- •3.2.7. Датчики температуры 64
- •3.2.7.1. Общие сведения 64
- •3.2.8. Сети датчиков, интеллектуальные датчики 84
- •Глава 1. Микропроцессорная техника
- •1.1. Общие понятия
- •1.1.1. Уровни интеграции микросхем, выполненных по различным технологиям
- •Типы логики [вики]
- •1.1.2. Определения и особенности микропроцессора, микропроцессорной системы и микроконтроллера
- •1.2. Структура типичной микроэвм
- •1.2.1. Система шин микроЭвм
- •1.2.2. Микропроцессор
- •1.2.3. Память
- •1.2.4. Порты
- •1.3. Формирование сигналов на системной магистрали
- •1.3.1. Основные управляющие сигналы
- •1.3.2. Чтение данных из памяти
- •1.3.3. Запись данных в память
- •1.3.4. Чтение данных из порта ввода
- •1.3.5. Запись данных в порт вывода
- •1.4.1. Структура микропроцессора кр580вм80
- •1.4.2. Выполнение команд в микропроцессоре
- •1.5. Система команд микропроцессора кр580вм80
- •1.5.1. Команды пересылки
- •1.5.2. Арифметические команды
- •1.5.3. Логические команды
- •1.5.4. Формирование и работа стека
- •1.5.5. Команды перехода
- •1.5.6. Команды вызова подпрограмм и возврата из них
- •1.5.7. Команды сдвига
- •1.5.8. Команды ввода/вывода
- •1.6. Микросхемы шинных формирователей
- •1.6.1. Элементы с тремя состояниями
- •1.6.2. Шинные формирователи
- •1.6.3. Буферный регистр
- •1.7. Микросхемы дешифраторов и демультиплексоров
- •1.7.1. Назначение дешифраторов
- •1.7.2. Микросхемы дешифраторов
- •1.7.3. Структура дешифратора
- •1.7.4. Микросхемы демультиплексоров
- •1.8. Микросхемы памяти
- •1.8.1. Классификация запоминающих устройств
- •1.8.2. Параметры микросхем памяти
- •1.8.3. Микросхемы постоянных запоминающих устройств
- •1.8.3.1. Масочные микросхемы пзу
- •1.8.3.2. Программируемые микросхемы пзу
- •1.8.3.3. Многократно программируемые микросхемы пзу
- •1.8.4. Микросхемы оперативных запоминающих устройств
- •1.8.4.1. Микросхемы статических озу
- •1.8.4.2. Микросхемы динамических озу
- •1.9. Подсистемы памяти
- •1.9.1. Увеличение разрядности
- •1.9.2. Увеличение количества ячеек
- •1.10. Параллельный интерфейс
- •1.10.1. Назначение и структура микросхемы кр580вв55
- •1.10.2. Условное обозначение и назначение выводов микросхемы кр580вв55
- •1.11. Подсистемы ввода/вывода
- •1.11.1. Ввод данных в микроЭвм
- •1.11.2. Вывод данных из микроЭвм
- •1.12. Последовательный интерфейс
- •1.12.1. Асинхронный обмен
- •1.12.2. Синхронный обмен
- •1.12.3. Программируемый связной адаптер
- •1.12.3.1. Условное обозначение и назначение выводов адаптера
- •1.12.3.2. Программирование и работа с адаптером
- •1.13. Обмен данными по прерываниям
- •1.13.1. Понятие прерывания
- •1.13.1.1. Многоуровневые прерывания
- •1.13.1.2. Приоритетные прерывания
- •1.13.2. Идентификация источника прерывания
- •1.13.2.1. Программный поллинг
- •1.12.2.2. Аппаратный поллинг
- •1.13.3. Программируемый контроллер прерываний
- •1.13.3.1. Общая характеристика контроллера
- •1.13.3.2. Выводы контроллера
- •1.13.3.3. Принцип работы контроллера прерываний
- •1.13.3.4. Каскадирование контроллеров
- •1.13.3.5. Порядок работы с контроллером
- •1.14. Прямой доступ к памяти
- •1.15. Программируемый таймер
- •1.15.1. Назначение таймеров
- •1.15.2. Микросхема пит кр580ви53/54
- •1.15.3. Назначение выводов пит
- •1.15.4. Программирование и работа пит
- •1.15.5. Режимы работы пит
