37 Разработка и выбор аппаратной части микропроцессорной системы управления.

При выборе микропроцессорного комплекта (МПК) для реализации МПСУ технологическим объектом учитывают основные требования: время решения задач управления, точность проведения расчётов, условия эксплуатации, надёжность.

Выбор МПК обычно производится с учётом следующих критериев:

- быстродействие микропроцессоров(определяется технологией изготовления);

- производительность МП системы на базе данного МПК, которая оценивается временем выполнения типовых задач управления;

- длина разрядной сетки МП, т.е. количество разрядов обрабатываемых МП слов;

- наличие программных и аппаратных средств программирования, трансляции и отладки программного обеспечения;

- электрическая совместимость с другими интегральными схемами, используемыми в системе;

- потребляемая мощность и число источников питания;

- условия эксплуатации (диапазон рабочих температур, наличие агрессивных сред).

Аппаратные средства, входящие в состав микропроцессорных систем управления, можно разделить на следующие основные части:

- вычислительная часть; - устройство связи с объектом (УСО);- пульт оператора;- таймер; - устройство связи с ЭВМ высшего ранга.

Центральным элементом системы является вычислитель, состоящий из трех модулей: процессорного модуля, памяти и модуля устройств ввода-вывода.

Вычислитель осуществляет обработку информации в соответствии с алгоритмом управления, выполняя все функции МП устройства управления, реализованные программно. Структура вычислителя повторяет структуры обычной микроЭВМ.

Процессорный модуль реализован на базе выбранного МПК, его схемотехническое проектирование - простой задачей, это связано с тем, что элементы МПК имеют очень немного вариантов подключения, которые уже определены изготовителями этих средств.

Модуль памяти подразделяется на ОЗУ, предназначенное для хранения исходных данных, промежуточных и конечных результатов расчетов, и ПЗУ, содержащее управляющую программу и доступное только для чтения. Объем памяти может изменяться в широких пределах в зависимости от сложности алгоритмов управления и количества обрабатываемой в процессе управления информации

Разработка модуля памяти заключается в выполнении работ по определению необходимого объема ОЗУ и ПЗУ, выборе микросхем памяти, определении организации модуля и его сопряжения с магистралью вычислителя.

Модуль ввода-вывода обеспечивает передачу информации между вычислителем и другими элементами МПСУ. Модуль ввода-вывода состоит из отдельных портов, выполняющих управление процессом обмена между вычислителем и определенным источником или приемником информации. Обмен осуществляется при обращении к каналу с помощью специальных команд ввода-вывода.

Проектирование модуля ввода-вывода состоит из выбора способа передачи информации, выбора элементов и схемной реализации каналов ввода- вывода.

Память микропроцессорных систем делится на оперативную и постоянную.

Микросхемы ПЗУ по способу программирования подразделяются на три группы:

- однократно программируемые изготовителем (масочные ПЗУ);

- однократно программируемые пользователем (ППЗУ);

- перепрограммируемые пользователем (многократно программируемые РППЗУ).