M-AX-16/C1 (Typ 37) Inhaltsverzeichnis M-AX-16/C1

Transkript

1 MAX6/C (Typ 37) Inhaltsverzeichnis 8 8. MAX6/C Zählermodul mit 3 Zählkanälen à 2Bit und integriertem InterruptController, Betriebsartenumschaltung per Software Funktionsbeschreibung 82 Blockschaltbild Technische Daten Lieferumfang Betriebsarten Konfiguration und Einbau 8 EEPROMInhalte...8 Steckerbelegung 8 Programmierung mit I/OZugriffen 82 Lokale I/OAdressen...82

2 82 MAX6/C (Typ 37) Funktionsbeschreibung Funktionsbeschreibung Das Modul MAX6/C ist ein MAX6 Modul mit einem GateArray XC39 mit dem LogikDesign "C.DLG". Es enthält 3 Zähler mit jeweils 2 Bit Breite. Jeder Zähler kann für folgende Betriebsarten per Software konfiguriert werden: Impulszähler Das Modul zählt die eingehenden Impulse und speichert den aktuellen Zählerstand auf Befehl in einem internen Zwischenspeicher. Frequenzmessung Es werden die eingehenden Impulse innerhalb einer Zeiteinheit (Referenzzeit) gezählt. Periodendauermessung Für die Dauer einer Periode eines an einem Eingang anliegenden Meßsignals werden Impulse einer Referenzfrequenz gezählt. Alle 3 Zähler arbeiten immer in der gleichen Betriebsart. Sie können gleichzeitig per Software auf Null gesetzt werden. Das Modul beinhaltet einen eigenen InterruptController, der die verschiedenen InterruptQuellen unter Berücksichtigung ihrer jeweiligen Priorität an einen Interrupt Kanal der Basiskarte weitergibt. Der InterruptKanal ist per Software einstellbar. Jede InterruptQuelle kann per Software ein bzw. abgeschaltet werden (Interrupt MaskRegister). Das Modul besitzt 3 Zählereingänge und weitere 9 digitale Eingänge. Zwei digitale Eingänge werden zu Start und Stoppzwecken benutzt, die restlichen 7 Eingänge sind InterruptEingänge. Alle Eingänge sind über Optokoppler galvanisch entkoppelt.

3 MAX6/C (Typ 37) Blockschaltbild 83 Blockschaltbild Z Z2 Z3 Z4 Z5 Z6 Z7 Interrupt Controller Steuerlogik Quarzoszillator E E2 E3 2BitZähler 2BitZähler 2 2BitZähler 3 Start Stopp 2BitLatch EEPROM A C IRQ B TimerA Reset SPBusInterface Die EingangsOptokoppler und SchmittTrigger sind im Blockschaltbild wegen der besseren Übersichtlichkeit nicht eingezeichnet.

4 84 MAX6/C (Typ 37) Technische Daten Technische Daten Die nachfolgenden technischen Daten ergänzen die technischen Daten, die in der allgemeinen Beschreibung des Moduls angegeben sind. Die genauen Daten der Optokoppler, Stromaufnahme und Abmessungen des Moduls etc., finden Sie dort. Parameter Wert Einheit Anzahl der Zählerkanäle Auflösung je Kanal Maximale Eingangsfrequenz der Zähler Minimale Puls bzw. Pausenbreite (EE3, Start, Stopp, ZZ7) Referenzzeit bei Frequenzmessung Referenzzählfrequenz bei Periodendauermessung (wird auf dem Modul erzeugt) Zähleingänge, interruptfähig Betriebsarten: Zähler Frequenzmessung Periodendauermessung Betriebsarten per Software einstellbar Zusätzliche externe InterruptEingänge (Z bis Z7) Alle InterruptKanäle einzeln maskierbar Per Software anwählbare InterruptKanäle der Basiskarte (IRQA, IRQB, IRQC, keiner) TimerA,25 ja ja ja ja ja 7 ja 3 Bit MHz ns MHz Lieferumfang Modul MAX6 34poliger Pfostenstecker für Flachbandkabel Sortiment Widerstandsnetzwerke WN532 Datenträger mit CDesign TimerA befindet sich auf der Basiskarte

5 MAX6/C (Typ 37) Betriebsarten 85 Betriebsarten Das Modul kann in drei verschiedenen Betriebsarten arbeiten. Diese Betriebsarten sind per Software einstellbar und für alle Kanäle gleich. Eine Messung kann auf drei verschiedene Arten gestartet bzw. gestoppt werden, die per Software einstellbar sind (in allen Betriebsarten und für alle Zähler gleich):. Start und Stopp der Messung per Software. 2. Starten der Messung durch eine positive Flanke am Eingang "Start" und Stoppen der Messung durch eine positive Flanke am Eingang "Stopp". 3. Die Messung wird durch eine positive Flanke am Eingang "Start" gestartet und bei einer weiteren positiven Flanke am Eingang "Start" wieder gestoppt. Impulszähler Im Mode Impulszähler (Betriebsart = ) zählt der Zähler nach dem Starten der Messung die Anzahl der negativen Flanken am Zähleingang. Der Zählerstand kann zu beliebigen Zeiten ausgelesen werden. Dazu muß er vorher zwischengespeichert werden. Das "Latchen" geschieht explizit durch Schreiben eines Steuerwortes auf eine bestimmte I/OAdresse (s. u.). Danach kann der gelatchte Zählerstand byteweise ausgelesen werden. Der Zähler zählt ohne Unterbrechung weiter, ein Überlauf wird ignoriert. Außerdem lassen sich alle 3 Zähler per Software gleichzeitig auf setzen. Start Stopp E, E2 oder E3 Impulszähler gezählte Flanken Meßdauer Abb. 8: Impulsdiagramm im Mode Impulszähler (Starten und Stoppen der Messung durch die Eingänge "Start" und "Stopp") Eine positive Flanke ist die Zustandsänderung eines Eingangs von log. (stromloser Optokoppler) auf log. (stromdurchflossener Optokoppler).

