOS 84C15 con quarzo da 32 MHz; fino a 512K EPROMo FLASH EPROM e fino a 512K SRAM; RAM/ROM disk gestite tramiteFGDOS; EEPROM seriale fino a 8 K; FLASH EPROM seriale disponibilein diversi formati, fino ad un massimo di 4 M; dip Switch da 8 vie e jumperdi configurazione leggibili da software; 1 LED di attività; 2 linee seriali in RS232 di cui una settabile in RS 422, RS 485 o Current Loop , supporto perprotocolli HDLC , SDLC, ecc. con baud rate fino a 115 KBaud; 40 linee diI/O TTL ; 4 timer counter; 8 linee di A/D Converter con Sample & Hold,5,5 µs, range 0÷2,5V con possibilità di lavorare in differenziale(±2,5V), 12bits+segno, oltre 140.000 conversioni al secondo, sequencer interno, funzionedi Self Calibration e programmazione del Conversion Rates, possibilità dimonitorare autonomamente un ingresso analogico generando un INT ;circuiteria di power failure in grado di generare interrupt; Real Time Clockin grado di gestire giorno, mese, anno, giorno della settimana, ore, minuti,secondi e di generare un INT con cadenze definibili da software; Watch Dogresettabili da software visualizzati tramite LED ; circuiteria di back up perRAM e RTC con batteria al Litio e connettore per eventuale batteria esterna;unica tensione di alimentazione a 5Vdc, 260 mA; vasta disponibilità disoftware di base e di ambienti di sviluppo che consentono di poter utilizzarela scheda tramite un normale PC, tra i pacchetti disponibili si possono citare:FGDOS 150; PASCAL 80; CBZ 80; NSB8; RSD 150; HI TECH C 80;GET 80; DDS MICRO C 85; EMBEDDED PASCAL ; NO ICE Z80; ecc.
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LEGENDA SIMBOLI
Nel presente manuale possono comparire i seguenti simboli:
Attenzione: Pericolo generico
Attenzione: Pericolo di alta tensione
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Pagina I GPC® 150 Rel. 3.00
INDICE GENERALEINTRODUZIONE ........................................................................................................................ 1
VERSIONE SCHEDA.................................................................................................................. 1
INFORMAZIONI GENERALI .................................................................................................. 2 SIO ............................................................................................................................................ 3 TIMER COUNTER................................................................................................................. 3 LINEE DI I/O DEL PIO ......................................................................................................... 3 REAL TIME CLOCK ............................................................................................................. 3 PROCESSORE DI BORDO ................................................................................................... 4 COMUNICAZIONE SERIALE ............................................................................................. 4 ABACO® BUS .......................................................................................................................... 4 DISPOSITIVI DI CLOCK ..................................................................................................... 6 A/D CONVERTER .................................................................................................................. 6 LINEE DI I/O DEL PPI 82C55 .............................................................................................. 6 WATCH DOG .......................................................................................................................... 6 LOGICA DI CONTROLLO ................................................................................................... 7 DISPOSITIVI DI MEMORIA ............................................................................................... 7 MMU ......................................................................................................................................... 7
CARATTERISTICHE TECNICHE ........................................................................................... 8 CARATTERISTICHE GENERALI ...................................................................................... 8 CARATTERISTICHE TECNICHE ...................................................................................... 8 CARATTERISTICHE ELETTRICHE ................................................................................. 9
INSTALLAZIONE ..................................................................................................................... 10 CONNESSIONI CON IL MONDO ESTERNO ................................................................. 10 CN1 - CONNETTORE PER BATTERIA ESTERNA DI BACK UP .......................... 10 CN4 - CONNETTORE PER PORT B DEL PPI 82C55 ................................................ 11 CN3 - CONNETTORE PER PORT A E C PPI 82C55 ................................................. 12 CN5 - CONNETTORE PER INGRESSI A/D CONVERTER ..................................... 14 CN7 - CONNETTORE PER LINEE SERIALI RS 232 E TIMER COUNTER......... 16 CN6 - CONNETTORE PER I/O DEL PIO .................................................................... 18 CN2 - CONNETTORE PER SERIALE IN RS 422, RS 485 E CURRENT LOOP.... 20 K1 - CONNETTORE PER ABACO® BUS..................................................................... 26 TRIMMER E TARATURE................................................................................................... 28 TEST POINT ......................................................................................................................... 28 INTERFACCIAMENTO DEGLI I/O CON IL CAMPO................................................... 29 SELEZIONE TIPO INGRESSI ANALOGICI ................................................................... 29 SEGNALAZIONI VISIVE ................................................................................................... 30 INTERFACCE PER I/O DIGITALI .................................................................................... 30
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Pagina II GPC® 150 Rel. 3.00
JUMPERS .............................................................................................................................. 32 JUMPERS A 2 VIE ........................................................................................................... 34 JUMPERS A 3 VIE ........................................................................................................... 35 JUMPER A 4 VIE ............................................................................................................. 35 JUMPER A 5 VIE ............................................................................................................. 35 RESET E WATCH DOG....................................................................................................... 36 BACK UP ............................................................................................................................... 36 POWER FAILURE ............................................................................................................... 37 INTERRUPTS ....................................................................................................................... 37 COMUNICAZIONE SERIALE ........................................................................................... 38 INGRESSI DI CONFIGURAZIONE .................................................................................. 40 SELEZIONE MEMORIE..................................................................................................... 41
DESCRIZIONE SOFTWARE ................................................................................................... 42
MAPPAGGI ED INDIRIZZAMENTI...................................................................................... 46 MAPPAGGIO DELLE RISORSE DI BORDO .................................................................. 46 MAPPAGGIO I/O ................................................................................................................. 47 MAPPAGGIO ABACO ® BUS .............................................................................................. 49 MAPPAGGIO MEMORIE ................................................................................................... 49
DESCRIZIONE SOFTWARE DELLE PERIFERICHE DI BORDO .................................. 52 MEMORY MANAGEMENT UNIT .................................................................................... 52 A/D CONVERTER ................................................................................................................ 53 WATCH DOG ESTERNO .................................................................................................... 54 EEPROM SERIALE ............................................................................................................. 54 STATO DELLA BATTERIA ................................................................................................ 54 INGRESSI DI CONFIGURAZIONE .................................................................................. 55 LED DI ATTIVITA' .............................................................................................................. 55 FLASH EPROM SERIALE ................................................................................................. 56 BAUD RATE GENERATOR................................................................................................ 56 REAL TIME CLOCK ...........................................................................................................57 PPI 82C55 ............................................................................................................................... 59 PERIFERICHE INTERNE DELLA CPU .......................................................................... 59
SCHEDE ESTERNE .................................................................................................................. 60
BIBLIOGRAFIA ........................................................................................................................ 64
APPENDICE A: SCHEMI ELETTRICI ............................................................................... A-1
APPENDICE B: DESCRIZIONE COMPONENTI DI BORDO ......................................... B-1 CPU 80C188 ........................................................................................................................... B-1 A/D CONVERTER LM12H458.......................................................................................... B-15
APPENDICE C: INDICE ANALITICO ................................................................................ C-1
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Pagina III GPC® 150 Rel. 3.00
INDICE DELLE FIGUREFIGURA 1: SCHEMA A BLOCCHI ......................................................................................................... 5FIGURA 2: CN1 - CONNETTORE PER BATTERIA ESTERNA DI BACK UP ............................................... 10FIGURA 3: CN4 - CONNETTORE PER PORT B DEL PPI 82C55......................................................... 11FIGURA 4: CN3 - CONNETTORE PER PORT A E C DEL PPI 82C55 .................................................. 12FIGURA 5: SCHEMA DEL COLLEGAMENTO LINEE DI I/O DEL PPI...................................................... 13FIGURA 6: CN5 - CONNETTORE PER INGRESSI A/D CONVERTER ...................................................... 14FIGURA 7: SCHEMA D' INGRESSO A/D CONVERTER ........................................................................... 15FIGURA 8: CN7 - CONNETTORE PER LINEE SERIALI RS 232 E TIMER COUNTER ............................. 16FIGURA 9: SCHEMA DI COLLEGAMENTO TIMER COUNTER ................................................................ 17FIGURA 10: SCHEMA DI COMUNICAZIONE SERIALE ........................................................................... 17FIGURA 11: CN5 - CONNETTORE PER I/O DEL PIO ....................................................................... 18FIGURA 12: SCHEMA DI COLLEGAMENTO PIO................................................................................. 19FIGURA 13: CN2 - CONNETTORE PER SERIALE IN RS 422, RS 485 E CURRENT LOOP .................... 20FIGURA 14: ESEMPIO COLLEGAMENTO PUNTO-PUNTO IN RS 232 ..................................................... 21FIGURA 15: ESEMPIO COLLEGAMENTO PUNTO-PUNTO IN RS 422 ..................................................... 21FIGURA 16: ESEMPIO COLLEGAMENTO PUNTO-PUNTO IN RS 485 ..................................................... 21FIGURA 17: ESEMPIO DI COLLEGAMENTO IN RETE IN RS 485 .......................................................... 22FIGURA 18: FOTO SCHEDA .............................................................................................................. 23FIGURA 19: ESEMPIO DI COLLEGAMENTO PUNTO-PUNTO IN CURRENT LOOP A 4 FILI ........................ 24FIGURA 20: ESEMPIO DI COLLEGAMENTO PUNTO-PUNTO IN CURRENT LOOP A 2 FILI ........................ 24FIGURA 21: ESEMPIO DI COLLEGAMENTO IN RETE IN CURRENT LOOP PASSIVO ................................. 25FIGURA 22: K1 - CONNETTORE PER ABACO® BUS...................................................................... 26FIGURA 23: TABELLA DELLE SEGNALAZIONI VISIVE ......................................................................... 30FIGURA 24: DISPOSIZIONE CONNETTORI , MEMORIE , DIP SWITCH ETC. ............................................. 31FIGURA 25: TABELLA RIASSUNTIVA JUMPERS ................................................................................... 32FIGURA 26: DISPOSIZIONE JUMPERS ................................................................................................ 33FIGURA 27: TABELLA JUMPERS A 2 VIE ........................................................................................... 34FIGURA 28: TABELLA JUMPERS A 3 VIE ........................................................................................... 35FIGURA 29: TABELLA JUMPERS A 4 VIE ........................................................................................... 35FIGURA 30: TABELLA JUMPERS A 5 VIE ........................................................................................... 35FIGURA 31: DISPOSIZIONE DRIVER PER COMUNICAZIONE SERIALE .................................................... 39FIGURA 32: TABELLA DI SELEZIONE MEMORIE ................................................................................. 41FIGURA 33: PIANTA COMPONENTI ................................................................................................... 45FIGURA 34: TABELLA INDIRIZZAMENTO I/O - PARTE 1 ................................................................... 47FIGURA 35: TABELLA INDIRIZZAMENTO I/O - PARTE 2 ................................................................... 48FIGURA 36: MAPPAGGIO DELLE MEMORIE CON R/E=0.................................................................... 50FIGURA 37: MAPPAGGIO DELLE MEMORIE CON R/E=1.................................................................... 51FIGURA 38: TABELLA POSSIBILI PROGRAMMAZIONI SEZIONE DI MMU............................................. 53FIGURA 39: TABELLA VALORI PER PROGRAMMAZIONE BAUD RATE .................................................... 57FIGURA 40: SCHEMA DELLE POSSIBILI CONNESSIONI ........................................................................ 61FIGURA A1: SCHEMA ELETTRICO IAC 01 ..................................................................................... A-1FIGURA A2: SCHEMA ELETTRICO KDX X24 .................................................................................. A-2FIGURA A3: SCHEMA ELETTRICO QTP 16P.................................................................................. A-3FIGURA A4: SCHEMA ELETTRICO QTP 24P - PARTE 1 .................................................................. A-4FIGURA A5: SCHEMA ELETTRICO QTP 24P - PARTE 2 .................................................................. A-5FIGURA A6: SCHEMA ELETTRICO SPA 01 ..................................................................................... A-6
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Pagina IV GPC® 150 Rel. 3.00
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Pagina 1 GPC® 150 Rel. 3.00
INTRODUZIONEINTRODUZIONE
L'uso di questi dispositivi é rivolto - IN VIA ESCLUSIVA - a personale specializzato.
Scopo di questo manuale é la trasmissione delle informazioni necessarie all’uso competente e sicurodei prodotti. Esse sono il frutto di un’elaborazione continua e sistematica di dati e prove tecnicheregistrate e validate dal Costruttore, in attuazione alle procedure interne di sicurezza e qualitàdell'informazione.
I dati di seguito riportati sono destinati - IN VIA ESCLUSIVA - ad un utenza specializzata, in gradodi interagire con i prodotti in condizioni di sicurezza per le persone, per la macchina e per l'ambiente,interpretando un'elementare diagnostica dei guasti e delle condizioni di funzionamento anomale ecompiendo semplici operazioni di verifica funzionale, nel pieno rispetto delle norme di sicurezza esalute vigenti.
Le informazioni riguardanti installazione, montaggio, smontaggio, manutenzione, aggiustaggio,riparazione ed installazione di eventuali accessori, dispositivi ed attrezzature, sono destinate - equindi eseguibili - sempre ed in via esclusiva da personale specializzato avvertito ed istruito, odirettamente dall'ASSISTENZA TECNICA AUTORIZZATA, nel pieno rispetto delleraccomandazioni trasmesse dal costruttore e delle norme di sicurezza e salute vigenti.
I dispositivi non possono essere utilizzati all'aperto. Si deve sempre provvedere ad inserire i moduliall'interno di un contenitore a norme di sicurezza che rispetti le vigenti normative. La protezione diquesto contenitore non si deve limitare ai soli agenti atmosferici, bensì anche a quelli meccanici,elettrici, magnetici, ecc.
Per un corretto rapporto coi prodotti, é necessario garantire leggibilità e conservazione del manuale,anche per futuri riferimenti. In caso di deterioramento o più semplicemente per ragioni diapprofondimento tecnico ed operativo, consultare direttamente l’Assistenza Tecnica autorizzata.
Al fine di non incontrare problemi nell’uso di tali dispositivi, é conveniente che l’utente - PRIMADI COMINCIARE AD OPERARE - legga con attenzione tutte le informazioni contenute in questomanuale. In una seconda fase, per rintracciare più facilmente le informazioni necessarie, si può fareriferimento all’indice generale e all’indice analitico, posti rispettivamente all’inizio ed alla fine delmanuale.
VERSIONE SCHEDAVERSIONE SCHEDA
Il presente manuale è riferito alla scheda GPC® 150 versione 220599 e successive. La validità delleinformazioni riportate è quindi subordinata al numero di versione della scheda in uso e l'utente devequindi sempre verificare la giusta corrispondenza tra le due indicazioni. Sulla scheda il numero diversione è riportato in più punti sia a livello di serigrafia che di stampato (ad esempio sul bordoesterno della scheda, a fianco della batteria BT1 e del connettore CN1, sia sul lato componenti chesul lato stagnature).
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Pagina 2 GPC® 150 Rel. 3.00
INFORMAZIONI GENERALIINFORMAZIONI GENERALI
La scheda GPC® 150 é un potente modulo di controllo e di gestione nel formato standard SingolaEuropa da 100x160 mm. Essa opera sul potente BUS Industriale Abaco®, di cui sfrutta la ricca seriedi periferiche, intelligenti e non, disponibili su questo BUS. La GPC® 150 é basata sulla potente ediffusa CPU Z84C15 Zilog, codice compatibile con il famoso Z80, ed ha a bordo scheda notevolirisorse hardware. Particolarmente interessante é la disponibilità di 8 linee di A/D Converter ad altavelocità da 13 bits. La estrema modularità e la notevole completezza di risorse hardware della schedaGPC® 150 le consentono di poter affrontare applicazioni anche di notevole complessità con estremadisinvoltura. E' inoltre il componente ideale in tutte le applicazioni che richiedono molta memoria,infatti a bordo scheda si può raggiungere una configurazione massima superiore ai 5M Bytes. Laprogrammazione e l'uso delle risorse della scheda diventa estremamente semplice grazie all'uso delpotente sistema operativo romato FGDOS. Esso supporta i linguaggi ad alto livello quali CompilatoriBASIC, PASCAL, C, ecc.; mette a disposizione le risorse di memoria come se fossero ROM/RAMdisk, consentendo un immediato utilizzo ad alto livello di questi dispositivi. Consente inoltre lagestione diretta di Display LCD o Fluorescenti, di una tastiera a matrice, di una stampante parallelae delle schede PCMCIA di RAM Cards . FGDOS, oltre alla nota facilità di sviluppo e prova,consente di programmare direttamente a bordo scheda una FLASH con il programma utente. LaGPC® 150 é dotata di una serie di connettori normalizzati, standard Abaco®, che le consentono diutilizzare immediatamente la numerosa serie di moduli BLOCK di I/O oppure permettono ilcollegamento, in modo molto semplice ed economico, delle interfacce da campo costruite direttamentedall’utente o da terze parti.
- Formato singola Europa da 100x160mm con interfaccia per il BUS industrialeAbaco®.
- CPU CMOS 84C15 con quarzo da 32 MHz.- Fino a 512K EPROM o FLASH EPROM e fino a 512K SRAM. Tramite FGDOSla memoria eccedente i 64K é vista come RAM/ROM disk . E' possibile cancellare eriprogrammare autonomamente la FLASH di bordo con il programma utente.
- EEPROM seriale fino a 8 K.- FLASH EPROM seriale disponibile in diversi formati, fino ad un massimo di 4 M.- Dip Switch da 8 vie e jumper di configurazione leggibili da software.- 1 LED di attività, posizionato sul frontale, gestibile da software.- 2 linee seriali in RS 232 di cui una settabile in RS 422, RS 485 o Current Loop gestitedal potente SIO che supporta i protocolli HDLC , SDLC, ecc. con Baud Rate settabileda software, fino a 115 KBaud.
- 40 linee di I/O TTL , settabili da software, di cui 24 gestite dal PPI 82C55 e 16 gestitedal PIO.
- 4 timer counter ad 8 bits di cui 2 usati come baud rate generator e 2 riportati suconnettore.
- 8 linee di A/D Converter con Sample & Hold, 5,5 µs, range 0÷2,5V con possibilità dilavorare in differenziale(±2,5V), 12 bits+segno, gestite dal potente LM 12H458.Sviluppa oltre 140.000 conversioni al secondo, dispone di un Sequencer interno,funzione di Self Calibration e programmazione del Conversion Rates. Ha la possibilitàdi monitorare autonomamente un ingresso analogico generando un INT quando questoesce dai limiti impostati.
- Circuiteria di power failure in grado di generare interrupt.- Real Time Clock in grado di gestire giorno, mese, anno, giorno della settimana, ore,minuti, secondi e di generare un INT con cadenze definibili da software.
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Pagina 3 GPC® 150 Rel. 3.00
- Watch Dog resettabili da software visualizzati tramite LED.- Circuiteria di back up per SRAM e RTC con batteria al Litio e connettore per eventualebatteria esterna. Lo stato di carica é acquisibile via software.
- Unica tensione di alimentazione a 5Vdc, 260 mA.- Vasta disponibilità di software di base e di ambienti di sviluppo che consentono dipoter utilizzare la scheda tramite un normale PC. Tra i pacchetti disponibili si possonocitare: FGDOS 150; PASCAL 80; CBZ 80; NSB8; RSD 150; HI TECH C 80; GET80; DDS MICRO C 85; EMBEDDED PASCAL ; NO ICE Z80; ecc.
SIO
Periferica in grado di gestire due linee per la comunicazione seriale. Il dispositivo può essereutilizzato per la comunicazione con tutti i sistemi provvisti di una linea seriale bufferata in RS 232,RS 422, RS 485 o Current Loop. Dal punto di vista software è infatti definibile la velocità dicomunicazione, la lunghezza della parola, il numero di stop bit, la parità e lo stato dei segnali dihandshake hardware. Il tutto avviene tramite una semplice programmazione di 4 registri allocatinello spazio di I/O della CPU da un’apposita logica di controllo.
