1.Структурная схема микроконтроллера
Микроконтроллер (МК) представляет собой большую интегральную схему (БИС), собранную на одном полупроводниковом кристалле и объединяющую основные функциональные блоки, позволяющие производить сбор и обработку информации о текущем состоянии технологического оборудования с последующей выработкой управляющих сигналов.
Структурная схема МК как составная часть ПК представлена на рис. 1.1. В нее входят следующие устройства:
Рис. 1.1
генератор тактовых импульсов (ГТИ), предназначенный для формирования многофазной последовательности импульсов, обеспечивающих тактирование работы МК и внешних магистралей;
центральный процессор (ЦП), обеспечивающий выполнение основных логических и арифметических операций над информацией, характеризующей текущее состояние технологического оборудования, с последующей выработкой управляющих сигналов на базе заранее разработанного алгоритма управления;
аналого-цифровой преобразователь (АЦП), преобразующий аналоговые электрические сигналы, поступающие с соответствующих датчиков физических величин технологического оборудования, в цифровую форму;
контроллер прерываний (КП), служащий для реализации различных дисциплин обслуживания источников информации;
каналы широтно-импульсной модуляции (К ШИМ), позволяющие осуществлять плавное изменение напряжения или тока на нагрузке, за счет подачи на нее последовательности импульсов с различной частотой и длительностью. Выбирая частоту следования импульсов и их длительность в соответствии с параметрами нагрузки, возможно получать на нагрузке непрерывные значения напряжения или тока заданной величины или с заданным законом изменения их во времени;
внутреннее оперативное запоминающее устройство (В ОЗУ), обеспечивающее временное хранение промежуточных результатов обработки информации и отлаживаемых управляющих программ. В нем также располагаются некоторые устройства центрального процессора;
последовательный канал связи (ПКС), соединяющий МК с персональным компьютером в режиме ввода и отладки управляющей программы;
CAN-контроллер (CAN-к), обеспечивающий подключение ПК к локальной вычислительной сети (ЛВС);
блок таймеров (БТ), обеспечивающий работу МК в реальном масштабе времени;
контроллер системной шины (КСШ), обеспечивающий связь МК с внешними шинами и внешней памятью;
внутренняя шина МК (ШМК), включающая совмещенную системную шину адреса, данных и управления, обеспечивает информационную связь между всеми устройствами МК;
шина ПК (ШПК), дающая возможность обеспечить связь МК с технологическим оборудованием и внешней памятью;
разъемы пользователя (РП), представляющие собой устройства для подсоединения электрических линий связи ПК с технологическим оборудованием;
внешняя память (ВП), предназначенная для расширения функциональных возможностей МК;
технологическое оборудование (ТО).
Вопросы для самоконтроля
В чем состоит отличие микроконтроллера от промышленного контроллера?
Для каких целей применяется в ПК внешняя память?