Микропроцессорные средства в системах управления технологическими процессами

Принципы, лежащие в основе систем управления (рисунок 42) технологическими процессами и машинами с применением микроЭВМ, едины. Параметры, определяющие динамическое состояние объекта управления и окружающей его среды, как правило, имеют непрерывную (аналогичную) природу. Значения этих параметров оцениваются специальными датчиками (преобразователями информации), помещенными в заданных областях этого объекта. Непрерывные сигналы, поступающие с аналоговых датчиков для ввода в микропроцессорное устройство или микроЭВМ, требуется преобразовывать в цифровую форму. Для этого они квантуются по времени с некоторым интервалом. Затем дискретные значения этих сигналов квантуются по уровню и преобразуются в двоичные цифровые коды, которые далее передаются на микропроцессорные устройства для обработки по заданному алгоритму. Операция преобразования аналогичного сигнала в двоичные коды выполняется аналого-цифровыми преобразователями в виде отдельных БИС или специальных измерительных контроллеров.

Рисунок 42 – Схема цифровой системы управления

Результаты обработки информации в виде управляющих и информационных сигналов выдаются на выход управляющей микроЭВМ в дискретные моменты времени. В интервале между ними на выходе микроЭВМ сохраняются, значения переменных, которые были получены в начале интервала дискретности. Для подачи на исполнительные механизмы аналоговой природы дискретные значения параметров управления на интервале дискретизации интерполируются по линейному, квадратичному или другому закону в интерфейсных модулях связи с объектом. В простейшем случае в качестве таких модулей используются отдельные БИС цифроаналогового преобразования.

Арифметические и логические основы микропроцессорной техники Способы представления информации

Универсальным способом отображения информации при ее сборе, передаче, хранении и обработке является кодирование. Для представления числовой, буквенной, символьной, логической и других информации в микропроцессорных системах применяются двоичные позиционные ходы, в которых используются только два символа (0 и 1). Двоичные коды в микропроцессорной технике реализуются благодаря дискретному представлению электрических и других сигналов в виде импульсов или перепадов. Поэтому такую информацию называют цифровой, а соответствующие системы обработки дискретными или цифровыми.

Один разряд двоичного кода несет информацию в 1 бит. Бит определяет содержательность информации, единичный элемент которой может принимать лишь два различных равновероятных значения 0 или 1.Для хранения 1 бита информации требуется один элемент памяти, например триггер любого типа. 1 байт = 8 бит – восьмиразрядная двоичная информация, составляющая минимально адресуемый объем информации в большинстве вычислительных систем. Для удобства подсчета больших объемов двоичной информации вводят условные единицы: 1 кбайт = 1024 байт (2¹⁰) и 1 Мбайт = 1024 Кбайт. Например, 64 кбайт = 64 × 1024 = 65 536 байт (2¹⁶).

П

Бит

Старший бит

Младший бит

Байт (старший)

Байт (младший)

оследовательность двоичных символов определенной длины или сигналов, направляющих эти символы, образует слово (рисунок 43). В общем случае слово имеет переменную длину. Число двоичных разрядов в слове зависит от технических возможностей МП.