TIMER COUNTER
La sezione di timer counter di bordo é costituita dalla sezione CTC del microprocessore e disponedi 4 canali ad 8 bit indipendenti e programmabili via software. La periferica é vista tramite 4 registri,situati nello spazio di I/O dalla logica di controllo della scheda, con cui possono essere definite lemodalità di funzionamento (timer o counter, prescaler, trigger, ecc.) e l'eventuale generazioned'interrupt. Due dei quattro canali sono usati come baud rate generator per le linee seriali.
LINEE DI I/O DEL PIO
Periferica in grado di gestire due port paralleli da 8 bit per un totale di 16 linee di I/O logico a livelloTTL, con direzionalità settabile a livello di bit. Tali linee di I/O hanno la possibilità di generareinterrupt. In questo modo una determinata condizione esterna può distogliere la CPU dalle normalioperazioni, in modo da rispondere sempre e prontamente a tutti gli eventi. Il PIO viene completamentegestito via software tramite la programmazione di 4 registri situati nello spazio di I/O della CPU daun’apposita logica di controllo.
REAL TIME CLOCK
Il modulo di Real Time Clock da montare su IC5 è grado di gestire ore, minuti, secondi, giorno delmese, mese, anno e giorno della settimana in modo completamente autonomo. L'alimentazione delcomponente è fornita dalla circuiteria di back up in modo da garantire la validità dei dati in ognicondizione operative ed è completamente gestito via software, tramite la programmazione di 16registri situati nello spazio di I/O della CPU da un’apposita logica di controllo. La sezione di RTCpuò inoltre generare interrupt in corrispondenza di intervalli di tempo programmabili via softwarein lodo da poter periodicamente distogliere la CPU dalle normali operazioni oppure periodicamenterisvegliarla dagli stati di halt, idle, stop mode.
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Pagina 4 GPC® 150 Rel. 3.00
PROCESSORE DI BORDO
La scheda GPC® 150 è predisposta per accettare il processore Z84C15 prodotto dalla ZILOG. Taleprocessore ad 8 bit è codice compatibile con lo Z80 ed è quindi caratterizzato da un esteso set diistruzioni (158), da un’alta velocità di esecuzone e di manipolazione dati e da un efficiente gestionevettorizzata degli interrupts. Di fondamentale importanza è la presenza delle seguenti perifericheinterne al microprocessore:
- 16 linee di I/O settabili a livello di bit in grado di generare interrupts (PIO);- 4 Timer Counter ad 8 bit, con funzione di prescaler programmabile (CTC);- 2 linee seriali asincrone o sincrone complete di segnali di handshake (SIO);- Watch Dog Timer;- Wait state generator;- Frequenza di Clock programmabile;- Interrupt controller;- Possibilità di operare in idle e stop mode, per minimizzare i consumi;
Per maggiori informazioni a riguardo di questo componente si faccia riferimento all’appositadocumentazione dellla casa costruttrice, oppure all’appendice B di questo manuale.
COMUNICAZIONE SERIALE
La comunicazione seriale è completamente settabile via software per quanto riguarda sia ilprotocollo sia la velocità (da un minimo di 600 ad un massimo di 155200 Baud) ed in modocompletamente autonomo per entrambe le linee di comunicazione. Tali settaggi avvengono tramitela programmazione del SIO interno allo Z84C15 e della sezione di baud rate generator, di cui lascheda é provvista, quindi per ulteriori informazioni si faccia riferimento alla documentazionetecnica della casa costruttrice o all’appendice B di questo manuale.Dal punto di vista hardware è invece possibile selezionare, tramite una serie di comodi jumpers, ilprotocollo fisico di comunicazione. In particolare una linea è sempre bufferata in RS 232, mentre larimanente può essere bufferata in RS 232, RS 422, RS 485 o Current Loop; in quest’ultimo caso èdefinibile anche se la comunicazione avviene in Full Duplex o Half Duplex.
ABACO® BUS
Una delle caratteristiche di fondamentale importanza della GPC® 150 è quella di disporredell'interfacciamento nei confronti del BUS industriale ABACO®: ovvero un connettore normalizzatocon cui è possibile collegare la scheda ad una serie di moduli esterni intelligenti e non. Tra questi sitrovano moduli per acquisizione di segnali analogici (A/D), per la generazione di segnali analogici(D/A), per gestione di linee di I/O logico, per counter, ecc. e ne possono essere realizzati anche suspecifiche richieste dell'utente. Utilizzando mother board come l'ABB 03 o l'ABB 05 é inoltrepossibile gestire anche le schede periferiche della serie 3 e 4 provviste di ABACO® I/O BUS. Talecaratteristica rende la scheda espandibile con un ottimo rapporto prezzo/prestazioni e quindi adattaa risolvere molti dei problemi dell'automazione industriale.
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Pagina 5 GPC® 150 Rel. 3.00
FIGURA 1: SCHEMA A BLOCCHI
BUS INTERFACE SECTION
K1 - BUS ABACO®
CONF. INPUT
PPI82C55
CN316 I/O LINES
SERIALDRIVERS
RS 232,RS 422,RS 485,
CURRENT LOOP
CPU84C15
CN48 I/O LINES
M
M
USRAM IC 8
EPROM or FLASH EPROM
IC 10
EEPROM IC 19
ACTIVITY and STATUS LEDs
RESET, WATCH DOGand POWER FAILURE
CONTROL LOGIC
Real Time Clock
A/DLM12H458
SERIAL FLASH EPROMIC 13
SERIAL FLASH EPROMIC 14
ON BOARD BATTERY
CN58 A/D LINES
CN2SERIAL LINES
CN7SERIAL
LINES, CTC
CN616 I/O LINES
CN1 EXT. BATTERY
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Pagina 6 GPC® 150 Rel. 3.00
DISPOSITIVI DI CLOCK
Sulla GPC® 150 sono presenti tre circuiti separati che provvedono a generare rispettivamente lafrequenza di clock per la CPU (32 MHz), la frequenza per la generazione del Baud Rate (1,8432MHz), relativo alle linee di comunicazione seriale della scheda e il clock per il convertitore A/D (8MHz). La scelta di utilizzare tre circuiti e quindi tre quarzi indipendenti, è legata alla possibilità dipoter variare la frequenza di lavoro della CPU senza dover intervenire sul software di gestione dellacomunicazione ed allo stesso tempo avere la possibilità di raggiungere le massime prestazioni intermini di tempo, sia per quanto riguarda l’esecuzione che la comunicazione seriale .
A/D CONVERTER
La sezione opzionale di A/D converter della GPC® 150 é basata sul potente LM 12H458 in gradodi acquisire 8 canali nel range 0÷2,490V o 0÷5,000V in tensione o 0÷20 mA o 4÷20 mA in correnteoppure 4 canali differenziali nel range ±2,490V o ±5,000V, con una risoluzione massima di 12 bitspiù segno. La sezione é provvista di Sample & Hold, di un A/D converter ad approssimazionisucessive, con 5,5 µs di tempo di conversione, ed é in grado di sviluppa oltre 140.000 conversionial secondo. Alcune caratteristiche come: un sequencer interno, il trasferimento dati in DMA , lafunzione di self calibration, la programmazione del conversion rates, il settaggio della risoluzione,una FIFO per le conversioni ed il controllo autonomo di limiti (monitorizza un ingresso analogicogenerando un interrupt quando questo esce dai valori impostati), facilitano notevolmente la suagestione senza continuamente richiedere l'intervento della CPU.Dal punto di vista software sono programmabili tutte le funzionalità del componente tramite 27registri situati nello spazio di I/O.Il codice dell'opzione A/D converter da specificare in fase di ordine è .AD.
LINEE DI I/O DEL PPI 82C55
Periferica in grado di gestire tre port paralleli da 8 bit per un totale di 24 linee di I/O logico a livelloTTL, con direzionalità settabile a livello di byte. Tali linee di I/O aprono ulteriori possibilità diimpiego della GPC® 150 (ad esempio nella gestione di periferiche non intelligenti, interfacce, ecc.)anche quando l’handshake delle comunicazioni è completamente da gestire via software. Il chip PPI82C55 viene completamente gestito via software tramite la programmazione di 4 registri situati nellospazio di I/O della CPU da un’apposita logica di controllo.
WATCH DOG
La scheda GPC® 150 è provvista di due circuiterie separate di Watch Dog che, se utilizzate,consentono di uscire da stati di loop infinito o da condizioni anomale non previste dal programmaapplicativo. Tali circuiterie sono composte da una sezione monostabile interna al microprocessorecaratterizzata da un tempo di intervento programmabile e da una sezione astabile/monostabileesterna con un tempo d’intervento tipico di circa 1420 msec. La gestione avviene completamentevia software (tramite l’acceso ad opportuni registri situati nello spazio d’indirizzamento della CPU)e conferisce al sistema basato sulla scheda, una sicurezza estrema.
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LOGICA DI CONTROLLO
Il mappaggio di tutti i registri delle periferiche presenti sulla scheda e dei dispositivi di memoria, èaffidata ad un’opportuna logica di controllo che si occupa di allocare tali dispositivi nello spaziod’indirizzamento della CPU. Per maggiori informazioni fare riferimento al paragrafo “MAPPAGGIODELL'I/O”.
DISPOSITIVI DI MEMORIA
E’ possibile dotare la scheda di un massimo di 5128KBytes di memoria variamente suddivisi con unmassimo di 512KBytes di EPROM o FLASH EPROM, 512KBytes di SRAM, 8KBytes di EEPROMseriale ed infine due moduli da 2048KBytes di FLASH EPROM seriale. La scelta della configurazionedelle memorie presenti sulla scheda può avvenire in relazione all’applicazione da risolvere e quindiin relazione alle esigenze dell’utente. Da questo punto di vista si ricorda che la scheda vienenormalmente fornita con i soli 128KBytes di SRAM di lavoro e che tutte le rimanenti memoriedevono essere quindi opportunamente specificate in fase di ordine della scheda. Sfruttando lacircuiteria di back up e l'eventuale bateria tampone esterna, la EEPROM seriale ele FLASH serialisi ha la possibilità di mantenere i dati anche in assenza di alimentazione. Questa caratteristica forniscealla scheda la possibilità di ricordare in ogni condizione, una serie di parametri come ad esempio laconfigurazione o lo stato del sistema . Il mappaggio delle risorse di memoria avviene tramite unaopportuna circuiteria di bordo, che provvede ad allocare i dispositivi all’interno dello spaziod’indirizzamento del microprocessore. Per maggiori informazioni fare riferimento al capitolo“DESCRIZIONE HARDWARE” e “DESCRIZIONE SOFTWARE DELLE PERIFERICHE DIBORDO”. Per una descrizione più approfondita sui dispositivi di memoria, sugli zoccoli dautilizzare e sullo strippaggio della scheda, fare riferimento al paragrafo “SELEZIONE MEMORIE”.
MMU
Al fine di poter gestire in modo pratico ed efficace le configurazioni di memoria di cui può esseredotata la GPC® 150, a partire dallo spazio d’indirizzamento logico di 64 KByte del microprocessore,è stata prevista un’apposita sezione di MMU. Tale sezione provvede tramite una facile programmazionesoftware, l’allocazione dei 64K di lavoro all’interno dello spazio di memoria massimo di 5128K.
Per ulteriori informazioni a riguardo dei dispositivi periferici descritti, si faccia riferimento alladocumentazione tecnica della casa costruttrice o all’appendice B di questo manuale.
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CARATTERISTICHE TECNICHECARATTERISTICHE TECNICHE
CARATTERISTICHE GENERALI
Risorse della scheda: 24 Input/Output programmabili TTL (PPI 82C55)16 Input/Output (PIO)4 Timer Counter ad 8 bit a livello TTL (CTC)1 Linea bidirezionale RS 2321 Linea bidirezionale RS 232, RS 422, RS 485 o Current Loop1 Watch Dog interno alla CPU1 Watch Dog esterno1 Real Time Clock1 Dip Switch da 8 dipsBUS industriale ABACO®
Memoria indirizzabile: IC 10: EPROM da 128K x 8 a 512K x 8FLASH EPROM da 128K x 8 a 512K x 8
IC 8: SRAM da 128K x 8 o 512Kx8IC 34: EEPROM seriale da 256 byte a 8192 byteIC13: FLASH EEPROM seriale da 64Kx8 a 2048Kx8IC14: FLASH EEPROM seriale da 64Kx8 a 2048Kx8
CPU di bordo: ZILOG 84C15
Frequenza quarzo CPU: 32 MHz
Frequenza clock A/D: 8 MHz
Frequenza Baud Rate generator:1,8432 MHz
Risoluzione A/D: 12 bit + segno
Tempo conversione A/D: 5,5 µsec
Tempo intervento watch dog: da 940 msec a 2060 msec (tipico 1420 msec)
CARATTERISTICHE TECNICHE
Dimensioni: (L x A x P): formato EUROPA: 100 x 160 x 15 mm
Peso: 185 g (versione base)
Connettori: K1: 64 pin DIN 41612 corpo CCN1: 2 vie scatolino verticale MCN2: 5 vie scatolino verticale MCN3: 20 vie scatolino verticale M
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CN4: 20 vie scatolino verticale MCN5: 20 vie scatolino 90 gradi MCN6: 20 vie scatolino 90 gradi MCN7: 16 vie scatolino 90 gradi M
Range di temperatura: da 0 a 70 gradi Centigradi
Umidità relativa: 20% fino a 90% (senza condensa)
CARATTERISTICHE ELETTRICHE
Tensione di alimentazione: +5 Vcc
Corrente assorbita sui 5 Vdc: 252 mA nella configurazione base360 mA nella configurazione massima
Batteria di bordo di back up: 3,0 Vdc; 1/2 AA
Batteria esterna di back up: 3,6÷5 Vdc
Corrente di back up: 3,4 µA (batteria di bordo)5,1 µA (batteria esterna da 3,6 V)
Ingressi analogici: 0÷2,490 V; ±2,490 V; 0÷5,000 V; ±5,000 V0÷20 mA; 4÷20 mA (con modulo do conversione)
Impedenza ingressi analogici: < 4KΩ
Rete terminazione RS 422, 485:Resistenza terminazione linea= 120ΩResistenza di pull-up sul positivo= 3,3KΩResistenza di pull-down sul negativo= 3,3KΩ
Soglia intervento power failure: 52 mV prima dell'intervento del reset
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INSTALLAZIONEINSTALLAZIONE
In questo capitolo saranno illustrate tutte le operazioni da effettuare per il corretto utilizzo dellascheda. A questo scopo viene riportata l'ubicazione e la funzione degli strip, dei connettori, deitrimmers, dei LEDs, ecc. presenti sulla GPC® 150.
CONNESSIONI CON IL MONDO ESTERNO
l modulo GPC® 150 è provvisto di 8 connettori con cui vengono effettuati tutti i collegamenti conil campo e con le altre schede del sistema di controllo da realizzare. Di seguito viene riportato il loropin out ed il significato dei segnali collegati; per una facile individuazione di tali connettori, si facciariferimento alla figura 24, mentre per ulteriori informazioni a riguardo del tipo di connessioni, fareriferimento alle figure successive che illustrano il tipo di collegamento effettuato a bordo scheda.
CN1 - CONNETTORE PER BATTERIA ESTERNA DI BACK UP
CN1 é un connettore a scatolino, verticale, maschio, con passo 2,54 mm a 2 vie.Tramite CN1 può essere collegata una batteria esterna che provvede a mantenere i dati delle SRAMdi bordo ed a garantire il funzionamento del real time clock, in assenza di tensione di alimentazione(per maggiori informazioni fare riferimento al paragrafo “BACK UP”.
FIGURA 2: CN1 - CONNETTORE PER BATTERIA ESTERNA DI BACK UP
Legenda:
+Vbat = I - Positivo della batteria esterna di back up.GND = - Negativo della batteria esterna di back up.
+Vbat
GND
1
2
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CN4 - CONNETTORE PER PORT B DEL PPI 82C55
CN4 è un connettore a scatolino verticale con passo 2.54 mm a 20 piedini.Tramite CN4 si effettua la connessione delle 8 linee di I/O digitale gestite dal port B del PPI 82C55,con il campo. Tutti i parametri che riguardano l'uso di questo componente (direzionalità, modo digestione dati, ecc.) sono definibili via software tramite la programmazione della stesso. I segnali delPPI coincidono con segnali logici a livello TTL e seguono il pin out standardizzato I/O ABACO®.
FIGURA 3: CN4 - CONNETTORE PER PORT B DEL PPI 82C55
Legenda:
PPI PB.n = I/O - Linea digitale TTL n del port B del PPI 82C55+5 Vdc = O - Linea di alimentazione a +5 VccGND = - Linea di massa digitaleN.C. = - Non collegato
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PPI PB.1
PPI PB.3
PPI PB.5
PPI PB.7
N.C.
GND
N.C.
PPI PB.0
PPI PB.2
PPI PB.4
PPI PB.6
N.C.
+5Vdc
N.C.
N.C.
N.C.N.C.
N.C.N.C.
N.C. N.C.
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CN3 - CONNETTORE PER PORT A E C PPI 82C55
CN3 é un connettore a scatolino verticale con passo 2.54 mm a 20 piedini.Tramite CN3 si effettua la connessione delle 16 linee di I/O digitale gestite dai port A,C del PPI82C55, con il campo. Tutti i parametri che riguardano l'uso di questo componente (direzionalità,modo di gestione dati, ecc.) sono definibili via software tramite la programmazione della stesso. Isegnali del PPI coincidono con segnali logici a livello TTL e seguono il pin out standardizzato I/OABACO®.
FIGURA 4: CN3 - CONNETTORE PER PORT A E C DEL PPI 82C55
Legenda:
PPI PA.n = I/O - Linea digitale TTL n del port A del PPI 82C55PPI PC.n = I/O - Linea digitale TTL n del port C del PPI 82C55+5 Vdc = O - Linea di alimentazione a +5 VccGND = - Linea di massa digitaleN.C. = - Non collegato
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19 20
PPI PA.1
PPI PA.3
PPI PA.5
PPI PA.7
PPI PC.6
PPI PC.4
PPI PC.2
PPI PC.0
GND
N.C.
PPI PA.0
PPI PA.2
PPI PA.4
PPI PA.6
PPI PC.7
PPI PC.5
PPI PC.3
PPI PC.1
+5 Vdc
N.C.
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FIGURA 5: SCHEMA DEL COLLEGAMENTO LINEE DI I/O DEL PPI
CN3
PORT C8 LINES
PIN 9÷16
8 LINESPIN 1÷8PORT A
PORT B8 LINES
PIN 1÷8
CN4
PPI82C55
+5 Vdc
+5 Vdc
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CN5 - CONNETTORE PER INGRESSI A/D CONVERTER
CN5 é un connettore a scatolino a 90 gradi con passo 2.54 mm a 20 piedini.Tramite CN5 possono essere collegate le 8 linee analogiche d'ingresso all'apposita circuiteriaesterna. Tali linee sono direttamente collegate all'A/D di bordo della scheda, sono a bassa impedenza,sono provviste di un condensatore di filtro e possono variare nel range 0÷2,490 V o 0÷5,000 V nelcaso di ingressi singoli o nel rande ±2,490 V o ±5,000 V nel caso di ingressi differenziali. Tramitel'installazione di un opportuno modulo di conversione é inoltre possibile acquisire gli 8 ingressisingoli in corrente nel range 0÷20 mA o 4÷20 mA. La gestione della conversione é completamenteeffettuata via software tramite la programmazione dell'LM 12H458, mentre la disposizione deisegnali su questo connettore é studiata in modo da ridurre tutti i problemi di rumore ed interferenza,garantendo quindi un'ottima trasmissione del segnale.
FIGURA 6: CN5 - CONNETTORE PER INGRESSI A/D CONVERTER
Legenda:
CHn = I - Linea analogica d'ingresso collegata al canale n dell'A/D ConverterAGND = - Linea di massa analogica+5 Vdc = O - Linea di alimentazione a +5 VccGND = - Linea di massa digitaleN.C. = - Non collegato
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3 4
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+5 Vdc
AGND
AGND
AGND
AGND
AGND
AGND
AGND
AGND
N.C.
N.C.
