1. Низкая стоимость;
2. Высокая надежность;
3. Высокая степень миниатюризации;
4. Малое энергопотребление;
5. Работоспособность в различных температурных диапазонах в зависимости от применения:
a. Коммерческие: 0 … + 700С;
b. Расширенные: -40 … +850С;
c. Военные: -55 … +1550С;
6. Достаточная производительность для выполнения наборов функций
Архитектурные признаки контроллеров
1. Гарвардская архитектура (раздельная память для хранения данных (RAM) – энергозависимая и программ (ПЗУ) – энергонезависимая, сейчас популярна flash;
2. Интеграция в одном кристалле всех модулей, необходимых для управляющей ЭВМ;
По разрядности контроллеры бывают:
· Четырехразрядные- самые простые и дешевые;
· Восьмиразрядные –наиболее многочисленное семейство(оптимальное соотношение цены и возможностей) MCS51
· Шестнадцатиразрядные iMCS96, i80186(88) и другие, более производительные и дорогие.
· 32-разрядные – это обычно модификации универсальных МП, например i386, 486 и другие.
· 64-разрядные.
Режимы работы периферийных модулей современных контроллеров, их конфигурация настраиваются программно посредством загрузки кодов настройки в специальные регистры управления (SFR – special function register).
Развитие МК в рамках требуемой необходимости ведется в таких направлениях как:
· Развитие архитектуры ЦПУ МК
· Повышение тактовой частоты
· Специализация команд и периферийных модулей МК
· Повышение надежности
· Переход на более низкие уровни напряжения и новые технологии и др.
Тема 1. Базовая структура микроконтроллерной (МК)
Системы управления
ПЛК – программируемые логические контроллеры, название промышленных контроллеров
Pi – входной порт;
{X} – множество входных сигналов;
ДДАС – датчики дискретных и аналоговых сигналов;
Pj – выходной порт;
ИМ – исполнительные механизмы;
ФУС – формирование усилителей сигналов;
ОУ – объект управления;
ТП – технологический процесс;
IR – interrupt request (запрос прерывания);
ПУ – пульт управления (старт, стоп, индикация, клавиатура, и др.)
ПК связан с МК через последовательный интерфейс (RS232С и другие)
Микроконтроллер (МК) принимает множество информационных сигналов об объекте управления: цифровых {X} и аналоговых {U} от соответственно цифровых и аналоговых датчиков, вырабатывает множество управляющих сигналов {Y} в соответствии с законом управления и выводит их в исполнительные механизмы (ИМ).
Закон управления реализуется микроконтроллером на основе сигналов {X} от ОУ и информации с пульта управления (ПУ). МК содержит основные модули, обеспечивающие выполнение программ управления объектом, хранение данных, а также периферийные модули для подключения датчиков и исполнительных механизмов. С помощью ПУ пользователь получает возможность управлять работой микроконтроллерной системы: запускать и останавливать её, загружать в контроллер значения некоторых устaвок (констант), выводить на индикаторы информацию о состоянии объекта и т. п. С помощью последовательного канала связи RS 232 MК может организовать взаимодействие микроконтроллера с персональным компьютером (ПК) в режиме запрос-ответ.
