5.7 Software-Code

Der Softwarecode ist eine 8-Bit-Binärzahl, welche also Werte von 0..255 einnehmen kann. Er wird auf der Platine mittels eines 8-Bit-DTP-Schalters am Portbaustein PIA1 (IC6) eingestellt. Bei einem geöffneten DIP-Schalter zieht ein pull-up-Widerstand den korrespondierenden Eingangsport der PIA auf +5V, bei geschlossenem Schalterkontakt liegt der Port über den Schalter an Masse. Jedem Schnittstellentyp wird nun ein individueller Softwarecode zugeteilt. Nachdem die Platine auf den entsprechenden Schnittstellentyp konfiguriert wurde, muss der Softwarecode auf den zu dieser Konfiguration passenden Wert eingestellt werden, damit das MUX-Programm erkennen kann, für welches Meßmittel die Platine eingestellt wurde.

Je nach Einstellung des Softwarecode-Schalters wird das Programm in andere Meßmittel-Lese-Routinen springen, da unterschiedliche Meßmittel unterschiedlich angesprochen werden müssen. Eine Einstellung des Wertes 0 an diesem Schalter veranlasst das Programm, das entsprechende Meßmittelmodul zu ignorieren, ebenso eine Einstellung eines nicht implementierten Softwarecodes.

Im Rahmen der Diplomarbeit wurden drei Meßmittel über das Interface angepasst, so dass auch drei Softwarecodes existieren:

1 Mitutoyo-Digimatic-Schnittstelle 2 Datalogic-Barcodeleser an RS232 3 Helios-digitrix-Schnittstelle

5.8 Die Spannungsversorgung für Meßmittel

Zur Verwendung von batteriebetriebenen Meßmitteln im industriellen Dauereinsatz wurde auf dem Interfacemodul eine Spannungsversorgung aufgebaut, deren Ausgangsspannung per Trimmpotentiometer (das näher zu IC6 liegende) frei zwischen +/-15V einstellbar ist. Zur Realisierung wurde einer der beiden in dem vierfach-Operationsverstärker-IC TL084 (IC4) noch freien OP's verwendet. Es handelt sich um eine einfache Konstant-Spannungsquelle, deren Ausgangsspannung über ein RC-Glied im Eingang (R22/C13) und durch mehrere Siebungs-Kondensatoren (C1/C2/C3/C4) an den Versorgungsspannungen des OP's sauber geglättet wird. Schutzdioden (D5 und D6) am Ausgang verhindern eine Zerstörung des Operationsverstärkers beim versehentlichen Anlegen einer externen Spannung an seinen Ausgang. Der Ausgang ist kurzschlussfest und liefert einen maximalen Strom von etwa 20mA, der für kleine Meßmittel mit LCD-Anzeige jedenfalls ausreicht. Wichtig ist jedoch, dass bei einer Versorgung des Messmittels über das Interfacemodul die Batterie im Meßmittel entfernt wird, da sie sonst explodieren kann.



Abb. 17: Schaltung der Stromversorgung für Meßmittel


5.9 Diverses

5.9.1 Der Platinen-Auswahl-Taster

Zur Auswahl der Platine nach einem Reset des Multiplexers, zum Wechsel des Interfacemodules oder für eine Auswahl im Messmodus E.T.A.M (Ein Teil alle Masse) dient der Platinen-Auswahl-Taster (Schliesser), welcher an der Frontplatte von aussen gut erreichbar angebracht ist. Er schliesst den in geöffnetem Zustand über einen Pull-up-Widerstand R20 auf +5V gehaltenen Port PA7 von der PIA2 (IC11) bei gedrücktem Taster gegen Masse kurz. Ein gedrückter Taster kann also an einer "0" in dem entsprechenden Eingangsbit von der Software erkannt werden. In der Hauptschleife des Multiplexers wird dieser Taster immer mit abgefragt. Wenn nun festgestellt wird, dass er gedrückt wurde, so wird der Softwarecode der entsprechenden Platine gelesen und in einem Speicherplatz abgelegt, dessen Inhalt zur Berechnung der Sprungadresse für die Meßmittel-Leseroutinen verwendet wird. Den Schaltplanauszug sieht man rechts im Bild, mehr über das Programm in der Software-Beschreibung im Abschnitt 6.5.2.