CH0
CH1
CH2
CH3
CH7
CH5
CH6
CH4
GND
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FIGURA 7: SCHEMA D' INGRESSO A/D CONVERTER
VRef.
CN
5
A/D
LM
12H
458
IN7
IN6
IN5
IN4
IN3
IN2
IN1
IN0
GND
6
8
10
12
14
18
20
16
5, 7, 9, 11, 13, 15, 17, 19
AGND
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CN7 - CONNETTORE PER LINEE SERIALI RS 232 E TIMER COUNTER
CN7 è un connettore a scatolino a 90 gradi con passo 2.54 mm a 16 piedini.Tramite CN7 si effettua la connessione delle due linee seriali in RS 232 ed i timer counter T0 e T1a bordo della CPU con l'ambiente esterno. Le due linee seriali sono gestibili via hardware e viasoftware tramite lo strippaggio di appositi jumpers e la programmazione degli appositi registri internidello Z84C15. I segnali presenti su questo connettore coincidono con segnali logici a livello TTL esegnali a livello RS 232, secondo le normative definite dal CCITT; la disposizione dei segnali, éinvece stata studiata in modo da ridurre al minimo le interferenze ed in modo da facilitare laconnessione con il campo.
FIGURA 8: CN7 - CONNETTORE PER LINEE SERIALI RS 232 E TIMER COUNTER
Legenda:
RXA, B RS232 = I - Receive Data: linea di ricezione in RS 232 della linea seriale A, BTXA, B RS232 = O - Trasmit Data: linea di trasmissione in RS 232 della linea seriale A o BCTS A, B RS232= I - Clear To Send: linea di abilitazione della trasmissione in RS 232 della linea
seriale A o BRTS A, B RS232= O - Request To Send: linea di richiesta di trasmissione in RS 232 della linea
seriale A o BCLK Tn = I - Clock Trigger del contatore n del CTC a livello TTLZC Tn = O - Zero Count Timer del contatore n a livello TTLGND = - Linea di massa
1 2
3 4
5 6
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13 14
15 16
N.C.
CTSB RS232
RXB RS232
CTSA RS232
RXA RS232
CLK T0
N.C.
RTSB RS232
TXB RS232
RTSA RS232
TXA RS232
ZC T0
ZC T1
GND
CLK T1
N.C.
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FIGURA 9: SCHEMA DI COLLEGAMENTO TIMER COUNTER
FIGURA 10: SCHEMA DI COMUNICAZIONE SERIALE
CN7CPU
Z84C15
12
14
11
13
ZC0
ZC1
CLK, TRG0
+5Vdc
CLK, TRG1
+5Vdc
SIO
Z84C15
DRIVERS
RS 232
CN2
DRIVERS
RS 422
RS 485
CURRENTLOOP
CN7
LINE A
LINE B
CLK, TRG2
CLK, TRG3
CTC
CTC 2
CTC 3
BAUD RATELINE B
BAUD RATELINE A
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CN6 - CONNETTORE PER I/O DEL PIO
CN6 è un connettore a scatolino verticale con passo 2.54 mm a 20 piedini. Tramite CN6 si effettuala connessione tra l’interfaccia periferica programmabile PIO interna alla CPU e l’ambiente esterno,utilizzando i due port paralleli ad 8 bit e le linee di handshake di cui dispone. I segnali presenti suquesto connettore coincidono con segnali logici a livello TTL.
FIGURA 11: CN5 - CONNETTORE PER I/O DEL PIO
Legenda:
PIO PA.n = I/O - Linea digitale n del port A del PIOPIO PB.n = I/O - Linea digitale n del port B del PIOVcc = O - Linea di alimentazione a +5 VccGND = - Linea di massaN.C. = - Non Collegato
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19 20
PIO PA.1
PIO PA.3
PIO PA.5
PIO PA.7
PIO PB.6
PIO PB.4
PIO PB.2
PIO PB.0
GND
N.C.
PIO PA.0
PIO PA.2
PIO PA.4
PIO PA.6
PIO PB.7
PIO PB.5
PIO PB.3
PIO PB.1
+5 Vdc
N.C.
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FIGURA 12: SCHEMA DI COLLEGAMENTO PIO
Sulla scheda sono accessibili le piazzole PZ1, PZ2, PZ3 e PZ4 che trasportano i segnali di READYe di /STROBE dei port A e B.Tramite questi segnali è possibile realizzare una comunicazione parallela ad alta velocità.
CN6
PORT B8 LINES
PIN 9÷16
8 LINESPIN 1÷8PORT A
ARDY
PIOZ84C15
+5 Vdc
+5 Vdc
/ASTB
BRDY
/BSTB
PZ1
PZ2
PZ3
PZ4
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CN2 - CONNETTORE PER SERIALE IN RS 422, RS 485 E CURRENT LOOP
CN2 è un connettore a scatolino verticale con passo 2.54 mm a 5 piedini.Su questo connettore sono riportati tutti i segnali per la comunicazione in RS 422, RS 485 e CurrentLoop della linea seriale B. La disposizione di tali segnali è stata studiata in modo da ridurre al minimole interferenze ed in modo da facilitare le connessioni con il campo, mentre i segnali rispettano lenormative definite dal CCITT relative ad ognuno degli standard di comunicazione usati. Si ricordainoltre che l'interfaccia Current Loop é di tipo passivo.
FIGURA 13: CN2 - CONNETTORE PER SERIALE IN RS 422, RS 485 E CURRENT LOOP
Legenda:
RXB- RS422 = I - Receive Data Negative: linea bipolare negativa di ricezione differenzialein RS 422 della seriale B
RXB+ RS422 = I - Receive Data Positive: linea bipolare positiva di ricezione differenziale inRS 422 della seriale B
TXB- RS422 = O - Transmit Data Negative: linea bipolare negativa di trasmissione differenzialein RS 422 della seriale B
TXB+ RS422 = O - Transmit Data Positive: linea bipolare positiva di trasmissione differenzialein RS 422 della seriale B
RXTXB- RS485= I/O - Receive Transmit Data Negative: linea bipolare negativa di ricezione etrasmissione differenziale in RS 485 della seriale B
RXTXB+ RS485= I/O -Receive Transmit Data Positive: linea bipolare positiva di ricezione etrasmissione differenziale in RS 485 della seriale B
RXB- C.L. = I - Receive Data Negative: linea bipolare negativa di ricezione in CurrentLoop della seriale B
RXB+ C.L. = I - Receive Data Positive: linea bipolare positiva di ricezione in Current Loopdella seriale B
TXB- C.L. = O - Transmit Data Negative: linea bipolare negativa di trasmissione in CurrentLoop della seriale B
TXB+ C.L. = O - Transmit Data Positive: linea bipolare positiva di trasmissione in CurrentLoop della seriale B
+5 Vdc = I - Linea di alimentazione a +5 VccGND = - Linea di massa digitale
RXB+ RS422, RXTXB+ RS485RXB+ C.L.
1
5
GND
2
4
3
RXB- RS422, RXTXB- RS485RXB- C.L.
TXB+ RS422, TXB+ C.L.
TXB- RS422, TXB- C.L.
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FIGURA 14: ESEMPIO COLLEGAMENTO PUNTO-PUNTO IN RS 232
FIGURA 15: ESEMPIO COLLEGAMENTO PUNTO-PUNTO IN RS 422
FIGURA 16: ESEMPIO COLLEGAMENTO PUNTO-PUNTO IN RS 485
Ext
erna
l Sys
tem
s
CN
7 G
PC
® 1
50
2 GND GND
RX
9 RXA RS232, 5 RXA RS232 TX
RTS
CTS
10 TXA RS232, 6 TXB RS232
8 RTSA RS232, 4 RTSB RS232
7 CTSA RS232, 3 CTSB RS232
5
4
3
RXB- RS422
RXB+ RS422
GND GND
TX +
TX -
Ext
erna
l Sys
tem
CN
2 G
PC
® 1
50
1
2
TXB- RS422
TXB+ RS422 RX +
RX -
5
4
3
RXTXB- RS485
RXTXB+ RS485
GND GND
TX / RX +
TX / RX -
Ext
erna
l Sys
tem
CN
2 G
PC
® 1
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FIGURA 17: ESEMPIO DI COLLEGAMENTO IN RETE IN RS 485
Da notare che in una rete RS 485, devono essere presenti due resistenze di forzatura lungo la lineae due resitenze di terminazione (120 Ω), alle estremità della stessa, rispettivamente vicino all'unitàMaster ed all'ultima unità Slave.A bordo della GPC® 150 è presente la circuiteria di terminazione e forzatura, che può essere inseritao disinserita, tramite appositi jumpers, come illutrato in seguito.In merito alla resistenza di terminazione dell'unità Master, provvedere a collegarla solo se questa noné già presente al suo interno (ad esempio molti convertitori RS232-RS485 ne sono già provvisti).Per maggiori informazioni consultare il Data-Book TEXAS INSTRUMENTS, "RS 422 and RS 485Interface Cicuits", nella parte introduttiva riguardante le reti RS 422-485.
TXRX +
-
GND
Master
120 Ω
GP
C®
150
TXRXB
+
-
Slave n
GND
+5V
TXRXB
+
-
GND
Slave 2
TXRXB
+
-
GND
Slave 1
GP
C®
150
4
5
3
4
5
3
4
5
3
CN2
CN2
CN2G
PC
® 1
50
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FIGURA 18: FOTO SCHEDA
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FIGURA 19: ESEMPIO DI COLLEGAMENTO PUNTO-PUNTO IN CURRENT LOOP A 4 FILI
FIGURA 20: ESEMPIO DI COLLEGAMENTO PUNTO-PUNTO IN CURRENT LOOP A 2 FILI
5
4
RXB- C.L.
RXB+ C.L. TX -
TX +
Ext
erna
l Sys
tem
CN
2 G
PC
® 1
50
1
2
TXB- C.L.
TXB+ C.L. RX -
RX +
- +VCL
R
5
4
RXB- C.L.
RXB+ C.L. TX -
TX +
Ext
erna
l Sys
tem
CN
4 G
PC
® 1
50
1
2
TXB- C.L.
TXB+ C.L. RX -
RX +
- +VCL
R
R
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FIGURA 21: ESEMPIO DI COLLEGAMENTO IN RETE IN CURRENT LOOP PASSIVO
Per il collegamento in Current Loop passivo sono possibili due diversi tipi di collegamento: a 2 filied a 4 fili. Tali connessioni sono riportate nelle figure 19 e 20; in esse é indicata la tensione peralimentare l’anello (VCL ) e le resistenze di limitazione della corrente (R). I valori di tali componentivariano in funzione del numero di dispositivi collegati e della caduta sul cavo di collegamento;bisogna quindi effettuare la scelta considerando che:- si deve garantire la circolazione di una corrente di 20 mA;- su ogni trasmettitore cadono mediamente 2,35 V con una corrente di 20 mA;- su ogni ricevitore cadono mediamente 2,52 V con una corrente di 20 mA;- in caso di cortocircuito sulla rete ogni trasmettitore dissipi al massimo 125 mW;- in caso di cortocircuito sulla rete ogni ricevitore dissipi al massimo 90 mW.Per maggiori informazioni consultare il Data-Book HEWLETT-PACKARD, nella parte cheriguarda gli opto-accoppiatori per Current Loop denominati HCPL 4100 e HCPL 4200.
TX +
-
Master
GPC® 150
Slave n
Slave 2
GPC® 150
RXB+
-
Slave 1
GPC® 150
RX +
-
5
4
1
2
-+ VCL
R
R
TXB+
-
RXB+
-
TXB+
-
RXB+
-
TXB+
-
CN2
CN2
CN2
5
4
1
2
5
4
1
2
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K1 - CONNETTORE PER ABACO® BUS
K1 è un connettore DIN 41612 corpo C a 90 gradi da 64 piedini.Tramite K1 si effettua la connessione tra la scheda e la serie di moduli esterni di espansione, dautilizzare per l'interfacciamento diretto con il campo. Tale collegamento è effettuato tramite il BUSindustriale ABACO® di cui questo connettore riporta i segnali a livello TTL. Nella figura seguenteè riportato il pin out del BUS e quindi anche del relativo connettore, con le variazioni per l'utilizzodi CPU a 16 Bit rispetto a quelle a 8 Bit.
FIGURA 22: K1 - CONNETTORE PER ABACO® BUS
A A A PIN C C CBUS a 16 bit BUS a 8 bit GPC 150 GPC 150 BUS a 8 bit BUS a 16 bit
GND GND GND 1 GND GND GND+5 Vdc +5 Vdc +5 Vdc 2 +5 Vdc +5 Vdc +5 Vdc
D0 D0 D0 3 N.C. D8
D1 D1 D1 4 N.C. D9D2 D2 D2 5 N.C. D10
D3 D3 D3 6 /INT /INT /INTD4 D4 D4 7 /NMI /NMI /NMI
D5 D5 D5 8 N.C. /HALT D11D6 D6 D6 9 N.C. /MREQ /MREQD7 D7 D7 10 /IORQ /IORQ /IORQ
A0 A0 A0 11 /RD /RD /RDLDSA1 A1 A1 12 /WR /WR /WRLDS
A2 A2 A2 13 N.C. /BUSAK D12A3 A3 A3 14 N.C. /WAIT /WAIT
A4 A4 A4 15 N.C. /BUSRQ D13A5 A5 A5 16 /RESET /RESET /RESETA6 A6 A6 17 N.C. /M1 /IACK
A7 A7 A7 18 N.C. /RFSH D14A8 A8 N.C. 19 N.C. /MEMDIS /MEMDIS
A9 A9 N.C. 20 N.C. VDUSEL A22A10 A10 N.C. 21 N.C. /IEI D15A11 A11 N.C. 22 N.C.
A12 A12 N.C. 23 N.C. CLK CLKA13 A13 N.C. 24 N.C. /RDUDS
A14 A14 N.C. 25 N.C. /WRUDSA15 A15 N.C. 26 N.C. A21
A16 N.C. 27 N.C. A20A17 N.C. 28 N.C. A19A18 N.C. 29 /R.T. /R.T. /R.T.
+12 Vdc +12 Vdc N.C. 30 N.C. -12 Vdc -12 Vdc+5 Vdc +5 Vdc +5 Vdc 31 +5 Vdc +5 Vdc +5 Vdc
GND GND GND 32 GND GND GND
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Legenda:
CPU a 8 bit
A0-A15 = O - Address BUS: BUS degli indirizzi.D0-D7 = I/O - Data BUS: BUS dei dati./INT = I - Interrupt request: richiesta d’interrupt./NMI = I - Non Mascherable Interrupt: richiesta d’interrupt non mascherabile./HALT = O - Halt state: stao di Halt./MREQ = O - Memory Request: richiesta di operazione in memoria./IORQ = O - Input Output Request: richiesta di operazione in Input Output./RD = O - Read cycle status: richiesta di lettura./WR = O - Write cycle status: richiesta di scrittura./BUSAK = O - BUS Acknowledge: riconoscimento della richiesta di utilizzo del BUS./WAIT = I - Wait: Attesa./BUSRQ = I - BUS Request: richiesta di utilizzo del BUS./RESET = O - Reset: azzeramento./M1 = O - Machine cycle one: primo ciclo macchina./RFSH = O - Refresh: rinfresco per memorie dinamiche./MEMDIS = I - Memory Display: segnale emesso dal dispositivo periferico mappato in memoria.VDUSEL = O - VDU Selection: abilitazione per il dispositivo periferico ad essere mappato in
memoria./IEI = I - Interrupt Enable Input: abilitazione interrupt da BUS in catene di priorità.CLK = O - Clock: clock di sistema./R.T. = I - Reset Tast: tasto di reset.+5 Vdc = I - Linea di alimentazione a +5 Vcc.+12 Vdc = O - Linea di alimentazione a +12 Vcc.-12 Vdc = O - Linea di alimentazione a -12 Vcc.GND = O - Linea di massa per tutti i segnali del BUS.N.C. = - Non Collegato
CPU a 16 bit
A0-A22 = O - Address BUS: BUS degli indirizzi.D0-D15 = I/O - Data BUS: BUD dei dati./RD UDS = O - Read Upper Data Strobe: lettura del byte superiore sul BUS dati./WR UDS = O - Write Upper Data Strobe: scrittura del byte superiore sul BUS dati./IACK = O - Interrupt Acknowledge: riconoscimento della richiesta d’interrupt da parte della
CPU./RD LDS = O - Read Lower Data Strobe: lettura del byte inferiore sul BUS dati./WR LDS = O - Write Lower Data Strobe: scrittura del byte inferiore sul BUS dati.
N.B.Le indicazioni di direzionalità sopra riportate sono riferite ad una scheda di comando (CPU o GPC®)e sono state mantenute inalterate in modo da non avere ambiguità d'interpretazione nel caso di sistemicomposti da più schede.
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TRIMMER E TARATURE
Sulla GPC® 150 é presente il trimmer RV1 utilizzato per la taratura della scheda; tale componentepermette di fissare il valore della tensione di riferimento su cui si basa la sezione di A/D Converter.La scheda viene sottoposta ad un accurato test di collaudo che provvede a verificare la funzionalitàdella stessa ed allo stesso tempo a tararla in tutte le sue parti. La taratura viene effettuata in laboratorioa temperatura costante di +20 gradi centigradi, seguendo la procedura di seguito descritta:
- Si effettua la taratura di precisione della Vref della sezione A/D ad un valore di 2,490 V o 5,000V regolando il trimmer RV1, tramite un multimetro galvanicamente isolato a 5 cifre, sul test pointTP1 .
- Si verifica la corrispondenza tra segnale analogico fornito in ingresso e combinazione letta dallasezione A/D converter. La verifica viene effettuata fornendo un segnale di verifica con uncalibratore campione e controllando che la differenza tra la combinazione determinata dalla schedae quella determinata in modo teorico, non superi la somma degli errori della sezione A/D.
- Si blocca il trimmer della scheda, opportunamente tarato, tramite vernice.
Le sezioni d’interfaccia analogica utilizzano componenti di alta precisione che vengono addiritturascelti in fase di montaggio, proprio per evitare lunghe e complicate procedure di taratura. Per questouna volta completato il test di collaudo e quindi la taratura, il trimmer RV1 viene bloccato, in mododa garantire una immunità della taratura anche ad eventuali sollecitazioni meccaniche (vibrazioni,spostamenti, ecc.).La circuiteria di generazione della tensione di riferimento definisce anche il fondo scala per tutti gli8 canali di ingresso analogico; via software é possibile definire la modalità di acquisizione dei segnalitra "single ended" (8 ingressi riferiti ad AGND nel range 0÷2,490 V o 0÷5,000 V) e "fullydifferential" (4 ingressi differenziali nel range ±2,490 V o ±5,000 V), come descritto nell'appendiceB di questo manuale. La scelta di questo valore di fondo scala deve essere specificata in fase d'ordinedella scheda, infatti implica il montaggio di diversi componenti ed una diversa procedura di taratura.In assenza di indicazioni, la scheda viene fornita nella versione standard con fondo scala a 2,490 V.L'utente di norma non deve intervenire sulla taratura della scheda, ma se lo dovesse fare (a causa diderive termiche, derive del tempo, ecc.) deve rigorosamente seguire la procedura sopra illustrata.Per una facile individuazione di RV1 e TP1 a bordo scheda, si faccia riferimento alla figura 24.
TEST POINT
La scheda é provvista di un test point denominato TP1, che permette la lettura attraverso unmultimetro galvanicamente isolato, della tensione di riferimento che viene regolata in laboratorio aVref=2,4900 V o 5,000 V. Il TP1 é composto da due contatti con la seguente corrispondenza:
pin + -> Vrefpin - -> GND
Per una facile individuazione di tale test point a bordo scheda, si faccia riferimento alla figura 24,mentre per ulteriori informazioni sul segnale Vref si veda il paragrafo “TRIMMER E TARATURE”.
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INTERFACCIAMENTO DEGLI I/O CON IL CAMPO
Al fine di evitare eventuali problemi di collegamento della scheda con tutta l'elettronica del campoa cui la GPC® 150 si deve interfacciare, si devono seguire le informazioni riportate nei precedentiparagrafi e le relative figure che illustrano le modalità interne di connessione.
