Микропроцессоры

4.2. Принципы построения микропроцессорных систем и микро-ЭВМ

Микро-ЭВМ, используемые для автоматизации различных процессов, называют управляющими микро-ЭВМ. Управляющие микро-ЭВМ в большинстве случаев создаются и программируются для решения специальных задач и используются в качестве устройств управления. В соответствии с объемом задач, решаемых при автоматизации, очень разнообразны функции, возложенные на микро-ЭВМ. Управляющая микро-ЭВМ, работающая в составе системы управления, коммутирует и обрабатывает поток информации, поступающий от трех источников: 1) протекающего процесса (данные процесса); 2) обслуживающего персонала (данные управления); 3) вышестоящей диспетчерской или координирующей ЭВМ, например, в иерархической схеме соединений ЭВМ или в многопроцессорной системе (данные связи).

Управляющие микро-ЭВМ имеют две особенности.
1. Для связи с измерительными и исполнительными звеньями технологического процесса требуются специальные аппаратные устройства, которые обеспечивают согласование как видов энергии и уровней мощности, так и функциональных принципов, так как форма сигналов процесса в большинстве случаев аналоговая, а в микро-ЭВМ — цифровая. Эти аппаратные устройства называются периферийными. В управляющих микро-ЭВМ они просты и приспособлены для решения специальных задач.
2. Скорость обработки данных в управляющих микро-ЭВМ должна соответствовать протекающему реальному процессу, чтобы в соответствующие моменты времени выполнить необходимые измерения и контроль, а также выдать переключающие и управляющие команды. Эта обработка данных процесса в реальном времени требует специальной организации аппаратных и программных средств управляющей микро-ЭВМ.
Управляющие микро-ЭВМ и микропроцессорные системы (МПС) применяются в различных устройствах: управляющих устройствах, измерительной аппаратуре, устройствах диагностики и контроля, системах предупредительной сигнализации и оповещения, устройствах обработки сигналов и изображений, регуляторах производственных и технологических процессов и т. д.
Аппаратные средства управляющей микро-ЭВМ состоят из трех подсистем:

1. 
   центрального вычислительного устройства (ЦВУ), являющегося основной частью управляющей ЭВМ;
   
2. 
   периферийных устройств и устройств сопряжения центрального устройства с «внешним миром»;
   
3. 
   устройств функционального назначения (электропитания, обеспечения микроклимата).
   

На рис. 4.1 показана структура центрального вычислительного устройства. Тип и количество подключенных звеньев к ЦВУ зависят от постановки специальной задачи.