- •1.16. История развития и современное состояние средств микропроцессорной техники
- •1.16.1. История развития микропроцессорной техники
- •1.16.2. Современное состояние средств микропроцессорной техники
- •Глава 2. Микропроцессорные системы
- •2.1. Основы микропроцессора
- •2.2. Основные исторические сведения о развитии микропроцессоров
- •2.3. Микропроцессор - основа эвм
- •2.4. Микропроцессорные системы
- •2.4.1. Классификация микропроцессоров. Понятие о разрядности и системе команд
- •2.4.2. Основные характеристики и критерии производительности микропроцессора
- •2.4.3. Архитектура простейших микропроцессорных систем
- •2.4.4. Архитектуры многопроцессорных вычислительных систем. Принципы построения mpp- и smp-систем
- •2.5. Структура однокристального мп, состав и назначение элементов
- •2.6. Многоядерные микропроцессорные системы
- •2.7. Управляющий автомат простейшей микропроцессорной системы
- •2.7.1. Алгоритм управляющего автомата
- •2.7.2. Цикл команды в мпс
- •2.7.3. Тактирование мп и синхронизация мпс
- •2.7.4. Слово состояния мп как средство управления системой
- •2.7.5. Управляющее устройство мп. Мпс под управлением первичного автомата
- •2.7.6. Работа первичного управляющего автомата в режиме прерывания
- •2.7.7. Работа первичного управляющего автомата в режиме захвата шин
- •2.8. Методы и способы организации памяти
- •2.9. Принципы действия ячеек памяти
- •2.9.1. Динамическая память
- •2.9.2. Статическая память
- •2.9.3. Энергонезависимая память
- •2.10. Кэширование
- •2.11. Карта памяти. Критерии и способы распределения адресного пространства
- •Глава 3. Микропроцессорные системы и управление
- •3.2. Микропроцессорные системы с датчиками
- •3.2.1. Общие сведения
- •3.2.2. Резистивные датчики
- •3.2.3. Тензометрические датчики
- •3.2.4. Применение тензодатчиков для измерения силы
- •3. 2.5. Измерение потоков жидкостей и газов
- •3.2.6. Измерение деформации
- •3.2.7. Датчики температуры
- •3.2.7.1. Общие сведения
- •3.2.7.2. Термопары и компенсация холодного спая
- •3.2.7.3. Резистивные датчики температуры
- •3.2.7.4. Термисторы
- •2.7.5. Полупроводниковые датчики температуры
- •3.2.7.6. Датчики температуры с цифровым выходом
- •3.2.7.7. Термореле и регуляторы с установкой температуры
- •3.2.7.8. Аналого-цифровые преобразователи с датчиком температуры на одном кристалле
- •3.2.8. Сети датчиков, интеллектуальные датчики
- •3.2.8.1. Токовая петля
- •3.2.8.2. Объединение датчиков в сеть
- •3.3.Развитие систем управления
- •3.3.1. Контур управления
- •3.3.2. Компьютерная регистрация данных
- •3.3.3.Машинное диспетчерское управление (мду)
- •3.3.4.Прямое цифровое управление (пцу)
- •Глава 4. Распределенные системы управления
- •4.1.Элементы системы
- •4.1.1. Принципы распределенного управления
- •4.1.2. Конечные элементы системы управления
- •4.1.3. Другие элементы
- •4.1.4. Распределенное управление
- •4.2.Передача данных
- •4.2.1.Информационная магистраль
- •4.2.2. Формат данных
- •4.2.3. Командные слова
- •4.2.4.Информационные слова
- •4.2.5.Модули информационной магистрали
- •4.2.6.Предпочтительный доступ
- •4.2.7.Последовательный опрос
- •4.2.8.Контроллер связи
- •4.2.9.Контроль ошибок
- •4.3.Базовый контроллер
- •4.3.1.Настраиваемые параметры
- •4.3.2.Аппаратная конфигурация контроллера
- •4.3.3.Центральный процессор (цп)