- Per i segnali che riguardano la comunicazione seriale con i protocolli RS 232, RS 422, RS 485 eCurrent Loop fare riferimento alle specifiche standard di ognuno di questi protocolli.
- Tutti i segnali a livello TTL possono essere collegati a linee dello stesso tipo riferite alla massadigitale della scheda. Il livello 0V corrisponde allo stato logico 0, mentre il livello 5V corrispondeallo stato logico 1.
- I segnali d'ingresso alla sezione A/D devono essere collegati a segnali analogici a bassa impedenzache rispettino il range di variazione ammesso che può essere 0÷2,048 V o ±2,048 V o 0÷5,000 Vo ±5,000 V a seconda della configurazione. Da notare che gli 8 ingressi analogici presenti su CN5sono dotati di condensatori di filtro che garantiscono una maggiore stabilità sul segnale acquisito,ma che allo stesso tempo abbassano la frequenza di taglio.
SELEZIONE TIPO INGRESSI ANALOGICI
La scheda GPC® 150, può avere ingressi analogici in tensione e/o corrente, come descritto neiprecedenti paragafi e capitoli. La selezione del tipo d’ingresso viene essere effettuata in fase di ordinedella scheda montando un apposito modulo opzionale di conversione corrente-tensione basato suresistenze di caduta di precisione (codice opzione .8420). In particolare vale la corrispondenza:
R30 -> canale 0R31 -> canale 1R32 -> canale 2R33 -> canale 3R34 -> canale 4R35 -> canale 5R36 -> canale 6R37 -> canale 7
Nel caso il modulo corrente-tensione non sia montato (default) il corrispondente canale accetta uningresso in tensione nei range 0÷2,490 V; viceversa un ingresso in corrente.Il valore della resistenza, su cui si basa il convertitore corrente-tensione, si ottiene dalla seguenteformula:
R = 2,490 V / Imax
Normalmente i moduti di conversione tensione-corrente, si basano su resistenze di precisione da124Ω, relative ad ingressi 4÷20 mA o 0÷20 mA.Per eventuali esigenze al di fuori dei valori standard sopracitati si prega di contattare la grifo ®.Per una facile individuazione del modulo descritto e delle relative resistenze componenti, fareriferimento alla figura 24.
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SEGNALAZIONI VISIVE
La scheda GPC® 150 é dotata di 6 LEDs con cui segnala alcune condizioni di stato:
FIGURA 23: TABELLA DELLE SEGNALAZIONI VISIVE
La funzione principale di questi LEDs é quella di fornire un'indicazione visiva dello stato dellascheda, facilitando quindi le operazioni di debug e di verifica di funzionamento di tutto il sistema.Per una più facile individuazione di tali segnalazioni visive, si faccia riferimento alla figura 24.
INTERFACCE PER I/O DIGITALI
Tramite CN3, CN4 e CN6 (connettori compatibili con standard di I/O ABACO®) si può collegarela GPC® 150 ai numerosi moduli del carteggio grifo ® che riportano lo stesso pin out. Dal punto divista dell'installazione, queste interfacce richiedono solo un flat cable da 20 vie (FLT.20+20) con cuié possibile portare anche le alimentazioni, mentre dal punto di vista software la gestione é sempliceed immediata. Di particolare interesse è la possibilità di collegare direttamente serie di moduli come:
- QTP 16P, QTP 24P, KDL x24, KDF 224, DEB 01, ecc. con cui risolvere tutti i problemi diinterfacciamento operatore locale. Questi moduli sono già dotati delle risorse necessarie per gestireun buon livello di colloquio uomo-macchina (includono infatti display alfanumerici, tastiera amatrice e LEDs di visualizzazione) ad una breve distanza dalla GPC® 150. Dal punto di vistasoftware i driver disponibili rendono utilizzabili le risorse dell'interfaccia operatore direttamentecon le istruzioni ad alto livello per la gestione della console.
- MCI 64 con cui risolvere tutti i problemi di salvataggio di grosse quantità di dati. Questo moduloé dotato di un connettore per memory card PCMCIA su cui possono essere inserite vari tipi dimemory card (RAM, FLASH, ROM, ecc) nei vari size disponibili. Dal punto di vista software idriver disponibili coincidono con un completo file system e rendono utilizzabili le memory carddirettamente con le istruzioni ad alto livello per la gestione dei files, oppure con procedure checonsentono di leggere e scrivere dati ad indirizzi specifici della memory card.
- IAC 01, DEB 01 con cui gestire una stampante con interfaccia parallela CENTRONICS.Quest'ultima può essere collegata direttamente all'interfaccia, con un cavo standard, e quindi gestitacon le istruzioni relative alla stampante del linguaggio di programmazione utilizzato.
- RBO xx, TBO xx, XBI xx , OBI xx con cui bufferare i segnali di I/O TTL nei confronti del campo.Con questi moduli i segnali di input vengono convertiti in ingressi optoisolati di tipo NPN o PNP,mentre i segnali di output vengono convertiti in uscite galvanicamente isolate a transistor o relé.Alcune di queste interfacce possono essere collegate direttamente anche al CN4.
Per maggiori informazioni relative si veda il capitolo “SCHEDE ESTERNE” e la documentazionedel software utilizzato.
LEDs COLORE FUNZIONE
LD1 Rosso Segnala l'attivazione della circuiteria di watch dog esterno.
LD2 Rosso Segnala l'attivazione della linea /INT.
LD3 Giallo Jumper di RUN/DEBUG in posizione RUN.
LD4 Verde Jumper di RUN/DEBUG in posizione DEBUG.
LD5 Rosso Segnala lo stato di HALT della CPU.
LD6 Verde LED pilotabile via software.
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FIGURA 24: DISPOSIZIONE CONNETTORI , MEMORIE , DIP SWITCH ETC.
LD6 CN7CN6CN3CN5
RV1
CN4
CN2
LD5
PZ4
PZ3
PZ2
PZ1
IC10EPROM
IC8SRAM
K1
TP1
R30÷R37
BT1
CN1
LD3
LD4
DSW1LD1LD2
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JUMPERS
Esistono a bordo della GPC® 150 12 jumpers a cavaliere, con cui é possibile effettuare alcuneselezioni che riguardano il modo di funzionamento della stessa. Di seguito ne é riportato l'elenco,l'ubicazione e la loro funzione nelle varie modalità di connessione.
FIGURA 25: TABELLA RIASSUNTIVA JUMPERS
Nelle sucessive tabelle é riportata una descrizione tabellare delle possibili connessioni dei 12jumpers con la loro relativa funzione. Per riconoscere tali connessioni sulla scheda si facciariferimento alla serigrafia della stessa o alla figura 33 di questo manuale, dove viene riportata lanumerazione dei pin dei jumpers, che coincide con quella utilizzata nella seguente descrizione. Perl'individuazione dei jumpers a bordo della scheda, si utilizzi invece la figura 26. In tutte le seguentitabelle l'* indica la connessione di default, ovvero quella impostata in fase di collaudo, con cui lascheda viene fornita.
JUMPERS N. VIE UTILIZZO
J1 2 Collega il segnale /INT della CPU all'RTC.
J2 3 Seleziona il size per la SRAM di IC8.
J3 2 Collega batteria al Litio di bordo alla circuiteria di back up.
J4 4 Collega i watch dogs al segnale /RESET o al segnale /INT della CPU.
J5 5 Selezione il tipo di dispositivo di IC10.
J6 2 Collega il segnale /NMI della CPU all'allarme del power failure.
J7 3 Seleziona la modalità di RUN/DEBUG
J8 2 Collega il segnale /INT della CPU all'A/D converter.
J9 3Seleziona direzionalità e modalità di attivazione della linea seriale Bin RS 422, RS 485.
J10 3Seleziona tipo di comunicazione seriale per linea seriale B (RS 232,RS 422, RS 485, Current Loop).
J11, J12 2 Collegano la circuiteria di terminazione RS 422, RS 485.
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FIGURA 26: DISPOSIZIONE JUMPERS
J1J2J6J4
J3
J7
J8 J12J11 J10
J9
J5
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JUMPERS A 2 VIE
FIGURA 27: TABELLA JUMPERS A 2 VIE
* indica la connessione di default, ovvero quella impostata in fase di collaudo, con cui la scheda vienefornita.
JUMPERS CONNESSIONE UTILIZZO DEF.
J1 non connesso Non collega il segnale /INT della CPU alla sezioneRTC.
*
connesso Collega il segnale /INT della CPU alla sezione RTC.
J3 non connesso Non collega batteria BT1 alla circuiteria di back up. *
connesso Collega la batteria BT1 alla circuiteria di back up.
J6 non connesso Non collega il segnale /NMI della CPU alla sezionepower failure.
*
connesso Collega il segnale /NMI della CPU alla sezionepower failure.
J8 non connesso Non collega il segnale /INT della CPU alla sezioneA/D converter.
*
connesso Collega il segnale /INT della CPU alalla sezioneA/D converter.
J11 non connesso Non collega la circuiteria di terminazione eforzatura alla linea seriale B in RS 485 o RS 422.
*
connesso Collega la circuiteria di terminazione e forzatura allalinea seriale B in RS 485 o RS 422.
J12 non connesso Non collega la circuiteria di terminazione eforzatura alla linea seriale B in RS 485 o RS 422.
*
connesso Collega la circuiteria di terminazione e forzatura allalinea seriale B in RS 485 o RS 422.
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JUMPERS A 3 VIE
FIGURA 28: TABELLA JUMPERS A 3 VIE
JUMPER A 4 VIE
FIGURA 29: TABELLA JUMPERS A 4 VIE
JUMPER A 5 VIE
FIGURA 30: TABELLA JUMPERS A 5 VIE
JUMPER CONNESSIONE UTILIZZO DEF.
J5 posizione 1-2 e 3-4 Predispone IC10 per EPROM.
posizione 2-3 e 4-5 Predispone IC10 per FLASH EPROM. *
JUMPER CONNESSIONE UTILIZZO DEF.
J4 posizione 1-2 Collega il watch dog interno al segnale /INT dellaCPU.
posizione 2-3 Collega il watch dog interno al segnale di reset.
posizione 3-4 Collega il watch dog esterno al segnale di reset.
non connesso Non collega i watch dogs al reset nè al segnale /INT *
JUMPERS CONNESSIONE UTILIZZO DEF.
J2 posizione 1-2 Predispone IC 8 per 128KBytes di SRAM. *
posizione 2-3 Predispone IC 8 per 512KBytes di SRAM.
J7 posizione 1-2 Seleziona la modalità di RUN, segnalatadall'accensione del LED LD4.
*
posizione 2-3 Seleziona la modalità di DEBUG, segnalatadall'accensione del LED LD3.
J9 posizione 1-2 Predispone la linea seriale B per la comunicazionein RS 485.
posizione 2-3 Predispone la linea seriale B per la comunicazionein RS 422.
*
J10 posizione 1-2 Collega il segnale /RXDB della SIO a bordo dellaCPU alla linea di ricezione del driver RS 232.
*
posizione 2-3 Collega il segnale /RXDB della SIO a bordo dellaCPU alla linea di ricezione dei driver RS 422, RS485 o Currrent Loop.
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RESET E WATCH DOG
La scheda GPC® 150 è dotata di due circuiterie di watch dog, una interna alla CPU ed una esterna,molto efficienti e di facile gestione software. Le caratteristiche della circuiteria esterna sono leseguenti:
- funzionamento astabile;- tempo d'intervento di circa 1420 msec;- attivazione via hardware;- retrigger via software;
Nel funzionamento astabile una volta scaduto il tempo d'intervento la circuiteria si attiva, rimaneattiva per il tempo di reset (della durata di 180 msec) e quindi si disattiva nuovamente. L'interventodel watch dog esterno è segnalato dall'accensione del LED LD1.Le caratteristiche della circuiteria interna sono le seguenti:
- funzionamento monostabile;- tempo d’intervento programmabile via software;- attivarazione via software e via hardware;- retrigger via software;
Si ricorda che nel funzionamento monostabile, una volta scaduto il tempo d’intervento, la circuiteriadi Watch Dog si attiva rimanendo attiva fino ad un power on o reset.In corrispondenza dell'attivazione e sucessiva disattivazione del segnale di /RESET la schedariprende l'esecuzione del programma salvato su IC10 (all'indirizzo 0000H), partendo da unacondizione di azzeramento generale.Si ricorda inoltre che il segnale di /RESET generato dalla scheda é riportato anche sul connettore K1(pin 16C) e che tra le sorgenti di reset della GPC® 150, oltre alla circuiteria di watch dog esterna, sonosempre presentile periferiche interne alla CPU, l'RTC, il contatto di reset R.T. (pin 29C di K1), l'A/D converter e la circuiteria di power good.Per quanto riguarda l'operazione di retrigger della circuiteria di watch dog esterna, si facciariferimento al paragrafo “WATCH DOG” del capitolo "DESCRIZIONE SOFTWARE DELLEPERIFERICHE DI BORDO".
BACK UP
La GPC® 150 é provvista di una batteria al litio BT1 che provvede a tamponare le SRAM ed il RTCdi bordo anche in assenza della tensione di alimentazione. Il jumper J3 provvede a collegare o menoquesta batteria in modo da salvaguardarne la durata prima dell'installazione o in tutti i casi in cui ilback up non é necessario. Una seconda batteria esterna può essere collegata alla circuiteria di backup tramite il connettore CN1: quest’ultima non é interessata dalla configurazione del jumper J3 esostituisce a tutti gli effetti la BT1.Per la scelta della batteria esterna di back up seguire le indicazioni del paragrafo “CARATTERISTICHEELETTRICHE”, mentre per la sua individuazione si veda la figura 24.
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POWER FAILURE
In abbinamento alla circuiteria di power management gestita dalla CPU della GPC® 150 é inoltredisponibile un'interessante circuiteria di power failure. Quest'ultima, con il jumper J6, può esserecollegata all'interrupt /NMI del microprocessore.La circuiteria si preoccupa di controllare la tensione di alimentazione e quando questa scende alvalore di soglia (52 mV prima dell'intervento del reset), provvede ad attivare l'uscita richiedendol'attenzione della CPU nel caso che J6 sia collegato.Da notare che il tempo che intercorre tra l'attivazione del power failure e quello del reset, varia infunzione del tipo di alimentazione della scheda; questo normalmente é nell'ordine dei 100 µsec,sufficienti solo per eseguire procedure di risposta veloci (ad esempio il salvataggio di un flag nellamemoria tamponata).L'uso classico della circuiteria di power failure é quello di informare la scheda dell'imminente cadutadella tensione di alimentazione, in modo da salvare le necessarie condizioni di stato.
INTERRUPTS
Una caratteristica peculiare della GPC® 150 è la notevole potenza nella gestione delle interruzioni.Di seguito viene riportata una breve descrizione di quali sono i dispositivi che possono generareinterrupts e con quale modalità; per quanto riguarda la gestione di tali interrupts si faccia riferimentoai data sheets del microprocessore oppure all'appendice B di questo manuale.
- ABACO®BUS -> Genera un /NMI sulla CPU, tramite la linea /NMI di K1.Genera un /INT normale, senza rispettare la catena di priorità daisychain, tramite la linea /INT di K1.
- Power failure -> Genera un /NMI sulla CPU, a seconda del collegamentodi J6.
- Real Time Clock -> Genera un /INT normale, senza rispettare la catena di priorità daisychain, a seconda del collegamento diJ1.
- A/D Converter -> Genera un /INT normale, senza rispettare la catena di priorità daisychain, a seconda del collegamento di J8.
- Watch Dog interno -> Genera un /INT normale,senza rispettare ma catena di priorità daisychain,a seconda del collegamento di J4.
- Periferiche della CPU-> Generano un /INT normale o vettorizzato, tenendo conto della catenadi priorità daisy chain le sezioni: CTC, SIO, PIO.
La catena di priorità daisy chain presente sulla scheda è composta solo dalle tre periferiche SIO, PIOe CTC e può essere programmata via software tramite uno dei registri interni al microprocessore. Inquesto modo l’utente ha sempre la possibilità di rispondere in maniera efficace e veloce a qualsiasievento esterno, stabilendo anche la priorità delle varie sorgenti.Per ulteriori informazioni si veda l'appendice B di questo manuale.
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COMUNICAZIONE SERIALE
La linea di comunicazione seriale A della scheda GPC® 150 può essere bufferata solo in RS 232,mentre la linea seriale B può essere bufferata in RS 232, RS 422, RS 485 o Current Loop. La selezionedel tipo d’interfacciamento avviene via hardware e viene effettuata tramite un opportuno strippaggiodei jumpers di bordo, come può essere desunto dalla lettura delle precedenti tabelle. Dal punto di vistasoftware sono invece definibili tutti i parametri del protocollo fisico di comunicazione tramite laprogrammazione dei registri interni della CPU.Alcuni componenti necessari per le configurazioni RS 422, RS 485 e Current Loop non sono montatie collaudati sulla scheda in configurazione di default; per questo la prima configurazione della serialeB non in RS 232 deve essere sempre effettuata dai tecnici grifo ®. A questo punto l'utente puòcambiare autonomamente la configurazione seguendo le informazioni sotto riportate:
- LINEA SERIALE B SETTATA IN RS 232 (configurazione default)IC21 = driver MAX 202
J9 = indifferente IC25 = indifferenteJ10 = posizione 1-2 IC26 = indifferenteJ11, J12 = indifferente IC27 = indifferente
IC28 = indifferente
- LINEA SERIALE B SETTATA IN CURRENT LOOP (opzione .CLOOP)IC21 = indifferente
J9 = indifferente IC25 = nessun componenteJ10 = posizione 2-3 IC26 = nessun componenteJ11, J12 = non connessi IC27 = HCPL 4200
IC28 = HCPL 4100
Da ricordare che l'interfaccia seriale in current loop é di tipo passivo e si deve quindi collegareuna linea current loop attiva, ovvero provvista di un proprio alimentatore. L'interfaccia currentloop può essere utilizzata per realizzare sia connessioni punto punto che multipunto con uncollegamento a 4 o 2 fili.
- LINEA SERIALE B SETTATA IN RS 422 (opzione .RS 422)IC21 = indifferente
J9 = posizione 2-3 IC25 = SN 75176 o MAX 483J10 = posizione 2-3 IC26 = SN 75176 o MAX 483J11, J12 = (*1) IC27 = nessun componente
IC28 = nessun componente
Lo stato del segnale /RTSB, gestito via software, consente di abilitare o disabilitare iltrasmettitore come segue:
/RTSB = livello basso = stato logico 0 -> trasmettitore attivo/RTSB = livello alto = stato logico 1 -> trasmettitore disattivo
Per sistemi punto punto, la linea /RTSB può essere mantenuta sempre bassa (trasmettitoresempre attivo), mentre per sistemi multipunto si deve attivare il trasmettitore solo incorrispondenza della trasmissione.
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Seriale B in RS 232 Seriale B in Current Loop
Seriale B in RS 422 Seriale B in RS 485
FIGURA 31: DISPOSIZIONE DRIVER PER COMUNICAZIONE SERIALE
HP4100
HP4200
SN75176
SN75176
SN75176
MA
X 2
02
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- LINEA SERIALE B SETTATA IN RS 485 (opzione .RS 485)IC21 = indifferente
J9 = posizione 1-2 IC25 = SN 75176 o MAX 483J10 = posizione 2-3 IC26 = nessun componenteJ11, J12 = (*1) IC27 = nessun componente
IC28 = nessun componente
In questa modalità le linee da utilizzare sono i pin 4 e 5 di CN2, che quindi diventano le lineedi trasmissione o ricezione a seconda dello stato del segnale /RTSB, gestito via software, comesegue:
/RTSB = livello basso = stato logico 0 -> linea in trasmissione/RTSB = livello alto = stato logico 1 -> linea in ricezione
Questa comunicazione la si utilizza sia per connessioni punto punto che multipunto con uncollegamento a 2 fili. Sempre in questa modalità é possibile ricevere quanto trasmesso, in mododa fornire al sistema la possibilità di verificare autonomamente la riuscita della trasmissione;infatti in caso di conflitti sulla linea, quanto trasmesso non viene ricevuto correttamente eviceversa.