Abb. 18: Schaltung des Tasters zur Platinenauswahl

5.9.2 Die LED

Zur Anzeige, dass ein Meßmittelmodul von der Software korrekt ausgewählt wurde, dient eine ebenfalls an der Frontplatte von aussen gut sichtbar angebrachte LED. Über einen CMOS-Treiber vom Typ 4050 (IC11) und den NPN-Transistor T1 (BC548), kann man per Software durch Schalten des Portbits PB0 von PIA 2 (IC11) die LED ein- und ausschalten. Eine "1" am Port steuert die Basis des Transistors an, dieser leitet und lässt die LED leuchten, bei einer "0" am Port sperrt der Transistor und schaltet die LED aus.

Abb. 19: Schaltung der LED-Anzeige

5.9.3 Der galvanisch getrennte Optokopplerausgang

Zur potentialfreien Datenanforderung an Meßmittel wurde auf der Platine ein Optokoppler vorgesehen, welcher von dem Port PB1 der PIA 2 (IC11) gesteuert werden kann. Die Ansteuerung der in dem Optokoppler enthaltenen LED wurde analog zu der LED an der Frontplatte realisiert. Die interne LED steuert die Basis eines Fototransistors, der ebenfalls im Gehäuse des Optokopplers integriert ist. Die Basis wird über einen hochohmigen Widerstand auf den Emitter-Pegel vorgespannt. Bei einer logischen "1" am Port steuert der Optokoppler durch und verbindet die beiden Ausgangsleitungen an den Pins 4 und 5 niederohmig miteinander. Durch die rein optische Übertragung der Steuerinformation ist dieses Durchschalten potentialfrei, d.h. keiner der beiden Ausgangspins führt ein auf das Meßmittelinterface bezogenes Spannungspotential. Falls ein Request-Eingang eines Meßmittels einmal auf Masse gezogen werden muss (z.B. bei Mitutoyo-Digimatic-Schnittst ellen), so kann über den Massejumper (J38) der Emitter des Optokopplers auf die Interface-Masse gelegt werden.

Abb. 20: Schaltung des Optokoppler-Teils

5.10 Die LED-Monitorplatine

.... ist eigentlich nicht Bestandteil der Diplomarbeit, diente aber zur Fehlersuche und Anzeige von Speicherinhalten und leistete auf diese Weise gute Dienste. Sie besteht eigentlich nur auseinemPortbaustein PIA, dem über ein EPLD sein Chip-Select-Signal zugeführt wird. Das EPLD bestimmt durch seine programmierte Logikfunktion die Adresse, welche von der PIA im Adressbereich des Prozessors belegt wird. Hier wurde die Adresse $5000 ausgewählt. Die Adressleitungen A0 und A1 dienen zur Auswahl der internen Register der PIA.

An dem Port A der PIA liegen 8 identische LED-Treiberstufen, welche als Stromlieferanten für die 8 LED's dienen. Wenn man nun per Software ein Byte an die Adresse $5000 schreibt, so zeigen die LED's jedes Bit dieses Bytes an. Bei den Tastern ist die Schaltung ähnlich wie bei dem Platinen-Auswahl-Taster: Wenn die Taster nicht gedrückt werden, so liegen die Eingangsbits des PIA-Ports B durch die Pull-up-Widerstände auf +5V. Durch das Drücken eines Tasters wird das entsprechende Portbit auf 0V gezwungen. So kann man einfache Eingabefunktionen realisieren.

Im Prototypaufbau wird ein Fehlerzustand durch 8-maliges Blinken der entsprechenden LEDs angezeigt, während eine korrekte Datenübernahme durch ein kurzes Aufblinken aller 8 LEDs signalisiert wird.

Die LED-Monitorplatine wurde mit Wire-Wrap-Draht auf einer Lochraster-Experimentierplatine im Euro-Format aufgebaut und ist durch seine 64-polige MPC-Bus-Messerleiste direkt kompatibel zum MPC-Bus.

Abb. 21: Schaltung der LED-Monitorplatine

© 2001 Marcel Sieling, http://www.powerslider.de
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