控制器

控制器（英文名稱：controller）是指按照預定順序改變主電路或控制電路的接線和改變電路中電阻值來控制電動機的啟動、調(diào)速、制動和反向的主令裝置。由程序計數(shù)器、指令寄存器、指令譯碼器、時序產(chǎn)生器和操作控制器組成，它是發(fā)布命令的“決策機構(gòu)”，即完成協(xié)調(diào)和指揮整個計算機系統(tǒng)的操作。

控制器的兩種傳輸模式

1、ASCII模式

當控制器設為在Modbus網(wǎng)絡上以ASCII（美國標準信息交換代碼）模式通信，在消息中的每個8Bit

字節(jié)都作為兩個ASCII字符發(fā)送。這種方式的主要優(yōu)點是字符發(fā)送的時間間隔可達到1秒而不產(chǎn)生錯誤。

代碼系統(tǒng)

十六進制，ASCII字符0.。.9，A.。.F

消息中的每個ASCII字符都是一個十六進制字符組成

每個字節(jié)的位

1個起始位

7個數(shù)據(jù)位，最小的有效位先發(fā)送

1個奇偶校驗位，無校驗則無

1個停止位（有校驗時），2個Bit（無校驗時）

錯誤檢測域

LRC（縱向冗長檢測）

2、RTU模式

當控制器設為在Modbus網(wǎng)絡上以RTU（遠程終端單元）模式通信，在消息中的每個8Bit字節(jié)包含兩個4Bit的十六進制字符。這種方式的主要優(yōu)點是：在同樣的波特率下，可比ASCII方式傳送更多的數(shù)據(jù)。

代碼系統(tǒng)

8位二進制，十六進制數(shù)0.。.9，A.。.F

消息中的每個8位域都是一個兩個十六進制字符組成

每個字節(jié)的位

控制器的基本功能

1、數(shù)據(jù)緩沖

由于I/O設備的速率較低而CPU和內(nèi)存的速率卻很高，故在控制器中必須設置一緩沖器。在輸出時，用此緩沖器暫存由主機高速傳來的數(shù)據(jù)，然后才以I/O設備所具有的速率將緩沖器中的數(shù)據(jù)傳送給I/O設備；在輸入時，緩沖器則用于暫存從I/O設備送來的數(shù)據(jù)，待接收到一批數(shù)據(jù)后，再將緩沖器中的數(shù)據(jù)高速地傳送給主機。

2、差錯控制

設備控制器還兼管對由I/O設備傳送來的數(shù)據(jù)進行差錯檢測。若發(fā)現(xiàn)傳送中出現(xiàn)了錯誤，通常是將差錯檢測碼置位，并向CPU報告，于是CPU將本次傳送來的數(shù)據(jù)作廢，并重新進行一次傳送。這樣便可保證數(shù)據(jù)輸入的正確性。

3、數(shù)據(jù)交換

這是指實現(xiàn)CPU與控制器之間、控制器與設備之間的數(shù)據(jù)交換。對于前者，是通過數(shù)據(jù)總線，由CPU并行地把數(shù)據(jù)寫入控制器，或從控制器中并行地讀出數(shù)據(jù)；對于后者，是設備將數(shù)據(jù)輸入到控制器，或從控制器傳送給設備。為此，在控制器中須設置數(shù)據(jù)寄存器。

4、狀態(tài)說明

標識和報告設備的狀態(tài)控制器應記下設備的狀態(tài)供CPU了解。例如，僅當該設備處于發(fā)送就緒狀態(tài)時，CPU才能啟動控制器從設備中讀出數(shù)據(jù)。為此，在控制器中應設置一狀態(tài)寄存器，用其中的每一位來反映設備的某一種狀態(tài)。當CPU將該寄存器的內(nèi)容讀入后，便可了解該設備的狀態(tài)。

5、接收和識別命令

CPU可以向控制器發(fā)送多種不同的命令，設備控制器應能接收并識別這些命令。為此，在控制器中應具有相應的控制寄存器，用來存放接收的命令和參數(shù)，并對所接收的命令進行譯碼。例如，磁盤控制器可以接收CPU發(fā)來的Read、Write、Format等15條不同的命令，而且有些命令還帶有參數(shù)；相應地，在磁盤控制器中有多個寄存器和命令譯碼器等。

6、地址識別

就像內(nèi)存中的每一個單元都有一個地址一樣，系統(tǒng)中的每一個設備也都有一個地址，而設備控制器又必須能夠識別它所控制的每個設備的地址。此外，為使CPU能向（或從）寄存器中寫入（或讀出）數(shù)據(jù)，這些寄存器都應具有唯一的地址。