Микропроцессоры

11.5. Электрически стираемые ППЗУ …………………………92
11.6. FLASH-ПЗУ …………………………………………………92


12. ПОДКЛЮЧЕНИЕ ВНЕШНИХ
УСТРОЙСТВ К МИКРОПРОЦЕССОРУ…...94


13. ШИННЫЕ ФОРМИРОВАТЕЛИ ………….98


14. ПРИНЦИПЫ ПОСТРОЕНИЯ
ТАЙМЕРОВ ………………………………………………….101


ВВЕДЕНИЕ

В настоящее время для решения прикладных задач, связанных с автоматизацией и управлением технологических процессов, измерений, обработки сигналов широко используются микропроцессорные системы (МС) и микро-ЭВМ. Функции, которые при этом выполняют МС и микро-ЭВМ, можно классифицировать следующим образом:

• 
  регистрация и первичная обработка данных о состоянии технологического процесса, включающие измерение и хранение информации о состоянии процесса, измерительных и управляющих устройств, а также подготовку данных о процессе для дальнейшего использования, которая означает их предварительную обработку;
  
• 
  контроль процесса, включающий обработку информации для обслуживающего персонала о состоянии процесса и отдельных устройств для поддержания безаварийного производственного процесса; стабилизация и управление процессом (достижение высокой степени точности обработки материалов, обеспечение соответствующего качества продукции за счет фиксации номинальных значений управляемых параметров, автоматическая компенсация отрицательных воздействий на процесс);
  
• 
  оптимизация процесса, включающая оптимальное управление устройствами автоматизации, подготовку выпуска продукции, оптимальное снабжение потребителей для достижения наиболее приемлемых значений народнохозяйственных, технико-экономических и других показателей.
  

Управляющая микро-ЭВМ обычно входит в состав первого (нижнего) уровня иерархической вычислительной структуры. Микро-ЭВМ осуществляет циклический или апериодический (по запросу) сбор аналоговых, двоичных или цифровых сигналов управляемого процесса, а также получает команды и данные от обслуживающего персонала и выполняет их первичную обработку. Эти данные служат для получения информации о состоянии технологического процесса и выработки соответствующих управляющих воздействий.
На других уровнях иерархии находятся блоки оптимизации, стабилизации и управления, а также контроля процессом. С каждого уровня иерархии поступают сигналы управления, направляемые непосредственно к периферийным устройствам и устройствам сопряжения с процессом или на нижние уровни иерархии в качестве исходных данных для реализации процедур управления. Информация от нижних к высшим уровням иерархии проходит обычно через блок модели технологического процесса. Модель описывает конкретный технологический процесс и, имитируя реакцию процесса на полученные сигналы и данные, передает информацию, являющуюся входными данными для блоков оптимизации, стабилизации и управления и контроля.
Такой иерархии функций, ориентированных на технологический процесс, ставится в соответствие блок организационных функций ЭВМ и координации выполнения процесса, который обеспечивает требуемые вычислительные процессы внутри управляющей микро-ЭВМ и взаимодействие ЭВМ с периферийными устройствами САУ.
Программы, входящие в операционной системы (ОС) и выполняющие организационные функции, хранятся либо в ПЗУ управляющей микро-ЭВМ, либо во внешней постоянной памяти, и загружаются в ОЗУ управляющей ЭВМ при ее включении.
Пользовательские программы, реализующие алгоритмы оптимизации, стабилизации, управления и контроля, могут также храниться в ПЗУ или на внешних запоминающих устройствах. Управляющие микро-ЭВМ с жестко запрограммированными, неизменными алгоритмами работы обычно называют контролерами.
Пользовательские программы, применяемые в управляющих микро-ЭВМ для гибких автоматизированных производств, должны обладать гибкостью. В этом случае управляющая микро-ЭВМ может реализовывать различные алгоритмы в зависимости от протекающего в данный момент технологического процесса и менять эти алгоритмы при изменении процесса. Такие пользовательские программы хранятся во внешней памяти (магнитные диски, магнитные ленты) и загружаются для выполнения в ОЗУ микро-ЭВМ по командам оператора или по необходимости самой микро-ЭВМ. Для изменения алгоритмов управления достаточно заменить диск или ленту.
Наряду с универсальными микро-ЭВМ для решения перечисленных задач используются микропроцессорные системы. Они применяются при вычислениях, выполняют функции управления, используются при обработке звуковых сигналов и изображения. В зависимости от области применения микропроцессора требования к нему могут быть различны. Это накладывает отпечаток на внутреннюю структуру микропроцессора. В настоящее время определилось три направления развития микропроцессоров:

• 
  универсальные микропроцессоры;
  
• 
  микроконтроллеры;
  
• 
  сигнальные микропроцессоры.