Карточка № 22.19 (192).

Микропроцессоры

§22.20. Микрокалькуляторы

Важнейшая область применения микропроцессоров — цифровые электронные вычислительные машины. Микропроцессор является основным блоком современных ЦЭВМ. Так как разработка БИС и СБИС (сверхбольших интегральных схем) позволила уменьшить размеры процессора в десятки тысяч раз, возникла возможность уменьшить и размеры самих вычислительных машин.

Появились настольные и карманные вычислительные машины, основу которых составляют микропроцессоры. Такие машины получили название микроЭВМ. Конечно, устройства ввода, вывода, питания и внешней памяти машин нельзя довести до микроскопических размеров, но потребление энергии, габариты и масса микроэлектронных вычислительных машин оказываются на несколько порядков уменьшенными по сравнению, например, с машинами серии ЕС. При этом

вычислительные возможности микроЭВМ не столь существенно уступают возможностям больших машин.

В качестве одной из разновидностей микроЭВМ можно назвать микрокалькулятор. Различают программируемые и непрограммируемые микрокалькуляторы. Схема функциональных блоков и шин программируемого представлена на рис. 22.25.

Основой микрокалькулятора служит микропроцессор (МП). В виде отдельных блоков в корпусе размещены оперативные запоминающие устройства (ОЗУ), постоянное запоминающее устройство (ПЗУ), дисплей и клавишный пульт. Взаимодействие блоков по командам с клавишного пульта или по записанной в ОЗУ программе осуществляется устройством управления.

С микропроцессором непосредственно взаимодействуют регистры стека (магазина), в которые записываются два двоичных числа, команда и результат арифметической операции. Числа и команды в стеке перемещаются снизу вверх или сверху вниз. Очередное число, которое может быть сформировано вручную на клавишном пульте или получено из ОЗУ программ, поступает на

крайний регистр стека, сдвигая остальные числа в соседние регистры. При этом число из последнего регистра вытесняется.

В ПЗУ хранятся программы операций, указанных на клавишном пульте (рис. 22.26).

Дисплей позволяет визуально контролировать правильность набранных чисел и считывать результат.

ОЗУ данных и ОЗУ программ иногда объединяются в одном блоке. У непрограммируемых микрокалькуляторов запоминающего устройства программы нет.

Непрограммируемый микрокалькулятор «Электроника БЗ-19М», изображенный на рис. 22.26, имеет три регистра в стеке и оперирует числами в показательной форме. Весит он 400 г, может питаться как от сети переменного тока 220 В, так и от химических элементов.

Некоторые данные отечественных программируемых микрокалькуляторов приведены в табл. 22.3.

Новая модель микрокалькулятора «Электроника МК-61» имеет большое число регистров,

обширный набор микропрограмм для вычисления различных функций и разъемы для подключения внешних устройств (носителей программ, отображения информации и т. д.).

Микрокалькуляторы предназначены для производства вычислений (инженерных расчетов). Более широкие возможности имеют микроЭВМ.

Карточка № 22.20 (175).

Микрокалькуляторы

§22.21. Микроэвм

МикроЭВМ — это универсальное средство обработки информации, используемое во всех областях народного хозяйства: в промышленном и сельскохозяйственном производстве, на транспорте, в связи, медицине, образовании, быту. Широко применяются они при организации научных, в том числе космических, исследований.

К микроЭВМ подключаются различные устройства, расширяющие ее применение. К таким устройствам относятся накопители на магнитных лентах и ферромагнитных дисках, дисплеи с многоцветными экранами, графопостроители, принтеры, сменные блоки программы. Если микроЭВМ включается в качестве звена системы автоматического управления, то на входе устанавливается аналого-цифровой, а на выходе — цифро-аналоговый преобразователь (АЦП и ЦАП).

Для унификации процессов обмена информацией с внешними устройствами и пользователем в состав микроЭВМ вводятся дополнительные блоки, шины и устанавливаются стандартные правила обмена данными. Эти буферные устройства и правила их работы называют интерфейсом. Обычно интерфейсные схемы формируются в отдельном кристалле БИС.

Типовая схема БИС интерфейса включает формирователь сигналов управления, дешифраторы и регистры, соединенные внутренними шинами с шинами внешних устройств и общей шиной микроЭВМ.

Для микроЭВМ характерны большое быстродействие, большая емкость оперативной и долговременной памяти, языки программирования высокого уровня. В качестве базовых микропроцессорных систем этих ЭВМ используются комплекты БИС серии К (К.581, К586 и т. д.).

Основные данные некоторых микроЭВМ приведены в табл. 22.4.

Карточка № 22.21 (72).

МикроЭВМ

§22.22. Робототехника

Внешний вид промышленного робота представлен на рис. 22.27. Устройство состоит из манипулятора 2 со схватом 1, пульта ручного управления 3, блока программного управления 4, энергетического блока и исполнительных приводов, смонтированных в корпусе 5 на неподвижном основании или шасси.

Основными конструктивными элементами робота являются: а) датчики, предназначенные для измерения и контроля пространственного положения, скоростей и других параметров движения манипулятора и схвата; б) запоминающие устройства, предназначенные для записи и хранения программы движений манипулятора, в качестве носителей информации в которых используют перфоленты, магнитные барабаны и магнитные ленты; в) программирующие устройства, формирующие программу в процессе обучения робота; г) двигатели с электрическими,

гидравлическими или пневматическими системами передачи механических сил и моментов к многозвенному манипулятору и схвату; д) исполнительные устройства с большим числом степеней свободы(многозвенные манипуляторы, схваты, колесные или шагающие шасси).

Рис. 22.27. Внешний вид промышленного манипулятора:

1 — схват; 2—манипулятор; 3 — пульт управления; 4 — блок управления; 5—корпус

В табл. 22.5 приведены некоторые технические характеристики отечественных роботов.

Т а б л и ц а 2 2 . 5