Реферат на тему Примеры использования микропроцессоров в системах управления

Содержание:

ОГЛАВЛЕНИЕ ВВЕДЕНИЕ.. 2
1. Понятие и структура микропроцессора. 3
2. Особенности многоядерного микропроцессора. 4
3. Применение микропроцессоров в системах управления. 6
ЗАКЛЮЧЕНИЕ.. 12
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ.. 13

Введение:

До
появления микропроцессоров небольшие компьютеры строились с использованием
стоек печатных плат со многими средними и малыми интегральными схемами, как
правило, типа TTL. Микропроцессоры объединили это в одну или несколько крупных
ИС. Первым микропроцессором был Intel 4004.

Продолжающееся
увеличение мощности микропроцессоров с тех пор сделало другие виды компьютеров
почти полностью устаревшими (см. Историю вычислительного оборудования), при
этом один или несколько микропроцессоров используются во всем, от самых
маленьких встроенных систем и портативных устройств до самых больших
мэйнфреймов и суперкомпьютеров.

Недавние
разработки в области крупномасштабной интеграции полупроводниковых устройств и,
как следствие, доступности недорогих микропроцессоров, микросхем памяти и
аналого-цифровых преобразователей сделали возможным использование компьютеров в
качестве неотъемлемых частей систем управления без какого-либо значительного
увеличения стоимости. Следовательно, теперь вполне практично реализовывать
сложные стратегии управления и принятия решений, которые требуются в теории
оптимального и адаптивного управления, в реальном времени.

Это привело к
большой активности как в теории, так и в применении цифрового управления. Можно
без всякого преувеличения сказать, что влияние микропроцессоров на индустрию
управления технологическими процессами будет не чем иным, как революционным.

Заключение:

Система
автоматического управления. Система автоматического управления (САУ)
поддерживает или улучшает функционирование управляемого объекта. В ряде случаев
вспомогательные операции для ACS
— запуск, останов, мониторинг, регулировка и т. д. — также могут быть
автоматизированы. АСУ функционирует в основном как член производственного или
иного комплекса.

История технологии
содержит множество ранних примеров конструкций, которые обладают всеми
отличительными чертами ACS
— например, «шейкер» для регулирования потока зерна в мельнице и средства
регулирования уровня воды в паровом котле машина Ползунова (1765 г.). Первой
закрытой САУ, которая получила широкое применение в технике, была система
автоматического регулирования с центробежным регулятором для парового
двигателя, разработанная Ваттом в 1784 году. По мере совершенствования паровых
двигателей, турбин и двигателей внутреннего сгорания, различные механические
системы регулирования, которые получили значительное развитие к началу 20-го
века, стали использоваться все более широко.

Этот новый этап в
автоматическом управлении характеризовался внедрением электронных элементов и
устройств для автоматизации и дистанционного управления. Электронные достижения
привели к появлению высокоточных систем слежения и наведения, дистанционного управления
и телеметрии, а также систем автоматического наблюдения и коррекции. 50-е годы
ознаменовались появлением сложных систем управления производственными
процессами и производственными комплексами на базе ЭВМ.

Сегодня
использование МП в системах управления является неотъемлемой частью любой
системы автоматизации.

Фрагмент текста работы:

1. Понятие и структура
микропроцессора Микропроцессор,
также называемый просто процессором [1] [2] или CPU [3], представляет собой
компьютерный процессор, который реализован на одной (или нескольких)
интегральных схемах (IC) [4] [5] кристаллах конструкции MOSFET в единый пакет.
Микропроцессор представляет собой многоцелевую цифровую интегральную схему на
основе регистров, управляемую часами, которая принимает двоичные данные в
качестве входных, обрабатывает их в соответствии с инструкциями, хранящимися в
своей памяти, и предоставляет результаты (также в двоичной форме) в качестве
выходных. Микропроцессоры содержат как комбинационную логику, так и
последовательную цифровую логику. Микропроцессоры работают с числами и
символами, представленными в двоичной системе счисления.

Интеграция всего
ЦП в одну или несколько интегральных схем с использованием очень
крупномасштабной интеграции (СБИС) значительно снизила стоимость вычислительной
мощности. Процессоры на интегральных схемах производятся в больших количествах
с помощью высокоавтоматизированных процессов производства
металл-оксид-полупроводник (MOS), что приводит к относительно низкой цене за
единицу. Однокристальные процессоры повышают надежность, потому что существует
гораздо меньше электрических соединений, которые могут выйти из строя. По мере
совершенствования конструкции микропроцессоров стоимость изготовления
микросхемы (с меньшими компонентами, построенными на полупроводниковой
микросхеме того же размера), как правило, остается неизменной в соответствии с
законом Рока.

Сложность
интегральной схемы ограничена физическими ограничениями на количество
транзисторов, которые могут быть помещены на одну микросхему, количество
оконечных элементов корпуса, которые могут подключать процессор к другим частям
системы, количество соединений, которые можно выполнить. на микросхеме и тепло,
которое микросхема может рассеивать. Развитие технологий делает возможным
производство более сложных и мощных чипов.

Минимальный
гипотетический микропроцессор может включать в себя только
арифметико-логический блок (ALU) и секцию управляющей логики. ALU выполняет
сложение, вычитание и такие операции, как AND или OR. Каждая операция ALU
устанавливает один или несколько флагов в регистре состояния, которые указывают
результаты последней операции (нулевое значение, отрицательное число,
переполнение или другие). Управляющая логика извлекает коды инструкций из
памяти и инициирует последовательность операций