- •4.3.4.Магистральный интерфейс
- •4.3.5.Блок удержания выходных сигналов
- •4.3.6.Память
- •4.3.7.Шина данных
- •4.3.8.Назначение адресов
- •4.3.9.Обобщение по работе контроллера
- •4.4. Настройка базового контроллера рсу
- •4.4.1. Настройка контроллера
- •4.4.2.Режимы управления
- •4.4.3. Конфигурационные слова
- •4.4.4.Метод конфигурирования
- •4.4.5.Диагностика
- •4.4.6.Алгоритмы
- •4.5. Бесперебойное автоматическое управление (бау)
- •4.5.1.Необходимость резервирования
- •4.5.2.Работа системы
- •4.5.3.Реальная система
- •Дополнения к системе бау
- •Порядок работы бау
- •4.6. Блоки обработки
- •Устройство блока обработки
- •Конструкция блока обработки
- •Функции обработки данных
- •Принцип работы
- •Пульт оператора
- •Оборудование, входящее в состав пульта оператора
- •Блок плат пульта оператора
- •Эргономика
- •Дисплеи на пульте оператора
- •4.7.5. Усовершенствованные распределенные системы управления
- •4.7.5.1. Ограничение систем с информационной магистралью
- •4.7.5.2. Усовершенствованная рсу
- •4.7.5.3. Локальная вычислительная сеть (лвс)
- •Шлюзовый модуль (шм)
- •Структура системы
- •Система высокого уровня (лвс)
- •Обмен данными
- •Модули лвс
- •Отчеты в среде рсу
- •Обработка данных в усовершенствованнной рсу.
- •Настройка рсу
- •4.9.1.Конфигурационные данные
- •Конфигурационные данные системы (кдс)
- •Конфигурационные данные процесса
- •Зональная база данных
- •Организация базы данных элементов техпроцесса
- •Принципы усовершествованного управления
- •Уровни управления
- •Управление первого уровния от устройства им
- •Управление второго уровня от миникомпьютера
- •Управление 3-го уровня от центральной эвм
- •Вопросы техобслуживания
- •Техобслуживание конечных элементов
- •Проверка калибровки контура управления
- •Техобслуживание блока информационной магистрали
- •Источники питания
- •Системы бесперебойного питания (ups)
- •Глава 5. Примеры распределенных систем управления
1.16.2. Современное состояние средств микропроцессорной техники
Дальнейшие разработки в области микропроцессоров (Pentium II и далее) были направлены в основном на увеличение их тактовой частоты. Современные микропроцессоры содержат более 200 млн транзисторов, могут работать на тактовых частотах до 5 ГГц и выполнять команды не более чем за один такт (доли такта).
Как следует из вышесказанного, развитие полупроводниковой техники сопровождалось интенсивным интегрированием нескольких элементов в одном кристалле, что привело к появлению так называемых «однокристальных микроЭВМ» - микроконтроллеров. Конечно, микроконтроллер обладает меньшим объемом памяти с ограниченным составом интерфейсных устройств и реализует менее сложные алгоритмы по сравнению с «настоящей» микроЭВМ. Однако благодаря своей функциональной «законченности» он позволяет решить в полном объеме задачи управления конкретными техническими устройствами или определенными технологическими процессами.
Первый 8-разрядный микроконтроллер 8048 был выпущен фирмой Intel в 1976 г. В настоящее время выпускаются 8-, 16- и 32-разрядные микроконтроллеры с разнообразным набором интерфейсных схем, таких как порты ввода/вывода, таймеры и др. На современном рынке 8-разрядных микроконтроллеров можно отметить серии 8051 (фирма Intel), AVR (фирма Atmel), PIC (фирма Microchip) и отечественные микроконтроллеры К1816ВЕ51.
