1.2 Структура мк-системы управления
МК путем периодического опроса осведомительных сигналов (ОС) генерирует в соответствии с алгоритмом управления последовательности управляющих слов (УС).
Осведомительные сигналы – это сигналы состояния объекта (СС), сформированные датчиками объекта управления и флаги.
Выходные сигналы датчиков вследствие их различного физической природы могут потребовать промежуточного преобразования на АЦП или на схемах формирователей сигналов (ФС), которые чаще всего выполняют функции гальванической развязки и формирования уровней двоичных ТТЛ сигналов.
МК с требуемой периодичностью обновляет управляющие слова на своих выходных портах. Некоторая часть управляющего слова интерпретируется как совокупность прямых двоичных сигналов управления (СУ), которые через схемы формирователей сигналов (усилители мощности, реле, оптроны и тому подобное) поступают на исполнительные механизмы и устройства индикации. Другая часть управляющего слова представляет собой упакованные двоичные коды, которые через ЦАП воздействуют на исполнительные механизмы аналогового типа. Если объект управления использует цифровые датчики и цифровые исполнительные механизмы, то наличие ЦАП и АЦП в системе необязательно. В состав аппаратуры связи входит регистр флагов, на котором фиксируется некоторое множество специфицируемых признаков, как объекта управления, так и процесса работы контроллера. Регистр флагов доступен как контроллеру, так и датчикам. Вследствие этого он является удобным методом фиксации сигналов ГOTOB/ОЖИДАНИЕ при передачах с квитированием или сигналов ЗАПРОС ПРЕРЫВАИЯ / ПОДТВЕРЖДЕНИЯ при взаимодействии контроллера и объекта в режиме прерывания.
Для аппаратной реализации временных задержек, формирования сигналов требуемой частоты и скважности, в состав аппаратуры связи включают программируемые интервальные таймеры в том случае, если их нет в составе МК или их число недостаточно.
Законы функционирования МК – системы управления со структурой как на рис. всецело определяется прикладной программой, размещаемой в резидентной памяти программ МК. Иными словами, специализация контроллера типовой структуры на решение задачи управления конкретными объектами осуществляется путем разработки прикладных программ МК и аппаратуры связи МК с датчиками ИМ объектами.
1.3. Четырехразрядные микроконтроллеры.
Четырехразрядные микроконтроллеры являются очень простыми и дешевыми устройствами, предназначенными для замены несложных схем на "жесткой" логике в системах с невысоким быстродействием. Типичные случаи применения - часы, калькуляторы, игрушки, простые устройства управления в промышленных устройствах и бытовой технике.
Типичные характеристики четырехразрядных микроконтроллеров -
ОЗУ - объем - 16...64 четырехразрядные ячейки;
ПЗУ - объем - 0.5 ...1 К восьмиразрядных ячеек, тип - масочное ПЗУ (наиболее дешевое);
система команд - количество - 30...50;
тактовая частота - 100 КГц...1Мгц;
периферийные устройства - 2...4 четырехразрядных параллельных порта, иногда контроллер жидкокристаллического индикатора;
стоимость - порядка 0.1$
Примеры четырехразрядных микроконтроллеров - отечественные серии KP145BM1405, КР145ВМ1406, КР1834 и т.д.
Одним из крупнейших производителей четырехразрядных микроконтроллеров - "Ангстрем" г. Зеленоград (и экспортер в страны Юго-Восточной Азии).