Pagrindinės s¹vokos ir apibrėžimai

Pagrindinės s¹vokos ir apibrėžimai

Šiuolaikinės skaitmeninio valdymo sistemos (SVS) yra kuriamos, panaudojant mikroprocesorius (MP), lygiagrečiojo ir nuosekliojo duomenų mainų, laikmačių, pertraukčių valdymo ir kitokius mikroprocesorinio valdymo įtaisus. Šios disciplinos tikslas – išstudijuoti mikroprocesorinio valdymo įtaisų struktūr¹, paskirti, funkcijas bei veikim¹, išmokti parinkti, sujungti ir programuoti įtaisus, skirtus vykdyti nustatyto technologinio procesų valdymo keliamus uždavinius

MP vadinamas programiškai valdomas elektroninis įtaisas, skirtas skaitmeninei informacijai apdoroti ir šiam informacijos apdorojimo procesui valdyti. Pagrindinė išskirtinė teigiama MP savybė - visas skaitmeninės informacijos apdorojimo procesas valdomas programiškai, t.y. tas pats MP gali būt naudojamas skirtingiems valdymo uždaviniams sprźsti, keičiant tik jo valdymo program¹.

Funkciniu požiūriu MP galima išskirti dvi dalis:

Operacijų dalis.

Valdymo dalis.

Operacijų dalyje vykdomos operacijos (veiksmai) su dvejetainiais skaičiais (informacijos apdorojimas), naudojant dvejetainių skaičių 8421 kodavim¹.

Valdymo dalyje formuojami valdymo signalai, reikalingi informacijos apdorojimo procesui valdyti.

MP sudaro viena arba keletas didelių integrinių grandynų (DIG, mikroschemų), kurių kristaluose formuojama sudėtinga MP elektrinė schema. MP sudaryti iš vieno DIG vadinami vienkristaliais, o iš kelių daugiakristaliais (sekcijiniais).

Projektuojant SVS naudojamas mikroprocesorinis komplektas (MPK). MPK vadinamas visuma (rinkinys, serija) mikroprocesorinių ir kitokių integrinių grandynų, kurie suderinti tarpusavyje pagal: technologinius, konstrukcinius bei techninius parametrus. MPK naudojamas projektuojant ir gaminant mikrokompiuterius, programuojamuosius valdiklius, mikroprocesorines sistemas, kompiuterizuot¹sias sistemas.

Mikrokompiuteriu (MK) vadinamas skaičiavimo ar valdymo įrenginys, turintis:

Užbaigt¹ autonominź konstrukcij¹.

Nuosav¹ (autonominį) maitinimo šaltinį.

Informacijos įvedimo-išvedimo priemones (klaviatūra, displėjus).

Nuosav¹ programinį aprūpinim¹.

Progruojamuoju valdikliu (PV) vadinamas elektroninis įrenginys, turintis šiuos pagrindinius požymius:

Valdo autonominį objekt¹ (kelet¹ objektų) pagal nustatyt¹ valdymo algoritm¹.

Turi savo sudėtyje MP (kelet¹ MP).

Vykdo valdym¹ realiame laike.

Pastaruoju metu labai plinta programuojamųjų valdiklių rūšis - progruojami loginiai valdikliai.

Programuojamuoju loginiu valdikliu (PLV) vadinamas autonominis skaitmeninis elektroninis įrenginys skirtas:

valdymo signalams (diskretiniams, analoginiams) priimti (įvesti);

apdoroti, naudojant logines ir kitokias operacijas;

apdorotiems signalams (rezultatams) išvesti.

PLV skiriasi tarpusavyje pagal: konstrukcij¹, įėjimų-išėjimų rūšį bei skaičių, atliekamų operacijų pobūdį, komunikacijų, vizualizacijos galimybes ir t.t.

PLV konstrukcij¹, funkcijas ir programavimo kalbas apibrėžia IEC 1131 standartas galiojantis nuo 1992 metų. Šį standart¹ sudaro tokios dalys:

1 dalis. Bendroji informacija.

2 dalis. Reikalavimai įrangai ir testai.

3 dalis. Programavimo kalbos.

4 dalis. Vartotojo vadovas (darbui su standartu).

5 dalis. Pranešimų tarnybos instrukcija (darbui su standartu).

Standartas numato šias PLV programavimo kalbas (5 kalbos):

Dvi grafinės kalbos:

LD (angl. Ladder Diagram) kontaktų diagramų kalba;

FBD ( angl. Functional Block Diagram) funkcinių blokdiagramų kalba;

Dvi tekstinės kalbos:

IL (angl. Instruction List) instrukcijų (komandų) s¹rašo kalba;

ST (angl. Structured Text) struktūrizuoto teksto kalba;

Viena kombinuotoji (mišri) kalba:

SFC (angl. Sequential Functional Chart) nuosekliųjų funkcinių diagramų kalba.

Standartas apibrėžia ir standartizuoja skirtingų firmų serijinių PLV konstrukcij¹, funkcijas ir programavimo kalbas, todėl skirtingi vadikliai nesunkiai gali veikti vienoje valdymo sistemoje.

Pastaruoju metu taip pat labai paplitź vienkristaliai programuojamieji mikrovaldikliai, montuojami objekte, kurį jie valdo.

Vienkristaliu programuojamuoju mikrovaldikliu (VMV) (angl. Embedded Microcontroller) vadinama mikroprocesorinė sistema sukurta viename kristale (viename DIG), turinti visas priemones, reikalingas įvairių objektų bei procesų skaitmeninio valdymo algoritmams realizuoti.

Mikroprocesorine sistema (MPS) vadinama informacinė ar kitokia specializuota skaitmeninė sistema, turinti:

Mikrokompiuterį (MK) ar kitokį įrenginį su MP.

Priemones, kurios suderina MPS valdymo signalus su objekto valdymo signalais (įėjimo-išėjimo signalų suderinimo pramonės, SAK, ASK).

Valdymo program¹, saugojam¹ atmintyje.

Sistemos, kuriose naudojamas MP, gali būti skirstomos į:

Autonomines

Specializuotas

Įterptines

Autonominės sistemos yra visiškai savarankiškos sistemos, turinčios visas būtinas jų funkcionavimui komponentes (dalis). Tipinis pavyzdys yra asmeninis kompiuteris (AK).

Specializuotos - skirtos tam tikroms apibrėžtoms funkcijoms vykdyti, tam tikrame konkrečiame įrenginyje. Pvz. variklio valdymo sistema. Tokiose sistemose ypač apsimoka naudoti vienkristalius mikrovaldiklius.

Įterptinėmis vadinamos sistemos, kuriose MPS yra dalis kitos sistemos, pvz. automobilio variklio, orlaivio, MPS montuojama AK ir sujungta su juo per AK sistemos magistralź ir t.t. Įterptinėse sistemose taip pat naudinga taikyti vienkristalius mikrovaldiklius.

Kompiuterizuot¹j¹ sistema vadinama MPS sujungta su asmeniniu kompiuteriu, naudojant standartines (LPT, COM, USB) ir nestandartines s¹sajas.