6 86 MAX6/C (Typ 37) Betriebsarten Frequenzmessung In dieser Betriebsart (Betriebsart = ) werden die eingehenden Impulse (Übergänge von "" auf "" der Zähleingänge) innerhalb einer genau definierten Zeit (Zeitbasis) gezählt. Durch die Anzahl der gemessenen Impulse pro Zeiteinheit läßt sich dann die Frequenz berechnen. Die Zeitbasis wird dabei vom TimerA der Basiskarte generiert. Jede Flanke vom TimerA bewirkt ein Zwischenspeichern der 3 aktuellen Zählerstände und ein anschließendes Zurücksetzen aller 3 Zähler auf. Der Timer muß dazu in Mode 3 betrieben werden (mit mlxrt_set_timer einstellbar). Die Referenzzeit ergibt sich dabei aus folgender Formel: T Ref = 2 Timer Data Timer Eingangsfrequenz TimerA E, E2 oder E3 Frequenzmessung gezählte Flanken Messung Messung 2 Messung 3 Abb. 82: Impulsdiagramm im Mode Frequenzmessung

7 MAX6/C (Typ 37) Betriebsarten 87 Periodendauermessung In dieser Betriebsart (Betriebsart = 2) werden die Impulse einer internen, auf dem Modul erzeugten Referenzfrequenz für die Zeit zwischen zwei positiven Flanken eines am Eingang liegenden Signals gezählt. Die interne Referenzfrequenz beträgt,25 MHz. Eine positive Flanke am Eingang bewirkt, daß der aktuelle Zählerstand gelatcht und der Zähler wieder auf gesetzt wird. Gleichzeitig kann ein Interrupt zur Basiskarte ausgelöst werden. Das Ergebnis kann dann aus dem Latch gelesen werden. Es muß jedoch darauf geachtet werden, daß das Ergebnis nicht während des Latchens ausgelesen wird (das kann z. B. dadurch vermieden werden, daß sofort nach der InterruptAuslösung das Latch ausgelesen wird.)! E, E2 oder E3 Referenzfrequenz Periodendauermessung gezählte Flanken Messung Messung 2 Abb. 83: Impulsdiagramm im Mode Periodendauermessung

8 88 MAX6/C (Typ 37) InterruptController InterruptController Auf dem Modul ist ein InterruptController integriert, der es ermöglicht, daß mehrere InterruptQuellen des Moduls nur einen InterruptKanal der Basiskarte benutzen. Dieser InterruptKanal kann per Software eingestellt werden. Folgende Interrupt Kanäle sind einstellbar: InterruptKanalRegister 2 3 angewählter Interrupt der Basiskarte kein InterruptKanal angewählt IRQA IRQB IRQC Priorität der InterruptQuellen Das Modul MAX6/C besitzt insgesamt 2 verschiedene InterruptQuellen, die unterschiedliche Prioritäten haben. Die unten abgebildete Tabelle zeigt die einzelnen Interrupts mit ihren Quellen und ihrer Priorität. INT Quelle Priorität Flanke zur Auslösung des Interrupts Z7 Z6 Z5 Z4 Z3 Z2 Z Stopp Start E3 E2 E kein Interrupt registriert niedrig negativ negativ negativ negativ negativ negativ negativ positiv positiv positiv positiv positiv InterruptServiceRegister Wird ein Interrupt zur Basiskarte ausgelöst, so kann in einem Register auf dem Modul (InterruptServiceRegister = ISR) die InterruptQuelle ermittelt werden, die den

