[科普中国]-主控制器

概述

在有多个指令控制器的计算机中，在给定的时间间隔内起主要作用的指令控制器。其它指令控制器从属于此主控制器。但在另外的时间间隔内，此主控制器可能从属于别的指令控制器。

主控制器是计算机的指挥部。它根据一定的逻辑运算要求发出命令(以脉冲或电位的形式)，控制计算机的输入、运算和输出三个部分协调工作。

主控制器的功能如下。

(1)控制加工的启停。在输入一段程序后启动加工，加工到该段终点后停止加工，再进行输入。

(2)控制运算的启停，加工时控制在单位时间内完成插补运算的次数，以使拖扳进给速度与工件腐蚀速度相配合。

(3)产生时序脉冲。在每一个运算周期中发出32个时序脉冲。以完成位置判别、进给、偏差计算及终点判别四个工作节拍。计算机主控制器的主要组成部分为：

(1)时序脉冲发生器，

(2)进给脉冲发生器，

(3)起停控制电路，

(4)输入寄存器和译码电路，

(5)控制译码电路。1

功能状态处理主控制器具有一系列USB系统管理的状态。主控制器为总线状态的改变和传播提供接口同时也为根集线器提供接口。根集线器提供连接其他uSB设备和集线器的标准状态。主控制器总的状态与根集线器以及USB密不可分。主控制器改变设备的任何一个可见状态，都应当能反映设备状态的相应改变，从而保证主控制器与设备之间的状态是一致的。

USB设备通过使用恢复信号请求唤醒，使设备返回已设置的状态。丰控制器本身也可以自过同样的方法产生一个恢复事件。主控制器负责通知主机的其他部分设备产生了一个恢复事件。

串行器与解串器物理上的数据传输是以一个串行比特流形式出现的。作为USB主机和设备的一部分，串行接口引擎(SIE)控制USB传输过程中的串行与解串工作。在主机上审行接口引擎是主控制器的一部分。

帧的产生主控制器将USB时间划分为1ms为单位的帧。主控制器以每1ms间隔产生一个SOF标识来表示新的一帧的开始，在帧数据传输结束的时候产生一个EOF标识。SOF标识是一帧的开始部分，在SOF标识之后字控制器在该帧的余下时间内传输其他的数据。当主控制器处于正常工作状态时，SOF标识必须以1ms为间隔连续地发送，而不管总线的其他状态。当总线控制器处于不提供给总线能量的状态时，它不产生SOF标识。当总线控制器不产生SOF标识时，则处于节能方式。

SOF标识具有占用总线的最高的优先权。集线器中的串扰电路在EOF期间停止任何传输任务为SOF标识的传输提供·条空闲的总线。主控制器保存着当前帧的序号。主机在每一个SOF标识中传输当前帧号的低11位。当接到主控制器的请求时，主机返回请求发生时刻的帧序号。虽然主控制器自身并不要求维持一个超过11位的帧序号，但是主机返回的帧序号至少是32位的。

主控制器在EOF期间要停止一切传输操作。当EOF标识产牛时，所有原定在帧上传输的事务暂停。如果主控制器在执行传输的时候出现了EOF，主控制器中止该项传输请求。

数据处理主控制器接收来自USB系统的数据并将其传输给USB设备，或从USB设备接收数据并送给USB系统。USB系统和主控制器之间进行数据传输时的具体格式取决于系统的实现。

协议引擎主控制器管理着USB协议层的接口。它在输出的数据中插入适当的协议信息，并将解释和去除输入数据中的协议信息。

传输差错控制主控制器必须能够发现如下几种从主机的角度定义的错误：

（1）超时错。发生在目标端口没有相应的反应或传输系统被严重损坏，以至于目标端口根本就没有收到信息的时候。

（2）数据丢失或无效传输。主控制器发送或接收到比应该传输的数据包短的数据包。例如一项传输超出TEOF，或缺少可使用的资源，或数据包CRC校验出错。

（3）协议错。包括无效的握手、错误的包标志、位插入错等。

远程唤醒如果USB系统希望将总线置于挂起状态，它将请求主控制器终止任何形式的传输，包括SOF。这使得所有的USB设备进入一种挂起状态。在这种状态下，USB系统可以使主控制器响应总线唤醒信号，并重新启动主机系统。

根集线器根集线器提供主控制器与一个或多个USB设备的连接。除了主控制器及根集线器之间的硬件、软件接口是由具体的硬件实现来定义外，根集线器提供与其他的集线器一样的功能端口。

集线器为了保证能为每一个下行恢复请求都供给一个长时间的下行复位。所必须具备的条件是根集线器应能提供一个至少为50msl的复位时间。如果复位时间是由硬件控制的，并且硬件能提供的复化时间小于50ms，则USB系统连续产生几个复位信号，以得到足够长时间的复位。

主机系统接口主控制器提供一条高速的读出与写入系统内存的总线接门。内存与USB电缆的物理数据能交换是在主控制器的控制下自动进行的。当数据缓区需要填充或清空时，主控制器自动通知USB系统。2

主控制器模式主控制器操作模式下(主/从=1即MASTER/SLAVE=1)，SPI通过SPICLK(时钟)引脚为整个串行通信网路提供串行时钟。数据将从SPISIMO(从控制器输入，主控制器输出)引脚输出，并将锁存SPISOMI(从控制器输出，主控制器输入)引脚输入的数据。SPIBRR寄存器(波特率寄存器)可以配置126种不同的位传输率，该寄存器决定了整个串行通信网络发送和接收数据的位传输率。写入SPIDAT(串行数据寄存器)或SPITXBUF(串行输出缓冲寄存器)的数据启动SPISIMO引脚的数据传送，数据最高有效位(MSB)最先发送。与此同时接收的数据通过SPISOMI引脚移入SPIDAT的最低有效位(LSB)。当设定的位发送完毕后，已接收的数据移人SPIRXBUF(串行输入缓冲寄存器)供CPU读取。数据以右对齐的方式存储于SPIRXBUF寄存器中。

当指定数量的数据已经通过SPIDAT寄存器移出后，则会引起下列事件：

（1）SPIDAT寄存器中内容已经发送到SPIRXBUF寄存器。

（2）SPI中断标志位(SPISTS．6)置高电平。

（3）如果SPISTS的TXBUF FUILL位指示在串行发送缓冲寄存器SPITXBUF中有有效的数据，则该数据将被传送到SPIDAT寄存器并发送出去；否则，所有位从SPIDAT寄存器移除后，SPIDAT时钟立即停止。

（4）如果SPI中断使能位(SPICTL．0)置高电平，则产生中断。

在典型应用中，SPISTE引脚用作从SPI控制器的片选控制信号。主控制器发送数据给从榨制器前将SPISTE引脚置为低电平，待数据发送完毕后再将SPISTE引脚置为高电平。3

维护保养（1）检查主控制器电源及备用电源接线，各视频/音频输入、输出接线有无锈蚀和松动。

（2）检查控制器主电源和备用电源自动或手动切换是否正常。

（3）对于用蓄电池作备用电源的，应检查蓄电池的充放电是否正常。方法是：断开主电源，接上备用电源工作1小时；然后断开备用电源，再接上主电源，观察蓄电池的充电情况是否正常。

（4）清扫机内灰尘，整理线路，补充和更换缺失及不清晰的线号或标识。

（5）检查防雷接地是否良好，是否有腐蚀情况。

（6）每年雨季前测量一次防雷接地电阻值，应小于等于4欧姆。

（7）确认存储录像功能是否正常。4