(*1) Nel caso si utilizzi la linea seriale in RS 422 o RS 485, con i jumpers J11 e J12 é possibileconnettere la circuiteria di terminazione e forzatura sulla linea . Tale circuiteria deve esseresempre presente nel caso di sistemi punto punto, mentre nel caso di sistemi multipunto, deveessere collegata solo sulle schede che risultano essere alla maggior distanza, ovvero ai capidella linea di comunicazione.
In fase di reset o power on, il segnale /RTSB è mantenuto a livello logico alto di conseguenza inseguito ad una di queste fasi il driver RS 485 è in ricezione o il driver di trasmissione RS 422 èdisattivo, in modo da eliminare eventuali conflittualità sulla linea di comunicazione.Per ulteriori informazioni relative alla comunicazione seriale fare riferimento agli esempi dicollegamento delle figure 14÷20 ed all'appendice B di questo manuale.
INGRESSI DI CONFIGURAZIONE
La scheda GPC® 150 è provvista di un Dip Switch ad 8 vie (DSW1) e di 1 jumper (J7), il quale svolgela funzione di RUN/DEBUG, tipicamente utilizzabili per la configurazione del sistema, i cui valorisono sono acquisibili via software. Le applicazioni più immediate possono essere quelle destinateal settaggio delle condizioni di lavoro od alla selezione di parametri relativi al firmware di bordo,come ad esempio: selezione della lingua di rappresentazione, identificazione del sistema all'internodi una rete di comunicazione seriale, selezione della modalità di test o di configurazione, ecc.Le modalità di acquisizione degli ingressi di configurazione sono riportate nel capitolo"DESCRIZIONE SOFTWARE DELLE PERIFERICHE DI BORDO", mentre per una facileindividuazione della loro posizione si vedano le figure 24 e 26.
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SELEZIONE MEMORIE
La GPC® 150 può montare fino ad un massimo di 5128K bytes di memoria variamente suddivisa.In particolare per la configurazione seguire le informazioni riportate nella seguente tabella:
FIGURA 32: TABELLA DI SELEZIONE MEMORIE
Tutti i dispositivi sopra descritti devono essere con pin out di tipo JEDEC a parte l'EEPROM serialedi IC19 che deve essere richiesta alla grifo ® in fase di ordine della scheda. Per quanto riguarda lesigle dei vari dispositivi che possono essere montati, fare riferimento alla documentazione della casacostruttrice.Normalmente la GPC® 150 é fornita nella sua configurazione di default con solamente 128K SRAMsu IC8 e 512 bytes di EEPROM su IC19; ogni configurazione diversa può essere autonomamentemontata dall'utente oppure richiesta nella fase di ordine. Sotto sono riportate i codici delle opzionidi memoria disponibili:
.512K -> 512K SRAM
.FS -> 2M FLASH EPROM seriale
.EE08 -> 1K EEPROM seriale
.EE16 -> 2K EEPROM seriale
.EE64 -> 8K EEPROM seriale
Per ulteriori informazioni e costi delle opzioni, contattare direttamente la grifo ®, mentre per unafacile individuazione dei dispositivi di memoria fare riferimento alla figura 24.
IC DISPOSITIVO DIMENSIONE STRIPPAGGIO
10 EPROM 128K Byte J5 in posizione 1-2, 3-4
EPROM 256K Byte J5 in posizione 1-2, 3-4
EPROM 512K Byte J5 in posizione 1-2, 3-4
FLASH EPROM 128K Byte J5 in posizione 2-3, 4-5
FLASH EPROM 512K Byte J5 in posizione 2-3, 4-5
8 SRAM 128K Byte J2 in posizione 1-2
SRAM 512K Byte J2 in posizione 2-3
13 FLASH EPROM 64K÷2M Byte -
14 FLASH EPROM 64K÷2M Byte -
19 EEPROM 256÷8K Byte -
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DESCRIZIONE SOFTWAREDESCRIZIONE SOFTWARE
Questa scheda ha la possibilità di usufruire di una ricca serie di strutture software che consentono diutilizzarne al meglio le caratteristiche. In generale la scheda può utilizzare tutte le risorse softwaredisponibili per il processore montato, ovvero i numerosi pacchetti ideati per lo Z80. Tra questiricordiamo:
GET80Completo programma di EDITOR , Comunicazione e gestione delle Memorie di Massa per le schededella famiglia 80. Questo programma, sviluppato dalla grifo ®, consente di operare in condizioniottimali, tutte le volte che si deve usare il GDOS o la versione per FLASH EPROM FGDOS. Vienefornito in abbinamento all’aquisto di uno dei pacchetti citati e viene personalizzato con il nome edi dati dell’acquirente. Una serie di comodi menù a tendina facilita l’uso del programma, il quale puòfunzionare anche in abbinamento ad un mouse. Il programma, oltre che girare in ambiente MS-DOS,gira tranquillamente anche sulle macchine MACINTOSH in abbinamento al programma SOFT-PC.Viene fornito su dischetti MS-DOS da 3”1/2 con relativa documentazione sul manuale GDOS 80.
GDOS 150Tools di sviluppo completo per le schede della fam. 80. Viene fornito in abbinamento al programmaGET80, per consentire un immediato e pieno utilizzo di questo potente strumento di sviluppo. IlGDOS può essere concettualmente diviso in due distinte strutture. Una struttura lavora essenzialmentesu PC, mantenendo il collegamento con la seconda tramite la linea seriale. La seconda risiede inEPROM ed opera a bordo scheda. La parte a bordo scheda è essenzialmente un potente SistemaOperativo che si preoccupa di eseguire tutte quelle funzioni a più basso livello e nello stesso tempoconsente di poter operare con linguaggi ad Alto Livello direttamente a bordo scheda. L’abbinamentodelle due strutture fa si che la scheda ed il PC si comportino come un’unica macchina. Infatti la schedausa, come se fossero le proprie, le risorse del PC come le Memoria di Massa quali i Floppy-Disk,l’Hard-Disk; la Stampante ecc. Il tutto avviene in modo completamente trasparente per l’utente ilquale usa questo tipo di Macchina Virtuale esattamente come è abituato ad adoperare il suo PC. Moltointeressante è la compatibilità del GDOS con tutti i linguaggi ed i programmi CP/M. Questo significache se l’utente ha dei programmi o dei linguaggi a cui sono legate delle applicazioni o delle suespecifiche conoscenze o altro, può utilizzare tutto quanto ha, virtualmente senza cambiamenti, inmodo immediato sotto GDOS.Il GDOS, oltre ai tipici drivers del PC, gestisce come RAM-Disk e ROM-Disk tutte le risorse dimemoria della scheda, eccedenti i 64KBytes, là dove queste siano presenti. Questo significa che idispositivi di RAM a bordo scheda, che spesso sono Backed tramite batterie, possono essere gestitein modo diretto dai linguaggi ad alto livello, trattando comodamente come Files, le informazioni daarchiviare o ricercare.Il Tools viene fornito in EPROM, in abbinamento al disco in formato MS-DOS del GET80, alcuniesempi di uso e la relativa manualistica sul Sistema Operativo.
FGDOS 150Caratteristiche analoghe al GDOS, con la differenza che è in grado di programmare e cancellare leFLASH-EPROM a bordo scheda, con i programmi generati dall’utente. In questo modo non ènecessario un programmatore di EPROM esterno per congelare il programma. E’ inoltre possibile,tramite un PC Portatile, intervenire direttamente a bordo macchina per cambiare il programma digestione.Il Tools viene fornito in FLASH-EPROM, in abbinamento al disco in formato MS-DOS del GET80,alcuni esempi di uso e la relativa manualistica sul Sistema Operativo.
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xGDOS MCI 150Versione del GDOS, o del FGDOS, in grado di gestire, ad alto livello, le schedine di Memory-Cardtipo PCMCIA. In abbinamento alla scheda MCI 64, il Sistema Operativo di bordo gestisce comeRAM-Disk o ROM-Disk le Memory-Card. Questo consente di risolvere rapidamente, e senza crearsiproblemi di gestione software, tutte quelle problematiche di raccolta dati che spesso si incontranonella realizzazione di strutture di Data-Logging, gestendo questi dispositivi sempre con linguaggi adalto livello.Il Tools viene fornito in EPROM od in FLASH-EPROM, a secondo le necessità dell’utente, inabbinamento al disco in formato MS-DOS del GET80, alcuni esempi di uso e la relativa manualisticasul Sistema Operativo.
CBZ-80Completo Compilatore BASIC, per la fam. di CPU Z80 compatibili, in grado di generare un codicemolto compatto e molto veloce. Per poter funzionare ha bisogno di essere usato in abbinamento aduna qualsiasi delle versioni del GDOS. Lo CBZ-80 consente di superare la limitazione dei 64 KBytesindirizzabili dalle CPU della famiglia 80. A questo scopo si utilizza la tecnica del CHAIN, offertadal Sistema Operativo GDOS in abbinamento alle possibilità di RAM-Disk e ROM-Disk offertedalle varie schede del carteggio Abaco®. Usato con il potente Editor incorporato nel programmaGET80, si dispone di un potente strumento di lavoro per generare, con estrema efficienza e comodità,qualsiasi programma applicativo.Il programma viene fornito in EPROM, assieme al sistema operativo della serie GDOS, e su dischettoMS-DOS e con il relativo manuale tecnico ed una serie di esempi.
PASCAL-80Completo e molto efficiente Compilatore PASCAL per la famiglia 80 di CPU. Ha delle caratteristicheoperative analoghe a quelle del Turbo PASCAL Ver.3 della Borland, a cui si fà riferimento perquanto riguarda sia le caratteristiche che la manualistica. Il PASCAL-80 lavora in abbinamento aduna delle varie versioni di Sistema Operativo GDOS. Le modalità di Emulazione Terminale offertadal programma GET80, supportano pienamente il tipico Editor a pieno schermo del PASCAL,compresa la gestione degli attributi. Sfruttando la possibilità di gestione di RAM-Disk e ROM-Disk,offerta dal GDOS, si possono sfruttare appieno le possibilità di OVERLAY del PASCAL persuperare il limite dei 64KBytes di indirizzamento delle CPU della famiglia 80.Il programma viene fornito in EPROM, assieme al sistema operativo della serie GDOS, e su dischettoMS-DOS in abbinamento alle note tecniche e ad una serie di esempi.
RSD 150Questo Tools è un Remote Simbolic Debugger che ha due modalità operative. La prima è unamodalità di debugger in simulazione. La seconda è una modalità di debugger in remoto. In questoultimo caso si riesce ad effettuare il debugger del codice direttamente sulla scheda target. Tramitela linea seriale, si effettuato il Down-Load del programma in HEX e della relativa tabella dei simboli.Fatto il caricamento, è possibile debuggare il codice in modo simbolico, in modalità Step-To-Step,mettere break-point, ecc. con delle caratteristiche di comodità simili a quelle di un In CircuitEmulator. Il programma RSD è in grado di supportare sia il codice Z80 che i codici aggiuntivi delloZ180. Le possibilità di debugger del Tools RSD possono espletarsi sia in abbinamento ad un MacroAssembler come lo ZASM 80, che in abbinamento al C Compiler CC-80. Molto importante è lapossibilità di gestire dei Break-Point software, legati ad una molteplicità di possibilità ed un Break-Point hardware che fa capo al segnale di NMI.Il Tools viene fornito in EPROM e su un dischetto MS-DOS con il relativo manuale tecnico.
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ZASM 80Macro Cross-Assembler in grado di lavorare su un qualsiasi PC in ambiente MS-DOS. E’ in gradodi supportare sia il mnemonico dello Z80 che i codici aggiuntivi presenti nello Z180. Il codicegenerato può essere debuggato sia in simulazione sul PC che direttamente sul target, in modalitàremota, utilizzando il comodo tools RSD. Lo ZASM è compatibile con il C Compiler CC-80, di cuiassembla il risultato della compilazione.Il programma viene fornito su dischetto MS-DOS e con il relativo manuale tecnico.
CC 80Compilatore C, ANSI/ISO Standard, completo di Floating-Point, in grado di generare codice perle CPU della famiglia Z80 e Z180. Si abbina al Cross-Assembler ZASM-80 ed al Tools di RemoteSimbolico Debugger, RSD.Il programma viene fornito su dischetto MS-DOS e con il relativo manuale tecnico.
HI TECH 80Cross Compilatore C professionale della Hi-Tech Software. Questo compilatore è estremamenteveloce e genera pochissimo codice. Questo risultato è ottenuto grazie a delle avanzate tecniche diottimizzazione del codice generato, basato su tecniche di Intelligenza Artificiale che gli consentonodi ottenere un codice compatto ed estremamente veloce. Il pacchetto comprende IDE, Compiler,Ottimizzatore del codice, Assembler, Linker, Remote debugger, ecc. Questo tools è Full ANSI/ISO Standard C ed è Full Library Source Code. Una volta fatto il porting del modulo di Remote-Debugger, consente di debuggare il software direttamente nell’hardware in sperimentazione. Questotipo di specializzazione del Remote-Debugger è già disponibile, e viene fornito, per tutte le schededi CPU della grifo ®. Il pacchetto software viene fornito su dischetti da 3”1/2 nel formato MS-DOS,completo di un esauriente manuale.Questa versione supporta le CPU Z80, Z180, 84C011, 84C11, 84C013, 80C13, 80C015, 84C15,64180, NCS800, Z181, Z182.
DDS MICRO CE' un comodo pacchetto software, a basso costo, che tramite un completo I.D.E. permette di utilizzareun editor, un compilatore "C" (integer), un assemblatore, un linker e un remote debugger abbinatoad un monitor. Sono inclusi i sorgenti delle librerie, una serie di utility ed una ricca documentazionesu dischetto da 3”1/2 nel formato MS-DOS.
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FIGURA 33: PIANTA COMPONENTI
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MAPPAGGI ED INDIRIZZAMENTIMAPPAGGI ED INDIRIZZAMENTI
In questo capitolo ci occuperemo di fornire tutte le informazioni relative all'utilizzo della scheda, dalpunto di vista della programmazione via software. Tra queste si trovano le informazioni riguardantiil mappaggio delle memorie, delle periferiche e di tutte le altre sezioni componenti.
MAPPAGGIO DELLE RISORSE DI BORDO
La gestione delle risorse della scheda è affidata ad una logica di controllo completamente realizzatacon logiche programmabili. Essa si occupa del mappaggio delle zone di SRAM ed EPROM e di tuttele periferiche di bordo.La logica di controllo è realizzata in modo da gestire separatamente il mappaggio delle memorie dibordo ed il mappaggio delle periferiche viste in Input/Output. Complessivamente la CPU Z84C15indirizza direttamente 64K Byte di memoria e 256 indirizzi di I/O, quindi alla logica di controllo èassegnato il compito di allocare lo spazio logico d’indirizzamento delle memorie nello spazio fisicomassimo di 5128K Byte. Questa gestione è effettuata via software tramite la programmazione dellacircuiteria di MMU con cui si può definire quali memorie utilizzare con una suddivisione in pagineda 32K Byte. Per quanto riguarda il mappaggio dell’I/O si deve invece ricordare che la logica dicontrollo provvede naturalmente a non utilizzare le locazioni riservate per le periferiche interne dellaCPU, in modo da evitare ogni problema di conflittualità.Riassumendo i dispositivi mappati sulla scheda sono essenzialmente:
- ABACO® BUS- Fino a 512K Byte di EPROM o FLASH EPROM su IC10- Fino a 512K Byte di SRAM su IC8- Fino a 2048K Byte di FLASH EPROM seriale su IC13- Fino a 2048K Byte di FLASH EPROM seriale su IC14- Fino a 8K Byte di EEPROM seriale su IC19- SIO- CTC- PIO- RTC- A/D Converter- Circuiteria di Memory Management Unit- Dip switch di configurazione DSW1- LED di attività- Circuiterie di Watch Dog
Questi occupano gli indirizzi riportati nei paragrafi seguenti e non possono essere riallocati in nessunaltro indirizzo. In caso di specifiche esigenze in termini di mappaggio, contattare direttamente lagrifo ®.
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MAPPAGGIO I/O
Il mappaggio delle periferiche di bordo allocate nello spazio di I/O, è gestito dalla logica di controllodella scheda che provvede ad indirizzare tali dispositivi all’interno dello spazio di I/O delmicroprocessore, che ha una dimensione di 256 indirizzi. Viene di seguito riportato l’indirizzamentodelle periferiche di bordo, comprese quelle interne alla CPU. Per maggior chiarezza si riportano inomi dei registri, i loro indirizzi, il tipo di accesso ed una breve descrizione del loro significato:
FIGURA 34: TABELLA INDIRIZZAMENTO I/O - PARTE 1
DISP. REG. INDIRIZZO R/W SIGNIFICATORTC S1 00H R/W Registro unità secondi
62421 S10 01H R/W Registro decine secondi
MI1 02H R/W Registro unità minuti
MI10 03H R/W Registro decine minutiH1 04H R/W Registro unità ore
H10 05H R/W Registro decine ore; AM/PM
D1 06H R/W Registro unità giornoD10 07H R/W Registro decine giorno
MO1 08H R/W Registro unità mese
MO10 09H R/W Registro decine mese
Y1 0AH R/W Registro unità annoY10 0BH R/W Registro decine anno
W 0CH R/W Registro giorno della settimana
REGD 0DH R/W Registro di stato e controllo DREGE 0EH R/W Registro di stato e controllo E
REGF 0FH R/W Registro di stato e controllo F
CTC CTC0 10H R/W Registro stato dati del canale 0
CTC1 11H R/W Registro stato dati del canale 1
CTC2 12H R/W Registro stato dati del canale 2
CTC3 13H R/W Registro stato dati del canale 3
PPI 82C55 PA 14H R/W Registro dati del port A
PB 15H R/W Registro dati del port B
PC 16H R/W Registro dati del port C
RC 17H R/W Registro di controllo e comando
SIO RDA 18H R/W Registro dati della linea seriale A
RSA 19H R/W Registro di stato della linea seriale A
RDB 1AH R/W Registro dati della linea seriale B
RSB 1BH R/W Registro di stato della linea seriale B
PIO PAD 1CH R/W Registro dati del port A
PAS 1DH W Registro di controllo del port A
PBD 1EH R/W Registro dati del port B
PBS 1FH W Registro di controllo del port B
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FIGURA 35: TABELLA INDIRIZZAMENTO I/O - PARTE 2
Per quanto riguarda la descrizione del significato dei registri qui sopra riportati, si faccia riferimentoal capitolo successivo “DESCRIZIONE SOFTWARE DELLE PERIFERICHE DI BORDO”.
DISP. REG. INDIRIZZO R/W SIGNIFICATO
A/D IRL0÷7 20H÷2EH (pari) R/W Registro istruzioni low 0÷7 del sequencer
LM12458 IRH0÷7 21H÷2FH(dispari) R/W Registro istruzioni high 0÷7 del sequencer
CNTL 30H R/W Registro di configurazione low
CNTH 31H R/W Registro di configurazione high
INTENL 32H R/W Registro abilitazione interrupt low
INTENH 33H R/W Registro abilitazione interrupt high
INTSTL 34H R Registro di stato interrupt low
INTSTH 35H R Registro di stato interrupt high
TMRL 36H R/W Registro per timer low
TMRH 37H R/W Registro per timer high
FIFOL 38H R Registro per conversioni in FIFO low
FIFOH 39H R Registro per conversioni in FIFO high
LIMSTL 3AH R Registro stato limiti low
LIMSTH 3BH R Registro stato limiti high
ABACO®
BUSBUS 40H÷E7H R/W Indirizzi ABACO® BUS
REG. SCRP EEH R/WRegistro di indirizzamento registri internial microprocessore
INTERNI SCDP EFH R/WRegistro dati per i registri interni almicroprocessore
W.D. WDTMR F0H R/WRegistro programmazione watch doginterno
INTERNO WDTCR F1H W Registro di accesso watch dog interno
INTER. INTPR F4H W Registro di settaggio priorità interrupt
BT1 BAT F8H R Registro acquisizione stato batteria
M. M. U. MEM F8H W Registro di settaggio circuiteria MMU
DSW1 DSW1 FCH R Registro acquisizione Dip Switch
WD. EXT. RWD FCH R Registro retrigger Watch Dog esterno
LD6 LEDW FCH W Registro scrittura stato LED di attività
LEDR F8H R Registro rilettura stato LED di attività
SFLASH SF1 F8H R/W Registro gestione FLASH seriale
SF2 FCH W Registro scrittura dato FLASH seriale
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MAPPAGGIO ABACO ® BUS
La logica di controllo della GPC® 150 provvede anche alla gestione dell’ABACO® BUS, definendogli indirizzi in cui tale BUS viene allocato. In particolare,come si può notare dalla tabellaindirizzamento I/O, tale BUS è indirizzato in corrispondenza degli inirizzi 40H÷E7H Un accesso in I/O in un qualsiasi indirizzo compreso in questi range abilta il segnale /IORQ e tuttigli altri segnali di controllo di K1.
