Тиристорные электроприводы постоянного тока

Микропроцессоры и микро-ЭВМ

Микро-ЭВМ представляют собой совокупность нескольких ин­тегральных схем с большой степенью интеграции (БИС), взаимо­действующих между собой и с внешними устройствами через ин­формационные каналы. Основные элементы микрокомпьютера и связи между ними представлены на рис. 6.24.

Микропроцессор. Основным компонентом микро-ЭВМ, выпол­няющим вычислительные и управляющие функции, является мик­ропроцессор, называемый иногда центральным процессором. Микропроцессоры, выполняемые на кристалле полупроводника, в настоящее время являются наиболее важной продукцией электрон­ной промышленности. Некоторые функции подобных систем пер­воначально выполняли БИС, которые до появления микропроцес­соров находили широкое применение.

Микропроцессор способен выполнять самые разнообразные функции. Он осуществляет операцию выполнения последователь­
ности команд (программы), которые хранятся в блоках памяти, связанных с микропроцессором.

Компоненты, входящие в состав микропроцессора, представле­ны на его структурной схеме (рис. 6.24). В арифметико-логичес­ком устройстве (АЛУ) выполняются все арифметические и логи­ческие операции: сложение, вычитание, а также обработка кодов чисел. Регистры данных используются для промежуточных дей­ствий с данными и накопленной информацией, что сокращает число актов передачи информации в память и обратно. Они также обеспечивают передачу процессором данных и их прием в цент­ральный процессор. Адресные регистры предназначены для хра­нения адресов памяти и для связи с регистром данных для их передачи из памяти в интерфейс ввода—вывода и обратно. Блок управления выполняет управление и контроль за правильным ис­полнением команд. Генератор тактовых импульсов объединен с блоком управления. Его частота определяет оперативную скорость микропроцессора.

Память: ОЗУ и ПЗУ. Команды и данные хранятся в блоках памяти, которые содержат определенное, характеризующее объем памяти число адресов или ячеек.

В постоянном запоминающем устройстве (ПЗУ) программы хранятся постоянно. Они могут считываться, но не могут быть стерты. Поскольку в большинстве случаев каждая микро-ЭВМ используется лишь для одной конкретной цели, число программ, т. е. комплектов команд, которые необходимо хранить в памяти, ограничено. Поэтому программы микро-ЭВМ, как правило, хра­нятся в долговременной памяти, а набор команд неизменен. Тре­буемые программы «вживляются» в микро-ЭВМ при ее производ­стве. Необходимые постоянные, такие, как справочные данные, также хранятся в ПЗУ,

В оперативном запоминающем устройстве (ОЗУ) информация может записываться либо считываться в процессе работы. Дан­ные результаты промежуточных вычислений и т. п. могут быть сохранены в ОЗУ. Центральный процессор в соответствии с про­граммой может считать эти данные или, если требуется, изменить содержимое ячеек ОЗУ.

Микро-ЭВМ могут содержать как ОЗУ, так и ПЗУ. Различные постоянные и справочные данные, стандартные программы хра­нятся в ПЗУ, в то время как ОЗУ содержат параметры и куски программ, которые могут в процессе работы измениться.

Интерфейс ввода—вывода. Интерфейсы ввода—вывода обес­печивают связь между центральным процессором и внешним ми­ром. Цепи интерфейса передают данные от микропроцессора к периферийным устройствам и обратно и, кроме того, преобразуют внешнюю информацию в форму, пригодную для обработки в микро-ЭВМ.

Адресная и информационная шины и шина управления. Мик - ро-ЭВМ представляет собой устройство, построенное с использо­ванием микропроцессорных интегральных схем, информация меж­ду различными функциональными узлами которого передается по шинам управления, адресной и информационной. В микрокомпью­терах, содержащих 8-битовые микропроцессоры, как правило, имеется 8 линий в информационной шине, 16 линий в адресной и 6 в шине управления.

Программное обеспечение. Микропроцессор может выполнять различные функции только в том случае, если он обеспечивается набором команд, называемым программой. Микропроцессор вос­принимает информацию, выраженную исключительно в двоичной системе, при этом команды поступают в виде совокупности 1 или 0. Составление программы в двоичном коде трудоемко и чревато Ошибками. Поэтому программист, как правило, для составления команд использует обычный язык. Базовым языком для микро­процессоров является так называемый язык ассемблер, в котором используется символический (или мнемонический) код. Каждый микропроцессор имеет свою собственную транслирующую про­грамму на языке АССЕМБЛЕР. В этой символической кодирую­щей системе команда представляется группой из трех или четырех букв. Например, для микропроцессора МС6800 команда ADD используется для обозначения операции сложения, а команда LDAB означает загрузку аккумулятора В (Load Accumulator В). Команды в символическом коде не могут быть восприняты микро - " процессором, который работает только в бинарном коде. Про­грамма-транслятор на языке АССЕМБЛЕР преобразует команды так называемой исходной программы, записанные на символичес­ком языке, в бинарные команды объектной программы, которую может выполнить микропроцессор.

Таким образом, использование микро-ЭВМ предусматривает два вида обеспечения: схемное (аппаратное), определяющее со­вокупность электронных элементов и жестких связей между ними в микро-ЭВМ, и программное обеспечение, реализованное с по­мощью изменяемых пользователем или неизменных хранящихся в ПЗУ наборов команд.

Принципиальным преимуществом управления с помощью микро-ЭВМ является его гибкость, позволяющая программно изменять характеристики привода и выполняемые им функции без изменения элементной и схемной основы системы управления.