Применение микроконтроллеров поддерживается такими областями массового производства, как бытовая аппаратура, автомобильная промышленность, военное и другое оборудование.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
Основной
Угрюмов, Е. П. Цифровая схемотехника: учеб. пособие для вузов / Е. П. Угрюмов. - СПб. : БХВ-Петербург, 2002. - 518 с.
Учебно-методический комплекс «Микропроцессорная техника». Версия 1.0. [Электронный ресурс] / С. Р. Залялеев, А. Н. Пахомов, А. А. Лопатин и др.; ред. С. Р. Залялеев. - Электрон. дан. (70 Мб). - Красноярск : ИПЦ КГТУ, 2006. - 1 электрон. опт. диск (CD-ROM).
Пакет обучающих программ «Микропроцессорная техника» / С. Р. Залялеев, А. Н. Пахомов, А. А. Лопатин и др. // Свидетельство РФ об официальной регистрации программы для ЭВМ № 2007610136, от 9 января 2007 г., РОСПАТЕНТ.
Залялеев, С. Р. Представление информации в микроЭВМ : метод. указания / сост. С. Р. Залялеев. - Красноярск : КГТУ, 1999. - 35 с.
Новиков, Ю. В. Основы микропроцессорной техники : курс лекций / Ю. В. Новиков, П. К. Скоробогатов. - М. : ИНТУИТ.РУ, 2003. - 435 с.
Гусев, В. Г. Электроника и микропроцессорная техника : учеб. для вузов / В. Г. Гусев, Ю. М. Гусев. - 3-е изд., перераб. и доп. - М. : Высш. шк., 2004. - 790 с.
Степаненко, И. П. Основы микроэлектроники : учеб. пособие / И. П. Степаненко. - 2-е изд. - М. : Лаборатория Базовых Знаний, 2001. - 488 с.
Фрике, К. Вводный курс цифровой электроники : учеб. пособие : пер. с нем. / К. Фрике. - М. : Техносфера, 2004. - 428 с.
Схемотехника электронных систем. Микропроцессоры и микроконтроллеры / сост. : В. И. Бойко, А. Н. Гуржий, В. Я. Жуйков и др. - СПб. : БХВ-Петербург, 2004. - 464 с.
Дополнительный
Браммер, Ю. А. Импульсные и цифровые устройства / Ю. А. Брам- мер, И. Н. Пащук. - 6-е изд., перераб. и доп. - М. : Высш. шк., 2002. - 351 с.
Майоров, С. А. Введение в микроЭВМ / С. А. Майоров, В. В. Кириллов, А. А. Приблуда. - Л. : Машиностроение, 1988. - 304 с.
Каган, Б. М. Электронные вычислительные машины и системы / Б. М. Каган. - М. : Энергоатомиздат, 1991. - 592 с.
Гуртовцев, А. Л. Программы для микропроцессоров / А. Л. Гуртов- цев, С. В. Гудыменко. - Мн : Вышэйшая школа, 1989. - 352 с.
Костин, А. Е. Структура и функционирование микроЭВМ / А. Е. Костин. - М. : Высш. шк., 1991. - 128 с.
Токхайм, Р. Микропроцессоры / Р. Токхайм. - М. : Энергоатомиз- дат, 1988. - 336 с.
Бурев, Л. М. Простейшая микроЭВМ / Л. М. Буреев, А. Л. Дудко,
Н. Захаров. - М. : Энергоатомиздат, 1989. - 216 с.
Справочная подсистема обучающей программы «Микропроцессорная техника»/ сост. : С. Р. Залялеев, А. Н. Пахомов, А. А. Лопатин и др. - Красноярск: КГТУ, 1998.
Шевкопляс, Б. В. Микропроцессорные структуры. Инженерные решения : справ. / Б. В. Шевкопляс. - М. : Радио и связь, 1990.
Щелкунов, Н. Н. Микропроцессорные средства и системы / Н. Н. Щелкунов, А. П. Дианов. - М. : Радио и связь, 1989.
Майоров, С. А. Структура электронных вычислительных машин /
А. Майоров, Г. Н. Новиков. - Л. : Машиностроение, 1979.