MAPPAGGIO MEMORIE
Sulla scheda i 5128K Byte di memoria che possono essere montati sono così allocati:
Fino a 512K Byte di EPROM o 512K Byte di FLASH EPROM allocati nello spazio di memoriaFino a 512K Byte di SRAM allocati nello spazio di memoriaFino a 8K Byte di EEPROM seriale allocati nello spazio di I/OFino a 4MByte di FLASH EPROM seriale suddivisi su due dispositivi da 2MByte massimi ciascuno
La GPC® 150 può indirizzare direttamente un massimo di 64K Byte di memoria che coincide conlo spazio d’indirizzamento logico del microprocessore. Questa capacità di memoria è stata suddivisain due pagine da 32K Byte cadauna: sulla prima può essere allocata sia SRAM che EPROM, mentresulla seconda solo SRAM. La circuiteria di MMU si occupa tramite una semplice gestione software,di dividere lo spazio dei dispositivi fisici allocati in memoria, sempre in pagine da 32K Byte e diallocarle nello spazio direttamente indirizzato dalla CPU. Programmando la circuiteria di MMUtramite l’apposito registro MEM, è quindi possibile indirizzare indirettamente, un’area notevolmentesuperiore a quella supportata direttamente dal microprocessore. Vengono di seguito riportate duefigure che illustrano le possibili configurazioni dei dispositivi allocati nello spazio di memoria, permaggiori informazioni fare riferimento al paragrafo "MEMORY MANAGEMENT UNIT", mentreper una facile individuazione dei dispositivi di memoria fare riferimento alla figura 24.Alcuni pacchetti software, come il GDOS o l'FGDOS, si occupano autonomamente della gestionedella circuiteria di MMU per allocare tutta la memoria fisicamente presente a bordo scheda nellospazio d'indirizzamento del microprocessore, senza interessare direttamente l'utente.
All’atto del power on o del reset, il segnale R/E è settato a 0, quindi la scheda parte con l’esecuzionedel codice posto all’indirizzo logico 0000H della pagina 0 di EPROM o FLASH EPROM di IC 10.
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FIGURA 36: MAPPAGGIO DELLE MEMORIE CON R/E=0
0000H
7FFFH
FFFFH
8000H
SRAM
IC 8
SRAM
IC 8
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FIGURA 37: MAPPAGGIO DELLE MEMORIE CON R/E=1
0000H
7FFFH
FFFFH
8000H
SRAM
IC 8
EPROMor
FLASH EPROM
IC 10
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DESCRIZIONE SOFTWARE DELLE PERIFERICHE DI BORDODESCRIZIONE SOFTWARE DELLE PERIFERICHE DI BORDO
Nel paragrafo precedente sono stati riportati gli indirizzi di allocazione di tutte le periferiche e diseguito viene riportata una descrizione dettagliata della funzione e del significato dei relativi registri(al fine di comprendere le successive informazioni, fare sempre riferimento alle tabelle diindirizzamento I/O). Qualora la documentazione riportata fosse insufficiente fare riferimentodirettamente alla documentazione tecnica della casa costruttrice del componente. In questo paragrafoinoltre non vengono descritte le sezioni che fanno parte del microprocessore; per quanto riguarda laprogrammazione di quest'ultime si faccia riferimento all'appendice B di questo manuale. Neiparagrafi successivi si usano le indicazioni D0÷D7 e .0÷7 per fare riferimento ai bits dellacombinazione utilizzata nelle operazioni di I/O ad 8 bits.
MEMORY MANAGEMENT UNIT
L’allocazione dello spazio d’indirizzamento fisico delle memorie che possono essere montate sullaGPC® 150 all’interno dello spazio d’indirizzamento logico del microprocessore, è affidato ad unaefficiente circuiteria di MMU. Tale sezione viene programmata tramite l'apposito registro MEMallocato nello spazio di I/O. Il significato di tale registro è riportato di seguito:
MEM: I bits di tale registro hanno il seguente significato
MEM.7 -> R/E: selettore RAM (D7=1) o EPROM/FLASH EPROM (D7=0),nella pagina bassa (0000H÷7FFFH) dello spazio d'indirizzamentodella CPU
MEM.6 -> A18 x IC10 ed /A18 x IC8MEM.5 -> A17 x IC10 ed /A17 x IC8MEM.4 -> A16 x IC10 ed /A16 x IC8MEM.3 -> A15 x IC10 ed /A15 x IC8MEM.2,1,0-> Vedere paragrafo FLASH EPROM SERIALI
Dove quindi solo i bits D3÷D7 definiscono la pagina di SRAM di IC8 od EPROMoFLASH EPROM di IC10 che deve essere indirizzata.
All’atto del power on o del reset il registro MEM è azzerato (tutti i bits a 0); questo equivale ad unaprogrammazione della sezione di MMU in cui i primi 32K indirizzati dalla CPU coincidono con lapagina 0 di EPROM o FLASH EPROM di IC10 ed i secondi 32K coincidono con la pagina 0 diSRAMdi IC8.Facendo riferimento alle figure 37 e 38 di mappaggio delle memorie, viene riportata in figura 39 unatabella che descrive tutte le possibili configurazioni della sezione MMU.La X indica che lo stato del bit è indifferente per il settaggio che si deve realizzare e può quindiassumere sia lo stato di 0 che di 1, a seconda delle esigenze della circuiteria che gestisce.
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FIGURA 38: TABELLA POSSIBILI PROGRAMMAZIONI SEZIONE DI MMU
A/D CONVERTER
Fare riferimento all'appendice B di questo manuale in cui é riportata la descrizione softwaredell'A/D Converter LM 12H458. Qualora queste informazioni fossero ancora insufficienti, fareriferimento alla documentazione tecnica della casa costruttrice.
PAGINA 32K LOW PAGINA 32K HIGH REGISTRO MEM
0: IC10 0: IC8 00000XXXB = 00H1: IC10 0: IC8 00001XXXB = 08H
2:IC10 0: IC8 00010XXXB = 10H3: IC10 0: IC8 00011XXXB = 18H
4: IC10 0: IC8 00100XXXB = 20H5: IC10 0: IC8 00101XXXB = 28H6: IC10 0: IC8 00110XXXB = 30H
7: IC10 0: IC8 00111XXXB = 38H8: IC10 0: IC8 01000XXXB = 40H
9: IC10 0: IC8 01001XXXB = 48H10: IC10 0: IC8 01010XXXB = 50H11: IC10 0: IC8 01011XXXB = 58H
12: IC10 0: IC8 01100XXXB = 60H13: IC10 0: IC8 01101XXXB = 68H
14: IC10 0: IC8 01110XXXB = 70H15: IC10 0: IC8 01111XXXB = 78H0: IC8 0: IC8 10000XXXB = 80H
1: IC8 0: IC8 10001XXXB = 88H
2: IC8 0: IC8 10010XXXB = 90H3: IC8 0: IC8 10011XXXB = 98H4: IC8 0: IC8 10100XXXB = A0H
5: IC8 0: IC8 10101XXXB = A8H6: IC8 0: IC8 10110XXXB = B0H
7: IC8 0: IC8 10111XXXB = B8H8: IC8 0: IC8 11000XXXB = C0H9: IC8 0: IC8 11001XXXB = C8H
10: IC8 0: IC8 11010XXXB = D0H11: IC8 0: IC8 11011XXXB = D8H
12: IC8 0: IC8 11100XXXB = E0H13: IC8 0: IC8 11101XXXB = E8H14: IC8 0: IC8 11110XXXB = F0H
15: IC8 0: IC8 11111XXXB = F8H
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WATCH DOG ESTERNO
Il retrigger della circuiteria di Watch Dog esterno presente sulla GPC® 150, avviene tramite unasemplice operazione di input e/o otput al registro RWD. Affinché la circuiteria di watch dog nonintervenga, é indispensabile retriggerarla ad intervalli regolari di durata inferiore al tempo d'intervento.Se ciò non avviene e tramite il jumper J4 in posizione 3-4 la circuiteria é attivata, una volta scadutoil tempo d'intervento la scheda viene resettata. Il tempo d’intervento è di circa 1,4 sec e nellacondizione di default, la circuiteria é disabilitata. Da ricordare che il dato letto é completamenteininfluente per la circuiteria di watch dog.
EEPROM SERIALE
Per quanto riguarda la gestione del modulo di EEPROM seriale (IC19), si faccia riferimento alladocumentazione specifica del componente. In questo manuale tecnico non viene riportata alcunainformazione software in quanto la modalità di gestione è articolata e prevede una conoscenzaapprofondita del componente e comunque l'utente può usare le apposite procedure ad alto livellofornite nel pacchetto di programmazione. Si ricorda solo che i primi 32 bytes (0÷31) sono riservatie perciò si deve evitare la modifica dei medesimi. La logica di controllo consente la gestione softwaredella EEPROM tramite i segnali /SYNCA, /DTRA e /DTRB della SIO, con le seguenti corrispondenze:
/SYNCA -> linea DATA input (SDA)/DTRB -> linea DATA output (SDA)/DTRA -> linea CLOCK (SCL)
Data l'implementazione hardware della circuiteria di gestione del modulo di EEPROM seriale, siricorda che di tale dispositivo i segnali A0,A1,A2 dello slave address sono tutti posti a 0 logico. Lostato logico 0 dei bit corrisponde allo stato logico basso (=0 V) del relativo segnale, mentre lo statologico 1 dei bit corrisponde allo stato logico alto (=5 V) del segnale.Per ulteriori informazioni sulle modalità di gestione dei segnali della SIO fare riferimento all'appositadocumentazione tecnica dell'appendice B.
STATO DELLA BATTERIA
Lo stato della batteria BT1 presente sulla GPC® 150 può essere acquisito via software, effettuandouna semplice operazione di input all'indirizzo di allocazione del registro BAT ed esaminando il bitD3, che ha la seguente corrispondenza:
BAT.3 = 0 -> batteria scarica (<2,265 V)BAT.3 = 1 -> batteria carica (> 2,265 V)
Per ulteriori informazioni sulla batteria di bordo e della relativa circuiteria di back up fare riferimentoai precedenti appositi paragragfi.
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INGRESSI DI CONFIGURAZIONE
La GPC® 150 dispone di 9 ingressi di configurazione settabili dall'utente ed acquisibili via software,con le modalità di seguito riportate.Il Dip Switch DSW1 può essere accquisito effettuando una semplice operazione di input all'indiizzodi allocazione del registr DSW1. La corrispondenza tra i bit del registro e le linee del dip switch èla seguente:
DSW1.7 -> Dip Switch 8DSW1.6 -> Dip Switch 7DSW1.5 -> Dip Switch 6DSW1.4 -> Dip Switch 5DSW1.3 -> Dip Switch 4DSW1.2 -> Dip Switch 3DSW1.1 -> Dip Switch 2DSW1.0 -> Dip Switch 1
La combinazione è in logica negata, ovvero il dip in ON fornisce lo stato logico 0 al corrispondentebit, mentre il dip in OFF fornisce lo stato logico 1.Si ricorda che l'acquisizione dello stato dei Dip Switch implica anche il retrigger del Watch Dogesterno, poichè il registro RWD ed il registro DSW1 sono allocati allo stesso indirizzo di I/O.
Il jumper di configurazione J7 è collegato a lla linea /SYNCBdella SIO a bordo dello Z84C15.Il jumper in posizione 1-2 ornisce lo stato logico 0, mentre il jumper in posizione 2-3fornisce lo statologico 1. Per quanto riguarda le modalità di acquisizione dello stato di /SYNCB, fare riferimentoall'apposita documentazione tecnica dell'appendice B.Il jumper J7 (RUN/DEBUG) svolge la funzione di selettore delle modalità RUN (posizione 1-2) oDEBUG (posizione 2-3), caratteristica di alcuni pacchetti software della grifo ®.
LED DI ATTIVITA'
L logica di controllo consente la gestione software di un LED di attività, chiamato LD6, tramite iregistri LEDR e LEDW, con le seguenti corrispondenze:
LEDW.0 -> pilotaggio LD6LEDR.1 -> lettura stato LD6
L'attivazione avviene effettuando una operazione di output all'indirizzo di allocazione del registroLEDW con il relativo bit settato a 1. Logicamente la disattivazione avviene tramite un'analogaoperazione di output ma con il bit resettato a 0.Lo stato del LED di attività può essere acquisito via software effettuando un'operazione di input sulregistro LEDR ed esaminando il bit 1.Si ricorda che il registro LEDW è allocato allo stesso indirizzo di I/O del registro SF2, quindi ognioperazione di scrittura sui bits di tale registro deve tenere conto della programmazione di quest'altrodispositivo.Il registro LEDW è azzerato (tutti i bits a 0) in fase di reset o power on, di conseguenza in seguitoad una di queste fasi il LED è disattivo.
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FLASH EPROM SERIALE
Per quanto riguarda la gestione dei moduli di FLASH EPROM seriale (IC13 e IC14), si facciariferimento alla documentazione specifica del componente. In questo manuale tecnico non vieneriportata alcuna informazione software in quanto la modalità di gestione è articolata e prevede unaconoscenza approfondita del componente e comunque l'utente può usare le apposite procedure adalto livello fornite nel pacchetto di programmazione. La logica di controllo consente la gestionesoftware delle FLASH EPROM serali tramite alcuni bits dei registri SF1 ed SF2, con le seguenticorrispondenze:
REGISTRO SF1 in SCRITTURA
SF1.0 -> linea CLOCKper IC13 e IC14 (SCK)SF1.1 -> segnale abilitazione per IC14 (/CS)SF1.2 -> segnale abilitazione per IC13 (/CS)
REGISTRO SF1 in LETTURA
SF1.0 -> linea dati di IC13 e IC14 in ingresso (SO)
REGISTRO SF2 in SCRITTURA
SF2.7 -> linea dati di IC13 e IC14 in uscita (SI)
Data l'implementazione hardware della circuiteria di gestione dei moduli di FLASH EPROM seriale,si ricorda che di tale dispositivo i segnali /WP e RDY sono tutti posti a 1 logico.Lo stato logico 0 dei bit corrisponde allo stato logico basso (=0 V) del relativo segnale, mentre lo statologico 1 dei bit corrisponde allo stato logico alto (=5 V) del segnale.Si ricorda che i registri SF1e SF2 sono allocati rispettivamente agli stessi indirizzi di I/O dei registriMMU e LEDW, quindi ogni operazione di scrittura sui bits di tali registri deve tenere conto dellaprogrammazione di questi altri dispositivi.All’atto del power on o del reset il registro SF1 e SF2 sono azzerati, quindi entrambe le FLASHEPROM sono disabilitate.
BAUD RATE GENERATOR
La sezione di generazione delle frequenze utilizzate dal SIO per la comunicazione seriale dellascheda è in grado di generare due baud rate completamente separati variabili da un minimo di 600Baud ad un massimo di 115,2K Baud con sette valori intermedi che corrispondono ai baud ratesstandard. La GPC® 150 consente di settare queste velocità di comunicazione tramite semplicioperazioni di output agli indirizzi di allocazione dei registri CTC2 e CTC3. Infatti i timer counter 2e 3 della sezione CTC del microprocessore sono utilizzati rispettivamente come baud rate generatordelle linee seriali A e B.Affinché i canali del CTC operino come baud rate generator é necessario programmarli opportunamentecome di seguito descritto:- Fornire un comando di reset di canale = operazione di output sul registro CTCn con il dato 03H.- Fornire una parola di controllo canale che: disabiliti l'interrupt, selezioni il counter mode, scelgaun fronte di discesa e carichi una costante di tempo = operazione di output sul registro CTCn con
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il dato 45H.- Caricare una costante di tempo relativa al baud rate utilizzato = operazione di output sul registroCTCn con il dato prelevato dalla seguente tabella a seconda del baud rate desiderato.
Tutti i canali del CTC sono disattivati a seguito di una fase di reset o power on, di conseguenzaentrambe le sezioni di baud rate generator in queste condizioni, sono a loro volta disattive.Per maggiori informazioni relative alla programmazione dei canali CTC, fare riferimento all’appositadocumentazione tecnica dell’appendice B.
FIGURA 39: TABELLA VALORI PER PROGRAMMAZIONE BAUD RATE
REAL TIME CLOCK
Questa periferica è vista in 16 locazioni di I/O consecutive di cui 3 di stato e le rimanenti 13 per i dati.I registri dati sono utilizzati sia per operazioni di input (acquisizione dell'orario attuale) che di output(per l'inizializzazione dell'orologio) così come i registri di stato i quali sono utilizzati in scrittura (perla programmazione del modo di funzionamento dell'orologio) ed in lettura (per determinare lo statodell'orologio). Per quanto riguarda il significato dei registri dati vale la corrispondenza:
S1 - Unità dei secondi - 4 bit meno significativi: S1.3÷S1.0S10 - Decine dei secondi - 3 bit meno significativi: S10.2÷S10.0MI1 - Unità dei minuti - 4 bit meno significativi: M1.3÷MI1.0MI10 - Decine dei minuti - 3 bit meno significativi: MI10.2÷MI10.0H1 - Unità delle ore - 4 bit meno significativi: H1.3÷H1.0H10 - Decine delle ore - 2 bit meno significativi: H10.1÷H10.0
Il terzo bit di tale registro, H10.2, indica l'AM/PMD1 - Unità del giorno - 4 bit meno significativi: D1.3÷D1.0D10 - Decine del giorno - 2 bit meno significativi: D10.1÷D10.0MO1 - Unità del mese - 4 bit meno significativi: MO1.3÷MO1.0MO10 - Decine del mese - 1 bit meno significativo: MO10.0Y1 - Unità dell'anno - 4 bit meno significativi: Y1.3÷Y1.0Y10 - Decine dell'anno - 4 bit meno significativi: Y10.3÷Y10.0W - Giorno della settimana - 3 bit meno significativi: W.2÷W.0Per quest'ultimo registro vale la corrispondenza: W.2 W.1 W.0 Giorno della settimana
0 0 0 Domenica
BAUD RATE VALORE COSTANTE DI TEMPO
600 Baud C0H1200 Baud 60H
2400 Baud 30H4800 Baud 18H9600 Baud 0CH
19200 Baud 06H38400 Baud 03H576000 Baud 02H
115200 Baud 01H
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0 0 1 Lunediì0 1 0 Martedì0 1 1 Mercoledì1 0 0 Giovedì1 0 1 Venerdì1 1 0 Sabato
I tre registri di controllo sono invece utilizzati come segue:
D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0REGD = NU NU NU NU 30S IF B Hdove:NU = Non usato30S = Se attivo (1) permette di effettuare una correzione di 30 secondi dell'orario. Una volta
settato i secondi del RTC vengono azzerati ed i minuti incrementati se il precedentevalore dei secondi era superiore o uguale a 30.
IF = Gestisce lo stato d'interrupt del RTC. In lettura riporta lo stato attuale d'interrupt(1=attivo e viceversa), mentre se resettato con una scrittura determina la fine interrupt,quando il RTC lavora in interrupt mode.
B = Indica se possono essere effettuate operazioni di lettura/scrittura dei registri:1 -> operazioni impossibili e viceversa.
H = Se attivo (1) effettua la memorizzazione dell'orario fissato.
