- •1. Структура управляющих устройств на базе микропроцессоров
- •2. Структура эвм в управляющих микропроцессорных устройствах
- •3. Интерфейсы микропроцессорных устройств
- •3.1. Параллельные интерфейсы
- •3.2. Последовательные интерфейсы
- •3.2.1. Способы последовательной передачи
- •3.2.2. Реализации асинхронного интерфейса
- •3.2.3. Реализации синхронного интерфейса
- •3.2.4. Реализации изохронного интерфейса
- •3.2.6. Протокол Манчестер-2
- •3.2.7. Протокол высокого уровня modbus
- •Формат каждого байта в ascii-режиме побитно:
- •1 Старт бит;
- •Формат каждого байта в rtu-режиме побитно:
- •1 Старт бит;
- •3.3. Особенности использования шин
- •4. Выбор управляющей эвм
- •4.1. Промышленные эвм
- •4.2. Промышленные контроллеры
- •4.3. Микроконтроллеры
- •5. Программирование управляющих микропроцессорных устройств
- •5.1. Программирование промышленных контроллеров
- •5.2. Программирование микроконтроллеров
- •Библиографический список
4. Выбор управляющей эвм
В качестве управляющих ЭВМ могут использоваться как универсальные ЭВМ (например, PC-подобные в промышленном исполнении, специализированные управляющие ЭВМ), так и промышленные контроллеры, а также встраиваемые системы, выполненные на базе однокристальных микроконтроллеров (однокристальные ЭВМ [2]) или цифровых сигнальных процессоров (реже используются программируемые логические матрицы).
К достоинствам управляющих ЭВМ на базе универсальных ВМ можно отнести следующее: возможность использования стандартных языков программирования ЭВМ; доступность программного обеспечения; высокие вычислительные мощности подобных систем. К недостаткам следует отнести отсутствие в таких ЭВМ разветвленных средств ввода/вывода. Здесь будет необходимо подключать разработанные для данной ЭВМ модули расширения. Такие решения могут оказаться достаточно дорогими в реализации.
К достоинствам промышленных контроллеров следует отнести наличие для них готовых блоков всевозможных интерфейсов и устройств ввода/вывода, а также простых конструктивных решений для сборки таких систем. К недостаткам подобных систем следует отнести необходимость приобретения специализированного программного обеспечения, а также невысокое быстродействие таких систем при использовании специализированных языков программирования (так как в них уже прошита операционная среда для поддержки языков программирования).
К достоинствам управляющих ЭВМ на базе однокристальных микроконтроллеров следует отнести, в первую очередь, невысокую стоимость подобных систем, высокое быстродействие при решении задач управления, наличие большого количества встроенных устройств и интерфейсов. К недостаткам можно отнести необходимость приобретения специализированного программного обеспечения, а также необходимость разработки электроники связи их с объектами управления.
4.1. Промышленные эвм
Для примера можно рассмотреть одноплатные ЭВМ фирмы Avalue Techtologies Inc. (Тайвань) серий ETX, ETX Express, COM Express. Они имеют следующие характеристики:
— компактность с полной функциональностью ПК в форматах 3.5” — (146 x 101мм), 5.25” — (203 x 146 мм), Mini-ATX (170 x 170 мм), ATX — (234 х 140 мм);
— экономия 60% времени и затрат на разработку;
— снижение рисков разработки;
— гибкая и масштабируемая производительность;
— поддержка современных интерфейсов: LVDS, SATA-II, 8-бит GPIO, 1 Гигабит LAN, 4PCI, PCI Express x16;
— рабочий диапазон температур: 0…60ºС, промышленный диапазон по запросу.
Также этой же фирмой выпускаются одноплатные компьютеры малого формата 3.25”, 5.25”, EPIC со следующими характеристиками:
— компактность: 3.5” — (146 x 101мм), 5.25” — (203 x 146 мм), EPIC — (165 x 115 мм), PC/104 (96 х 90мм);
— процессор от высокопроизводительного Intel® Core 2 Duo до экономичного AMD Geode;
— поддержка интерфейсов: 2 канала 24-разряда LVDS, DVI, VGA, TFT, 16-бит GPIO, 1 Гб LAN, SATA-II, CF I/II, USB 2.0;
— рабочий диапазон температур: 0…60ºС, промышленный диапазон по запросу.
На такие компьютеры могут устанавливаться любые существующие в настоящее время операционные системы и соответствующее программное обеспечение. К ним могут подключаться либо стандартные, либо разработанные в промышленном исполнении периферийные устройства. Например, компактные терминалы этой же фирмы типа MTP-1702, MTP-1502 имеют следующие характеристики:
— встроенный Intel® Celeron® M 600 МГц процессор;
— 15”/17” TFT ЖК дисплей;
— небьющийся сенсорный экран (резистивный);
— степень защиты передней панели: IP65;
— стандартное крепление VESA (75мм);
— чтение смарт-карт;
— 4 порта USB;
— не требуется вентилятор для охлаждения;
— антибактериальный пластиковый корпус;
— размеры: MTP-1502: 442 x 349 x 70 мм;
— размеры: MTP-1702: 457 x 374 x 75 мм.
