Типовые структуры МК-систем и устройств

Типовая структура МК-системы управления показана на рис. 1.3 и состоит из объекта управления, микроконтроллера и аппаратуры их взаимной связи (АВС).

Микроконтроллер путем периодического опроса осведомительных слов (ОС) генерирует в соответствии с алгоритмом управления последовательности управляющих слов (УС). Осведомительные слова это сигналы состояния объекта (СС), сформированные датчиками объекта управления, и флаги. Выходные сигналы датчиков вследствие их раз-личной физической природы могут потребовать промежуточного преоб-разования на аналого-цифровых преобразователях (АЦП) или на схемах формирователей сигналов (ФС), которые чаще всего выполняют функции гальванической развязки и формирования уровней двоичных сигналов стандарта ТЛЛ.

Микроконтроллер с требуемой периодичностью обновляет управ-ляющие слова на своих выходных портах. Некоторая часть управляющего слова интерпретируется как совокупность прямых двоичных сигналов управления (СУ), которые через схемы формирователей сигналов (усилители мощности, реле, оптроны и т.п.) поступают на ис-полнительные механизмы (ИМ) и устройства индикации. Другая часть управляющего слова представляет собой упакованные двоичные коды, которые через цифро-аналоговые преобразователи (ЦАП) воздействуют на исполнительные механизмы аналогового типа.

УС ОС

СУ СС

Объект

управления или

регулируемый

процесс

Рис. 1.3.Типовая структура МК-систем и устройств на основе ОМК

Если объект управления использует цифровые датчики и цифровые исполнительные механизмы, то наличие ЦАП и АЦП в системе нео-бязательно.

В состав аппаратуры связи, которая, как правило, строится на интегральных схемах серии ТТЛ, входит регистр флагов, на котором фиксируется некоторое множество специфицируемых признаков как объекта управления, так и процесса работы контроллера.

Этот регистр флагов используется в качестве аппаратурного средства реализации механизма взаимной синхронизации относительно медленных и вероятностных процессов в объекте управления и быстрых процессов в контроллере. Регистр флагов доступен как контроллеру, так и датчикам. Вследствие этого он является удобным местом фиксации сигналов ГОТОВ/ОЖИДАНИЕ при передачах с квитированием или сигналов ЗАПРОС ПРЕРЫВАНИЯ/ПОДТВЕРЖДЕНИЕ при взаимодействии контроллера и объекта в режиме прерывания. Если МК-система имеет многоуровневую систему прерываний, то регистр флагов содержит схему упорядочивания приоритетов.

Для аппаратурной реализации временных задержек, формирования сигналов требуемой частоты и скважности в состав аппаратуры связи включают программируемые интервальные таймеры в том случае, если

их нет в составе МК или их число недостаточно.

Законы функционирования МК-системы управления со структурой, показанной на рис. 1.3, всецело определяются прикладной программой, размещаемой в резидентной памяти программ МК. Иными словами, специализация контроллера типовой структуры на решение задачи уп-равления конкретным объектом осуществляется путем разработки прикладных программ МК и аппаратуры связи МК с датчиками и испол-нительными механизмами объекта.