D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0REGE = NU NU NU NU T1 T0 I Mdove:NU = Non usato.T1 T0 = Determinano la durata del periodo di interrupt 0 0 -> 1/64 secondo 0 1 -> 1 secondo 1 0 -> 1 minuto 1 1 -> 1 oraI = Determina modalità di gestione interrupt: se settato seleziona l'interrupt mode in cui
l'interrupt si attiva allo scadere del periodo programmato e si disattiva con un reset delbit IF del registro D; se resettato seleziona lo standard mode in cui l'interrupt si attivaallo scadere del periodo programmato e si disattiva autonomamente dopo 7,8 msec.
M = Se settato disabilita il pin di interrupt del RTC e viceversa.
D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0REGF = NU NU NU NU T 24/12 S Rdove:NU = Non usato.T = Stabilisce da quale contatore interno prelevare il segnale di conteggio:
1 -> contatore principale (conteggio veloce per test);0 -> 15° contatore (conteggio normale).
24/12 = Stabilisce il modo di conteggio delle ore:1 -> 0÷23;0 -> 0÷11 con AM/PM.
S = Se settato provoca l'arresto dell'avanzamento dell'orologio fino alla sucessivaabilitazione.
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R = Se settato (1) provoca il reset di tutti i contatori interni.Dopo un reset o power on il real time clock non viene inizializzato in modo da garantire il correttomantenimento dei suoi dati anche dopo uno spegnimento od un azzeramento, assicurato dall'eventualecircuiteria di back up.
PPI 82C55
Questa periferica è vista in 4 registri: uno di stato (RC) e tre dei dati (PA, PB, PC) con cui si effettuala programmazione ed il comando della stessa. I registri dati sono utilizzati sia per operazioni di input(acquisizione linee dei port) che per quelle di output (settaggio linee dei port) ed ognuno di tali registririporta i dati di I/O del corrispondente port. La periferica può operare in tre modi diversi:
MODO 0 = Prevede due port bidirezionali da 8 bit (A,B) e due port bidirezionali da 4 bit (C LOW,C HIGH); gli ingressi non sono latchati, mentre le uscite lo sono; nessun segnale di handshaking.
MODO 1 = Prevede due port da 12 bit (A+C LOW, B+C HIGH) dove gli 8 bit dei port A e Bcostituiscono le linee di I/O, mentre i 4 bit del port C costituiscono le linee di handshaking. Gliingressi e le uscite sono latchati.
MODO 2 = Prevede un port da 13 bit (A+C3-7) dove gli 8 bit del port A costituiscono le linee di I/O, mentre i rimanenti 5 bit del port C costituiscono le linee di controllo. Un port da 11 bit (B+ C0-2) dove gli 8 bit del port B costituiscono le linee di I/O ed i rimanenti 3 bit del port C costituisconole linee di controllo. Sia gli ingressi che le uscite sono latchate.
La programmazione della periferica avviene scrivendo un byte nel registro di controllo RC, settandogli 8 bits del dato scritto con la seguente corrispondenza:
D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0RC = SF M1 M2 A CH M3 B CLdove:SF = Se attivo (1) abilita il comando della perifericaM1 M2 = Selezionano il modo di funzionamento 0 0 = Selezione del modo 0 0 1 = Selezione del modo 1 1 X = Selezione del modo 2A = Se attivo (1) setta il port A in input e viceversaCH = Se attivo setta il nibble più significativo del port C in input e viceversaM3 = Se attivo (1) seleziona modo 1, viceversa seleziona modo 0B = Se attivo setta il port B in input e viceversaCL = Se attivo setta il nibble meno significativo del port C in input e viceversa.
Dopo una fase di reset o di power on il PPI 82C55 viene settato in modo 0 con tutti i port settati ininput.
PERIFERICHE INTERNE DELLA CPU
Fare riferimento all’apposita documentazione tecnica dell’appendice B.
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SCHEDE ESTERNESCHEDE ESTERNE
La scheda GPC® 150 si interfaccia a buona parte dei moduli della serie BLOCK e di interfacciautente. Le risorse di bordo possono essere facilmente aumentate collegando la GPC® 150 allenumerose schede periferiche del carteggio grifo ® tramite l'ABACO® BUS. Anche schede in formatoblock con ABACO® I/O BUS possono essere collegate, sfruttando gli appositi mother boards. Atitolo di esempio ne riportiamo un elenco con una breve descrizione delle carratteristiche di massima,per maggiori informazioni, richiedere la documentazione specifica:
KDL X24 - KDF 224Keyboard Display LCD 2,4 righe 24 tasti - Keyboard Display Fluorescent 2 righe 24 tasti
Interfaccia tra 16 I/O TTL su connettore normalizzato I/O ABACO ® a 20 vie e tastiera a matriceesterna da 24 tasti; display alfanumerico fluorescente 20x 2 o LCD 20x2, 20x4 retroilluminato aLEDs. Predisposizione per collegamento a tastiera telefonica.
QTP 24PQuick Terminal Panel 24 tasti con interfaccia Parallela
Interfaccia operatore provvista di display alfanumerico fluorescente 20x 2 o LCD 20x2, 20x4retroilluminato a LEDs; tastiera a membrana da 24 tasti di cui 12 configurabili dall’utente; 16 LEDsdi stato; alimentatore a bordo scheda in grado di pilotare anche carichi esterni; interdaccia parallelabasata su 16 I/O TTL di un connettore normalizzato I/O ABACO® a 20 vie. Tasti ed etichettepersonalizzabili tramite serigrafie da inserire in apposite tasche; opzione di contenitore metallico.
QTP G28Quick Terminal Panel 28 tasti con LCD grafico
Interfaccia operatore provvista di display LCD grafico da 240x128 pixel retroilluminato conlampada a catodo freddo; tastiera a membrana da 28 tasti di cui 6 configurabili dall'utente; 16 LEDsdi stato; alimentatore a bordo scheda; interdaccia seriale in RS 232, RS 422-485 o current loop; lineaseriale ausiliaria in RS 232. Tasti ed etichette personalizzabili dall'utente tramite serigrafie dainserire in apposite tasche; contenitore metallico e plastico; EEPROM di set up; 256K EPROM oFLASH; Real Time Clock; 128K RAM; buzzer. Firmware di gestione che svolge funzione diterminale con primitive grafiche.
MB8 01Mother Board 8 slots ABACO®
Mother Board con 8 slots del BUS industriale ABACO ®; passo 5 TE; connettori normalizzati dialimentazione e di servizio; tasto di reset; 3 LEDs per le alimentazioni; foratura per aggancio ai rack.
SPB 04Switch Power Bus mother board 4 slots ABACO®
Mother Board con 4 slots del BUS industriale ABACO®; 1 slot per alimentatore; passo 5 TE;connettori normalizzati di alimentazione; tasto di reset; foratura per aggancio ai rack.
ABB 05Abaco® Block BUS 5 slots
Mother board ABACO® da 5 slots; passo 4 TE; guidaschede; connettori normalizzati di alimentazione;tasto di reset; LEDs per alimentazioni; interfaccia ABACO® I/O BUS; sezione alimentatrice per +5Vdc; sezione alimentatrice per +V Opto; sezioni alimentatrici galvanicamente isolate; tre tipi dialimentazione: da rete, bassa tensione o stabilizzata. Attacco rapido per guide Ω.
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FIGURA 40: SCHEMA DELLE POSSIBILI CONNESSIONI
FBC 116NCS 01
ANY CPU TYPEGPC® 552GPC®15Retc..............
RS 232, RS 422, RS 485, current loop serial lines
PC orMacintosh PLC
QTP 24etc.
2 COUNTERSor
2 TIMERS12 Bits+SignAnalog voltage
inputs:0÷2.490V,0÷5.000 V0÷20 mA, 4÷20 mA
VA
ANY MOTHER BOARD TYPE WITH ABACO ® BUS
CI/O
R16
RK
D L
T
LAD
15
IPC
52
ANYI/O
TYPE
POWERSUPPLY+5VdcONLY
40 DIGITAL TTL I/O LINES direct to XBI 01, OBI 01, RBO 08, etc...
OPTO RELAY TRANSISTOR COUPLED
EXTERNALLITIUM
BATTERY 3,6 Vfor Back up
+ -
PRINTER MEMORYCARD
QTP xxP
DIGITAL I/O INTERFACES:
CURRENT to VOLTAGE
CONVERTER with
8 A-V modules
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IAC 01Interface Adapter Centronics
Interfaccia tra 16 I/O TTL su connettore normalizzato I/O ABACO® a 20 vie e connettore a vaschettaD 25 vie femmina con pin out standard Centronics per la gestione di una stampante parallela.
OBI N8 - OBI P8Opto BLOCK Input NPN-PNP
Interfaccia per 8 input optoisolati e visualizzati tipo NPN, PNP, connettore a morsettiera, connettorenormalizzato I/O ABACO ® a 20 vie; sezione alimentatrice; attacco rapido per guide DIN 46277-1 e 3.
TBO 01 - TBO 08Transistor BLOCK Output
Interfaccia per 16 connettore normalizzato I/O ABACO® a 20 vie; 16 o 8 output a transistor in OpenCollector da 45 Vcc 3 A su connettore a morsettiera. Uscite optoisolate e visualizzate; attacco rapidoper guide DIN 6277-1 e 3.
RBO 08 - RBO 16Relé BLOCK Output
Interfaccia per connettore normalizzato I/O ABACO® a 20 vie; 8 o 16 output visualizzati con reléda 3 A con MOV; connettore a morsettiera; attacco rapido per guide DIN 46277-1 e 3.
FBC 20 - FBC 120Flat Block Contact 20 vie
Interfaccia tra 2 o 1 connettori a perforazione di isolante (scatolino da 20 vie maschi) e la filatura dacampo (morsettiere a rapida estrazione). Attacco rapido per guide tipo DIN 46277-1 e 3.
DEB 01Didactis Experimental Board
Scheda di supportro per l’utilizzo di 16 linee di I/O TTL. Comprende: 16 tasti; 16 LED; 4 digits;tastiera a matrice da 16 tasti; interfaccia per stampante Centronics, dislay LCD, display Fluorescente,connettore I/O GPC® 68; collegamento con il campo.
XBI 01miXed BLOCK Input Output
Interfaccia tra 8 input + 8 output TTL (connettore normalizzato I/O ABACO ® a 20 vie), con 8 outputa transistor in Open Collector da 45 Vcc 3 A + 8 input con filtro a Pi-Greco (connettore a morsettiera).I/O optoisolati e visualizzati; attacco rapido per guide DIN 46277-1 e 3.
MCI 64Memory Cards Interfaces 64 MBytes
Interfaccia per la gestione di Memory cards PCMCIA a 68 pins tramite un connettore normalizzatoI/O ABACO®; sono disponibili driver per linguaggi ad alto livello.
DAC 16Digital to Analog Converter 16 bits
2 D/A converter da 16 bit galvanicamente isolati; visualizzazione dati programmati; uscita ±10 Vcc;taratura offset e guadagno. BUS a 8 bit; indirizzamento normale.
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UCC A2UART Comunication Card
2 indipendenti linee seriali in RS 232, RS 422, RS 485 o current loop. Per ogni linea: buffer di 3caratteri; comunicazione gestita dall'UART SCC 85C30; baud rate (da 50 a 115K baud), parità, stopbit e lunghezza dato programmabili via software; 4 dip switch. BUS a 8 bit; indirizzamento normale.
CI/O R1616 Coupled Input Output Relé
16 ingressi optoisolati con filtro a Pi-Greco; tensione nominale di ingresso 24 Vcc. 16 output amicrorelé da 1 A con soppressori di disturbi tipo MOV da 24 Vca. I/O visualizzati tramite LED; BUSa 8 bit; indirizzamento normale.
PCI 01Peripheral Coupled Input
32 ingressi optoisolati con filtro a Pi-Greco; tensione nominale di ingresso 24 Vcc; ingressivisualizzati tramite LEDs; BUS a 8 o 16 bits; indirizzamento normale.
PCO 01Peripheral Coupled Output
32 uscite a transistor in Open Collector da 45 Vcc, 500 mA, su connettore standardizzato. Usciteoptoisolate e visualizzate tramite LEDs; unica tensione di alimentazione; BUS a 8 o 16 bits;indirizzamento normale.
IPC 52Intelligent Peripheral Controller
Scheda periferica intelligente in grado di acquisire 24 segnali analogici generati da trasduttori dacampo; 8 ingressi per PT 100, PT 1000; 8 ingressi per termocoppie J,K,S,T; 8 ingressi per segnaliin tensione ±2 V o corrente 0÷20 mA; interrogazione tramite BUS ABACO® o tramite linea serialein RS 232, RS 422-485 o current loop; 16 linee di I/O TTL; risoluzione di 16 bit più segno; 0,1 °Cdi precisione; 5 acquisizioni al secondo; funzionamento come data logher.
RKD LTRemote Keyboard Display LCD Toshiba e Fluorescent FUTABA
Terminale intelligente con interfacciamento seriale (RS 232, RS 422-485, current loop) o parallelo(BUS ABACO®). Gestisce tastiera a matrice da 56 tasti; display fluorescenti FUTABA e/o LCDTOSHIBA; buzzer; 8 LEDs di segnalazione; EEPROM di configurazione.
JMS 34Jumbo Multifunction Support per controllo assi
Scheda periferica per il controllo assi. 3 ingressi optoisolati per l'acquisizione di encoder incrementalibidirezionali; gestione tacca di zero. 4 canali di D/A converter da 12 bits; range di uscita ±10 V. 8ingressi optoisolati NPN. 8 uscite a transistor in Open Collector da 45 Vcc, 500 mA. Tutte le lineedi I/O visualizzate tramite LEDs; BUS a 8 bit; indirizzamento esteso.
SBP 01Switch BLOCK Power
Alimentatore switching in grado di generare tensioni da -12 a +40 Vdc e correnti fino a 4 A; ingressoda 12 a 26 Vac; ingresso per batteria di back up; uscita di power good; connettori a morsettiera arapida estrazione; montaggio su guide ad Ω.
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BIBLIOGRAFIABIBLIOGRAFIA
E’ riportato di seguito, un elenco di manuali e note tecniche, a cui l'utente può fare riferimento peravere maggiori chiarimenti, sui vari componenti montati a bordo della scheda GPC® 188F.
Manuale TEXAS INSTRUMENTS: The TTL Data Book - SN54/74 FamiliesManuale TEXAS INSTRUMENTS: RS-422 and RS-485 Interface Circuits
Manuale HEWLETT PACKARD: Optoelectronics Designer’s Catalog
Manuale NEC: Microprocessors and Peripherals - Volume 3Manuale NEC: Memory Products
Manuale AMD Flash Memory Products
Manuale SGS-THOMSON: Programmable Logic Manual GAL Products
Manuale MAXIM: New Releases Data Book - Volume IVManuale MAXIM: New Releases Data Book - Volume V
Manuale XICOR: Data Book
Manuale ZILOG: Z80 Microprocessor Family User's Manual
Manuale NATIONAL SEMICONDUCTOR: LM12458 12-Bit + Sign Data Acquisition System
Documentazione SEIKO EPSON: RTC-62421Real Time Clock module
Manuale ATMEL: Serial Data FLASH
Per avere tutti gli aggiornamenti di tali manuali e di tutti i data-sheet fare riferimento anche ai sitiINTERNET delle case madri costruttrici.
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APPENDICE A: SCHEMI ELETTRICIAPPENDICE A: SCHEMI ELETTRICI
In questa appendice sono disponibili gli schemi elettrici delle interfaccie per la GPC® 150 piùfrequentemente utilizzate. Tutte queste interfaccie possono essere prodotte autonomamente dall'utentementre solo alcune di esse sono schede grifo ® standard e possono quindi essere ordinate.
FIGURA A1: SCHEMA ELETTRICO IAC 01
A
A
B
B
C
C
D
D
1 1
2 2
3 3
4 4
5 5
grifo ®Title:
Date:
Page : of
Rel.
D2D3D4D5D6D7D8/ACKBUSYPESELECT/AUTOLF
/STROBED1
/FAULT/RESETMODE
13-11-98 1.1
IAC 01
1 1
1521436587121011916201314191817
CN220 pin Low-Profile Male
123456789
10111213141516171819202122232425
CN1
25 pin D-Type Female
C11
2,2 nF
C10 2,2 nF
C9
2,2 nF
C8 2,2 nF
C7
2,2 nF
C6 2,2 nF
C5
2,2 nF
C4 2,2 nF
C3
2,2 nF
C2
100 nF
+
C1
22 µF 6,3V
RR14,7 KΩ 9+1
+5V
P1.4
P1.5
P1.6
P1.7
P0.7P0.6P0.5P0.4P0.3P0.2
P0.0P0.1
P1.3P1.2
P1.1
P1.0
+5VGND
Downloaded from Elcodis.com electronic components distributor
grifo ® ITALIAN TECHNOLOGY
Pagina A-2 GPC® 150 Rel. 3.00
FIGURA A2: SCHEMA ELETTRICO KDX X24
A
A
B
B
C
C
1 1
2 2
3 3
4 4
5 5
grifo ®Title:
Date:
Page : of
Rel.22-07-1998
LCD20x2 LCD20x4 Futaba VFD R1= 0Ω N.M. N.M.R2= N.M. N.M. N.M.R3= 18Ω 12Ω N.M.R4= 18Ω 12Ω N.M.R5= N.M. N.M. N.M.R6= 470ΩR7= 470ΩR8= 470ΩR9= 470ΩRR1= 22KΩ 9+1 SIPRR2= 22KΩ 9+1 SIPRV1= 10KΩ trimmerC1= 100nFC2= 22µF 6,3V TantaliumC3= 100nFC4= 100nFC5= 22µF 6,3V TantaliumCN1= 2 pins mini male connectorCN2= 10 pins male stripCN3= 20 pins male low profile c connectorCN4= LCD L214 (20x4)CN5= Futaba VFD20x2CN6= LCD L2012 (20x2)IC1= 7407J1= 2 pins female jumper
+VLED
VFD FUTABAI/O 20 pins
11
1.2
External Keyboard 4x6
CR
LCD 20x2 LCD 20x4
PA.7PA.6PA.5PA.4PA.3PA.2PA.1PA.0
PC.2PC.1PC.0PC.3PC.4
+5VGND
N.C.N.C.
PC.5PC.6PC.7
G K7 4 1A
LH2580
MI369
NJCDEF
KDL/F-2/424
7
CN3
8
RR1
563412
1
CN5
3579
1 11 31 5
1 31 21 11 0987
1 31 61 5
1 1
1 81 7
1 29
1 4
1 0
1 8 654
654
1 72 0
1 6
1 41 0
42
821
1 6
3
21
1 6
1 51 5
3
J1
C1
C4+ C5
R1
R2
R3
R4
R5
RV1
RR2
6
+C2
1 2
R6
R7
R9
R8
4
CN2
3
2
1
8 7 6 5 9 1 0
C3
+5V
+5V
+5V
+5V
1 92 0
+5V
12
CN1
7407
2 4 6 8 1 0 1 2
1 3 5 9 1 1 1 3
1 4
7 IC1
1 4
CN6
1 31 21 11 0
987
1 4
CN4
RR2
/BUSY
EER/WR/WRSRS
GND
Contrast
+5V
/SEL
/WR
TEST
D6D6
D5
D5
D5
D4
D4
D4
D3
D3
D3
D1
D1
D1
D0
D0
D0
D7D7
D2
D2
D2
Downloaded from Elcodis.com electronic components distributor
ITALIAN TECHNOLOGY grifo ®
Pagina A-3 GPC® 150 Rel. 3.00
FIGURA A3: SCHEMA ELETTRICO QTP 16P
A
A
B
B
C
C
1 1
2 2
3 3
4 4
5 5
grifo ®Title:
Date:
Page : of
Rel.