9 MAX6/C (Typ 37) InterruptController 89 Interrupt ausgelöst hat. Die Bits bis 3 des ISR geben die Nummer des aufgetretenen Interrupts an, Bit4 bis Bit7 sind undefiniert (siehe Tabelle 'Priorität der InterruptQuellen'). Mit dem Auslesen der InterruptQuelle wird automatisch das ISR gelöscht. Wenn vor dem Auslesen des ISR ein weiterer Interrupt an einer anderen Quelle auftritt, wird das ISR beim Lesen nicht auf Null gesetzt, sondern sofort die neue InterruptQuelle eingetragen. Auf der Basiskarte wird dabei kein neuer Interrupt ausgelöst. Bevor die InterruptServiceRoutine beendet wird, muß also geprüft werden, ob ISR (Bit bis Bit3) = ist. Wenn nicht, muß zuerst der noch anstehende und evtl. weitere Interrupts bedient werden. Das geht solange, bis die Interruptleitung inaktiv ist. InterruptMaskRegister Jeder InterruptQuelle ist ein MaskierungsBit zugeordnet. Wenn dieses Bit = gesetzt ist, ist der Interrupt gesperrt (maskiert). Falls dann ein Interrupt auftritt, wird er nicht ins ISR eingetragen und natürlich auch kein Interrupt zur Basiskarte erzeugt. Der Interrupt ist demaskiert, wenn das Bit = gesetzt ist. Die folgende Tabelle zeigt, welches Bit des entsprechenden InterruptMask Registers welcher InterruptQuelle zugeordnet ist. InterruptMaskRegister # InterruptQuelle InterruptMaskRegister #2 Bit Bit InterruptQuelle E E E2 Start Stopp Z Z2 Z Z4 Z5 Z6 Z7 ohne Bedeutung ohne Bedeutung ohne Bedeutung ohne Bedeutung

10 8 MAX6/C (Typ 37) EEPROMInhalte Konfiguration und Einbau Nach dem Einschalten ist das Modul bereits standardmäßig mit dem CDesign aus dem EPROM konfiguriert. Wenn ein aktuelleres Design verwendet werden soll, muß wie in der Beschreibung zum Modul MAX6 im Abschnitt 'Laden eines LogikDesigns' beschrieben das LogikDesign "C.DLG" geladen werden. Erst danach stehen die beschriebenen Funktionen zur Verfügung. EEPROMInhalte Die Einstellung der EEPROMWorte bis 5 entnehmen Sie bitte der allgemeinen Modulbeschreibung. Werkseitig sind die EEPROMWorte 6 bis 3 auf gesetzt. Diese Konfiguration darf nicht geändert werden.

11 MAX6/C (Typ 37) Steckerbelegung 8 Steckerbelegung Das Modul wird über einen 34poligen Stecker und ein entsprechendes Flachbandkabel mit der Außenwelt verbunden. Ein an die Bezeichnung des Eingangs angehängtes "+" bedeutet, daß dieser Eingang mit der Anode der LED des Eingangsoptokopplers verbunden ist (positiver Pol der Signalquelle), ein angehängtes "" steht entsprechend für eine Verbindung mit der Kathode (negativer Pol der Signalquelle). Pin Signal E (= IP) E+ E2 (= IP) E2+ E3 (= IP2) E3+ Start (= IP3) Start+ 33 nicht angeschlossen Pin Signal Stopp (= IP4) Stopp+ Z (= IP5) Z+ Z2 (= IP6) Z2+ Z3 (= IP7) Z3+ Z4 (= IP8) Z4+ Z5 (= IP9) Z5+ Z6 (= IP) Z6+ Z7 (= IP) Z7+ 34 nicht angeschlossen

12 82 MAX6/C (Typ 37) Lokale I/OAdressen Programmierung mit I/OZugriffen Lokale I/OAdressen Adresse Zugr. Funktion MBA+h R8 Kanal, Bit bis 7 MBA+h R8 Kanal, Bit 8 bis 5 MBA+2h R8 Kanal, Bit 6 bis 9 MBA+3h R8 Kanal 2, Bit bis 7 MBA+4h R8 Kanal 2, Bit 8 bis 5 MBA+5h R8 Kanal 2, Bit 6 bis 9 MBA+6h R8 Kanal 3, Bit bis 7 MBA+7h R8 Kanal 3, Bit 8 bis 5 MBA+8h R8 Kanal 3, Bit 6 bis 9 MBA+9h W8 Kontrollregister für Start und Stopp Bit: SoftwareStoppimpuls. Dieses Bit entspricht dem Eingang "Stopp". Solange dieses Bit gesetzt ist, können Impulse auf dem "Start"Eingang keine Messung starten. Bit: SoftwareStartimpuls. Dieses Bit entspricht dem Eingang "Start". Solange dieses Bit gesetzt ist, können Impulse auf dem "Stopp"Eingang keine Messung beenden. Bit2: Ist dieses Bit gesetzt, so wird die Messung mit einem Impuls an "Start" gestartet und mit dem nächsten Impuls an "Start" gestoppt. MBA+ah W8 Betriebsart Bit Bit Zählermode Frequenzmessung Periodendauermessung reserviert Die Bits 2 bis 7 haben keine Bedeutung und sind nicht definiert.

13 MAX6/C (Typ 37) Lokale I/OAdressen 83 Adresse Zugr. Funktion MBA+bh R8 InterruptServiceRegister MBA+ch W8x Alle Zähler latchen MBA+dh W8x Modulreset MBA+eh W8x Alle Zähler auf MBA+fh W8 InterruptKanal anwählen = IRQA 2 = IRQB 3 = IRQC MBA+h W8 InterruptMaskRegister setzen MBA+h W8 InterruptMaskRegister 2 setzen

14 Notizen