1 2 3 4 5 6 7 8
1 2 3 A4 5 6 B7 8 9 C* 0 # D1 2 3 4
5
6
78
1.2
Standard I/O 20 p in connector DISPLAY 4x20DISPLAY 2x20
Keyboard connector
DC Power supply
AC Power supply
OPTIONAL
MatrixKeyboard 4x4
* 7
#
A
28
1
B
39
5
C
4
0
D
6
PA.7PA.6PA.5PA.4PA.3PA.2PA.1PA.0
PC.2PC.1PC.0PC.3
+5VGND
N.C.N.C.
PC.4PC.5PC.6PC.7
QTP 16P
1 1
22-07-1998
7
CN4
8
RR1
563412
1 4
CN1
1 31 21 11 0
987
1 31 61 5
1 81 7
1 11 29
1 4
1 0
654
654
21
1 6
3
21
1 51 5
3
C1
R7
R6
R5
R4
4
CN3
3
3
2
8 7 6 5
C5
+5V
+5V
+5V
1 92 0
+5V
J1
1 0987
1 3
RR2
R1
R2
R3
+5V
C2
1 21 1
RR2
+5V
1
2
A
B
3
CN5
4
+-
~
~
PD1
C3+
C4 C6+
C9 C8+
C7
TZ1
L1
A
B
1 4
CN2
RV1
1 6
SN7407
2 4 6 8 1 0 1 2
1 3 5 9 1 1 1 3
1 4
7
+5V
SWITCHING
REGOLATOR
D6D7
R/W R/WRS RS
Contrast
E E
D0
D0D0
D2.
D2D2
D1
D1D1
D3
D3D3D4D5
Downloaded from Elcodis.com electronic components distributor
grifo ® ITALIAN TECHNOLOGY
Pagina A-4 GPC® 150 Rel. 3.00
FIGURA A4: SCHEMA ELETTRICO QTP 24P - PARTE 1
A
A
B
B
C
C
1 1
2 2
3 3
4 4
5 5
grifo ®Title:
Date:
Page : of
Rel.
1 2 3 4
5 6 7 8
9 0ESC ENTER
QTP 24
ALD5
BLD6
CLD7
DLD8
ELD9
FLD10
GLD11
HLD12
ILD13
JLD14
KLD15
LLD16
LD1
LD2
LD3
LD4
1.2
I/O 20 p ins VFD FUTABA
QTP 24 keyboard 4x6
L
K
J
AEI281
BF395
CG
H
40Esc
D6Enter7
LCD 20x4LCD 20x2
PA.7PA.6PA.5PA.4PA.3PA.2PA.1PA.0
PC.2PC.1PC.0PC.3PC.4
+5VGND
N.C.N.C.
PC.4
PC.5PC.6PC.7
QTP 24P
1 2
22-07-1998
7
CN2
8
RR1
563412
1
CN5
3579
1 11 31 5
1 4
CN6
1 31 21 11 0
987
1 31 61 5
1 1
1 81 7
1 1
1 29
1 4
1 0
1 8 654
654
2 0
1 6
1 41 0
4
821
1 6
3
21
1 51 5
3
C9
C13+
C12
R7
R6
R5
RV1
RR2
+C10
1 2
R8
R9
R10
R11
1 0
CN3
9
8
7
6 5 4 3 2 1
C3
+5V
+5V
+5V
+5V
1 92 0
+5V
7407
8 6 1 0 4 1 2 2
9 5 1 1 3 1 3 1
1 4
7 IC3
1 4
CN4
1 7
J1
6
2
RR2
J2
1 21 11 0
987
1 3
1 6
D6D7
/BUSY
EE
CLK
/WRRSRS
Contrast
+VLED
/SEL
TEST
D0
Col.6
Col.6
D1
Col.4
Col.4
Col.5
Col.5
D2D3
Col3
D4
Col.2
Col.2
D5
Col.1
Col.1
SD
R/W R/W
Metal Panel
Col.3
Downloaded from Elcodis.com electronic components distributor
ITALIAN TECHNOLOGY grifo ®
Pagina A-5 GPC® 150 Rel. 3.00
FIGURA A5: SCHEMA ELETTRICO QTP 24P - PARTE 2
A
A
B
B
C
C
1 1
2 2
3 3
4 4
5 5
grifo ®Title:
Date:
Page : of
Rel.
22
1.2
QTP 24P
22-07-1998
LD1
LD2
LD3
LD4
LD5
LD16
LD15
LD14
LD13
LD12
LD11
LD10
LD9
LD8
LD7
LD6
D4 D3+5V
R3R4
R1
+5V
C2
+5V
C4
3
CN1
4
8÷24Vac
PD1
+ C8+ C7
+C11
+C5
+5V
16
15
1
13
14
12
11
10
9
8
7
6
5
4
3
2
28
27
26
25
2423222120191817
M 5 4 8 0
IC2SWITCHING
REGOLATOR
IC1
CLK
SD
Downloaded from Elcodis.com electronic components distributor
grifo ® ITALIAN TECHNOLOGY
Pagina A-6 GPC® 150 Rel. 3.00
FIGURA A6: SCHEMA ELETTRICO SPA 01
A
A
B
B
C
C
D
D
E
E
1 1
2 2
3 3
4 4
5 5
6 6
7 7
grifo ®Title:
Date:
Page : of
Rel.16 /11 /1998
ABACO® BUS
J4 POS:
1 - 9 -> 1 WAIT2 - 10 -> 2 WAIT3 - 11 -> 3 WAIT4 - 12 -> 4 WAIT5 - 13 -> 5 WAIT6 - 14 -> 6 WAIT7 - 15 -> 7 WAIT8 - 16 -> 8 WAIT
13c
15c18c..22c24c..29c19a..29a
3c..8c
30a
30c
14c
9a
17a18a
13a
23c
11c12c
9c
16c
11a
17c
12a
14a15a16a
10c
32c32a
31c31a
1c1a
2c2a
10a
8a7a6a5a4a3a
SPA-01
1 1
1.0
98765432
RR1
45J3
362718
+5V
23456789
RR2
+5V
12345678
DIP1/ G
P0
P1
P2
P3P4
P5
P6
P7
/P=Q
Q0
Q1
Q2
Q3Q4
Q5
Q6
Q7
1
2
4
6
811
13
15
17
19
3
5
7
912
14
16
18
74HCT688
IC2
/ G 1 / G 2
A 1A 2A 3A 4A 5A 6A 7A 8
Y1Y2Y3Y4Y5Y6Y7Y8
1 19
23456789
1817161514131211
74HCT541
IC1
S
CLK
D
R
Q
/ Q
4
3
2
1
5
6
74HCT74
aIC7
+5V
1 9J4
2 103 114 125 136 147 158 16
23456789
RR3
+5V
DG1
1J2
/CLR
CLK
A
B
QAQBQCQDQEQFQGQH
9
8
1
2
345610111213
74HCT164
IC6
15 14
IC4
4 5
IC4
6 7
IC4
1312
IC4
1
23
IC4
11
109
IC4
R3
L1
+C7
+C2
+C3
+
C1
C4 C5 C6 C8 C9 C10 C11
+5V
10RR1
10
RR2
10
RR3
10
RR4
+5V
R2 R1
L2L3
J1
+5V
/ G 1 / G 2
A 1A 2A 3A 4A 5A 6A 7A 8
Y1Y2Y3Y4Y5Y6Y7Y8
1 19
23456789
1817161514131211
74HCT541
IC3
/ GDIR
A 1A 2A 3A 4A 5A 6A 7A 8
B1B2B3B4B5B6B7B8
191
23456789
1817161514131211
74LS245
IC5
23456789
RR4
S
CLK
D
R
Q
/ Q
10
11
12
13
9
8
74HCT74
bIC7
A4B
/WAIT
A
+5V+5V
A7BA6BA5B
A3BA2BA1BA0B A0
A1A2A3A4A5A6A7
/M1CK
D7BD6BD5BD4BD3BD2BD1BD0B
/SEL
RS
/RS
4929
4929
+12V+12V-12V-12V
GNDGND
C
CCC
C
K1
CLK
/RESET/BUSAK
/RD/RD/IORQ/MREQ
/BA/WR
/WR
/MR
D7D6D5D4D3D2D1D0
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ITALIAN TECHNOLOGY grifo ®
Pagina B-1 GPC® 150 Rel. 3.00
APPENDICE B: DESCRIZIONE COMPONENTI DI BORDOAPPENDICE B: DESCRIZIONE COMPONENTI DI BORDO
CPU Z84C15
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grifo ® ITALIAN TECHNOLOGY
Pagina B-2 GPC® 150 Rel. 3.00
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ITALIAN TECHNOLOGY grifo ®
Pagina B-3 GPC® 150 Rel. 3.00
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grifo ® ITALIAN TECHNOLOGY
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Pagina B-5 GPC® 150 Rel. 3.00
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grifo ® ITALIAN TECHNOLOGY
Pagina B-6 GPC® 150 Rel. 3.00
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Pagina B-7 GPC® 150 Rel. 3.00
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grifo ® ITALIAN TECHNOLOGY
Pagina B-8 GPC® 150 Rel. 3.00
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Pagina B-9 GPC® 150 Rel. 3.00
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grifo ® ITALIAN TECHNOLOGY
Pagina B-10 GPC® 150 Rel. 3.00
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Pagina B-11 GPC® 150 Rel. 3.00
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grifo ® ITALIAN TECHNOLOGY
Pagina B-12 GPC® 150 Rel. 3.00
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ITALIAN TECHNOLOGY grifo ®
Pagina B-13 GPC® 150 Rel. 3.00
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grifo ® ITALIAN TECHNOLOGY
Pagina B-14 GPC® 150 Rel. 3.00
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Pagina B-15 GPC® 150 Rel. 3.00
A/D CONVERTER LM 12H458
LM12454/LM12458/LM12H45812-Bit + Sign Data Acquisition System withSelf-CalibrationGeneral DescriptionThe LM12454, LM12458, and LM12H458 are highly inte-grated Data Acquisition Systems. Operating on just 5V, theycombine a fully-differential self-calibrating (correcting linear-ity and zero errors) 13-bit (12-bit + sign) analog-to-digitalconverter (ADC) and sample-and-hold (S/H) with extensiveanalog functions and digital functionality. Up to 32 consecu-tive conversions, using two’s complement format, can bestored in an internal 32-word (16-bit wide) FIFO data buffer.An internal 8-word RAM can store the conversion sequencefor up to eight acquisitions through the LM12(H)458’seight-input multiplexer. The LM12454 has a four-channelmultiplexer, a differential multiplexer output, and a differentialS/H input. The LM12454 and LM12(H)458 can also operatewith 8-bit + sign resolution and in a supervisory “watchdog”mode that compares an input signal against two program-mable limits.
Programmable acquisition times and conversion rates arepossible through the use of internal clock-driven timers. Thereference voltage input can be externally generated for ab-solute or ratiometric operation or can be derived using the in-ternal 2.5V bandgap reference.
All registers, RAM, and FIFO are directly addressablethrough the high speed microprocessor interface to either an8-bit or 16-bit databus. The LM12454 and LM12(H)458 in-clude a direct memory access (DMA) interface forhigh-speed conversion data transfer.
An evaluation/interface board is available. Order num-ber LM12458EVAL.
Additional applications information can be found in applica-tions notes AN-906, AN-947 and AN-949.
Key Specifications(fCLK = 5 MHz; 8 MHz, H)
j Resolution 12-bit + sign or 8-bit + sign
j 13-bit conversion time 8.8 µs, 5.5 µs (H) (max)
j 9-bit conversion time 4.2 µs, 2.6 µs (H) (max)
j 13-bit Through-put rate 88k samples/s (min),140k samples/s (H) (min)
j Comparison time(“watchdog” mode)
2.2 µs (max),1.4 µs (H) (max)
j ILE ±1 LSB (max)
j VIN range GND to VA+
j Power dissipation 30 mW, 34 mW (H) (max)
j Stand-by mode 50 µW (typ)
j Single supply 3V to 5.5V
Featuresn Three operating modes: 12-bit + sign, 8-bit + sign, and
“watchdog”n Single-ended or differential inputsn Built-in Sample-and-Hold and 2.5V bandgap referencen Instruction RAM and event sequencern 8-channel (LM12(H)458), 4-channel (LM12454)
multiplexern 32-word conversion FIFOn Programmable acquisition times and conversion ratesn Self-calibration and diagnostic moden 8- or 16-bit wide databus dmicroprocessor or DSP
interface
Applicationsn Data Loggingn Instrumentationn Process Controln Energy Managementn Inertial Guidance
TRI-STATE® is a registered trademark of National Semiconductor Corporation.AT® is a registered trademark of International Business Machines Corporation.
July 1999
LM12454/LM
12458/LM12H
45812-B
it+S
ignD
ataA
cquisitionS
ystemw
ithS
elf-Calibration
© 1999 National Semiconductor Corporation DS011264 www.national.com
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grifo ® ITALIAN TECHNOLOGY
Pagina B-16 GPC® 150 Rel. 3.00
Fun
ctio
nalD
iagr
ams
LM12
454
DS
0112
64-1
LM12
(H)4
58
DS
0112
64-2
1
ww
w.n
atio
nal.c
om3
App
licat
ion
Info
rmat
ion
1.0
Fun
ctio
nalD
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iptio
nT
heLM
1245
4an
dLM
12(H
)458
are
mul
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nctio
nalD
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Ac-
quis
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Sys
tem
sth
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clud
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fully
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rent
ial
12-b
it-pl
us-s
ign
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calib
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gan
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-to-
digi
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r(A
DC
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putf
orm
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chan
nel
(LM
12(H
)458
)or
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chan
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LM12
454)
anal
ogm
ultip
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r,an
inte
rnal
2.5V
refe
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e,a
first
-in-f
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ed.
The
LM12
454
also
has
adi
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ntia
lm
ulti-
plex
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and
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ntia
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only
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ngle
+5V
pow
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pply
.
The
LM12
(H)4
54/8
have
thre
em
odes
ofop
erat
ion:
12-b
it+
sign
with
corr
ectio
n
8-bi
t+
sign
with
out
corr
ectio
n
8-bi
t+
sign
com
paris
onm
ode
(“w
atch
dog”
mod
e)
The
fully
diffe
rent
ial1
2-bi
t-pl
us-s
ign
AD
Cus
esa
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000InstructionRAMR/WAcquisitionWatch-VIN−VIN+
0to(RAMPointer=00)Timedog8/12TimerSync(MUXOUT−)(MUXOUT+)PauseLoop
111(Note20)(Note20)
000InstructionRAMR/W
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111
000InstructionRAMR/W
0to(RAMPointer=10)Don’tCare>/<SignLimit#2
111
1000ConfigurationR/WDon’tCareDIAGTestRAMI/OAutoChanStand-FullAuto-ResetStart
Register(Note21)=0PointerSelZeroecMaskbyCALZero
InterruptEnableR/WNumberofConversionsSequencerINT7INT6INT5INT4INT3INT2INT1INT0
1001RegisterinConversionFIFOAddressto
toGenerateINT2GenerateINT1
Address
RActualNumberofofINST7INST6INST5INST4INST3INST2INST1INST0
1010InterruptStatusConversionResultsSequencer
RegisterinConversionFIFOInstruction
being
Executed
1011TimerR/WTimerPresetHighByteTimerPresetLowByte
Register
1100ConversionRAddressSignConversionConversionData:LSBs
FIFOorSignData:MSBs
1101LimitStatusRLimit#2:StatusLimit#1:Status
Register
Note20:LM12454(RefertoTable2).
Note21:LM12(H)458only.Mustbesetto“0”fortheLM12454.
FIGURE13.LM12(H)454/8MemoryMapfor16-BitWideDatabus(BW=“0”,TestBit=“0”andA0=Don’tCare)
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ITALIAN TECHNOLOGY grifo ®
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APPENDICE C: INDICE ANALITICOAPPENDICE C: INDICE ANALITICO
A
A/D CONVERTER 2, 6, 14, 28, 37, 47, 53ABACO ® BUS 4, 26, 37, 47, 49, 60
B
BACK UP 3, 10, 36BATTERIA 54BAUD RATE GENERATOR 56BIBLIOGRAFIA 64
C
CARATTERISTICHE ELETTRICHE 9CARATTERISTICHE GENERALI 8CARATTERISTICHE TECNICHE 8COMUNICAZIONE SERIALE 4, 38CONNESSIONI CON IL MONDO ESTERNO 10CONNETTORI
CN1 10CN2 20CN3 12CN4 11CN5 14CN6 18CN7 16
CPU 2, 8, 37CURRENT LOOP 2, 8, 20, 29, 38
D
DESCRIZIONE SOFTWARE 42DESCRIZIONE SOFTWARE DELLE PERIFERICHE DI BORDO52DIP SWITCH 2, 8, 40, 55DISPOSITIVI DI CLOCK 6DISPOSITIVI DI MEMORIA 7DSW1 40, 47, 55
E
EEPROM 2, 7, 8, 41, 49, 54EPROM 2, 7, 8, 47, 49
Downloaded from Elcodis.com electronic components distributor
grifo ® ITALIAN TECHNOLOGY
Pagina A-2 GPC® 150 Rel. 3.00
F
FGDOS 42, 49FLASH EEPROM SERIALE 8FLASH EPROM 2, 7, 8, 47, 49FLASH EPROM SERIALE 2, 7, 41, 47, 49, 56FREQUENZA BAUD RATE GENERATOR 8FREQUENZA CLOCK A/D 8FREQUENZA QUARZO CPU 8FULLY DIFFERENTIAL 28
G
GDOS 42, 49
I
IMPEDENZA INGRESSI ANALOGICI 9INFORMAZIONI GENERALI 2INGRESSI ANALOGICI 9INGRESSI DI CONFIGURAZIONE 40, 55INGRESSI DIFFERENZIALI 28INSTALLAZIONE 10INTERFACCE PER I/O DIGITALI 30INTERFACCIAMENTO DEGLI I/O CON IL CAMPO 29INTERRUPTS 37INTRODUZIONE 1
J
JUMPERS 32JUMPERS A 2 VIE 34JUMPERS A 3 VIE 35JUMPER A 4 VIE 35JUMPER A 5 VIE 35
L
LED 2, 30, 47, 55, 56LED DI ATTIVITA' 55LM 12H458 2, 6, 14, 53LOGICA DI CONTROLLO 7
M
MAPPAGGI ED INDIRIZZAMENTI 46MAPPAGGIO ABACO® BUS 49MAPPAGGIO DELLE RISORSE DI BORDO 46MAPPAGGIO MEMORIE 49MEMORY MANAGEMENT UNIT 52MMU 7, 52, 56
Downloaded from Elcodis.com electronic components distributor
ITALIAN TECHNOLOGY grifo ®
Pagina A-3 GPC® 150 Rel. 3.00
P
PERIFERICHE INTERNE DELLA CPU 59PESO 8PIO 3, 4, 8, 18, 47POWER FAILURE 2, 37PPI 82C55 2, 6, 8, 11, 12, 59PROCESSORE DI BORDO4
R
RANGE DI TEMPERATURA 9REAL TIME CLOCK 2, 3, 8, 37, 57RESET E WATCH DOG 36RETE TERMINAZIONE RS 422, 485 9RS 232 2, 8, 16, 29, 38RS 422 2, 8, 20, 29, 38RS 485 2, 8, 20, 29, 38RTC 47RUN/DEBUG 40, 55RV1 28
S
SAMPLE & HOLD 6SCHEDE ESTERNE 60SEGNALAZIONI VISIVE 30SELEZIONE MEMORIE 41SELEZIONE TIPO INGRESSI ANALOGICI 29SINGLE ENDED 28SIO 2, 3, 4, 47, 55SOGLIA INTERVENTO POWER FAILURE 9SRAM 2, 41, 47, 49STATO DELLA BATTERIA 54
T
TEST POINT 28TIMER COUNTER 2, 3, 4, 8, 16TP1 28TRIMMER E TARATURE 28
U
UMIDITÀ RELATIVA 9
V
VERSIONE SCHEDA 1
Downloaded from Elcodis.com electronic components distributor
grifo ® ITALIAN TECHNOLOGY
Pagina A-4 GPC® 150 Rel. 3.00
W
WATCH DOG 3, 4, 6, 8, 36, 37, 47, 54, 55WATCH DOG ESTERNO 54
Downloaded from Elcodis.com electronic components distributor