Типовая схема микропроцессорной системы управления.
Основой любой микропроцессорной системы управления является микропроцессор, или вычислитель, предназначенный для обработки дискретных цифровых сигналов и команд управления. Как основной структурный блок этой системы, микропроцессор связан со всеми остальными структурными блоками через систему трех шин. Шиной в микропроцессорной системе называют пучок проводов для передачи сигналов определенного назначения. Таких шин в микропроцессорной системе как минимум три. Среди них шина адреса (ША), шина данных (ШД) и шина управления (ШУ). Шина адреса служит для передачи адреса обращения микропроцессора к другим периферийным структурным блокам. По шине
данных в параллельном коде осуществляется двусторонний обмен цифровыми сигналами между микропроцессором и другими структурными блоками. Шина управления служит для передачи команд от микропроцессора к структурным блокам и обратно. Совокупность указанных шин носит название системной шины микропроцессорной системы и служит для связи микропроцессора с периферийными модулями различного назначения. Системная шина выполняется по международному стандарту и называется шиной ISA.
Постоянное запоминающее устройство (ПЗУ) служит для хранения отлаженного алгоритма управления объектом или для хранения мало меняющейся цифровой информации, используемой в управлении объектом. Микропроцессор может только считывать информацию из ПЗУ.
Оперативное запоминающее устройство (ОЗУ) служит для хранения любой информации, используемой в управлении объектом, в том числе и для хранения программ управления объектом. ОЗУ имеет двустороннюю связь с микропроцессором. ПЗУ и ОЗУ непосредственно связаны по системной шине ISA с микропроцессором, в то время как остальные структурные блоки связываются с ним через дешифратор внешних устройств (ДВУ), который позволяет им поочередно подключаться к микропроцессору. К внешним устройствам относятся программируемый параллельный интерфейс (ППИ) (адаптер параллельной связи), программируемый таймер (ПТ) и последовательный интерфейс (ПосПИ) (адаптер последовательной связи).
Программируемый параллельный интерфейс служит для связи микропроцессора с дискретными или аналоговыми объектами управления, в качестве которых могут быть датчики или исполнительные устройства объектов управления.
Программируемый таймер служит для управления объектами с помощью микропроцессора в функции времени.
Программируемый последовательный интерфейс служит для передачи в последовательном коде цифровых сигналов к объектам управления или к другим микропроцессорным системам, расположенным на значительном расстоянии от микропроцессора. Двусторонняя (дуплексная) передача сигнала по линии последовательной связи осуществляется по некоторым правилам, которые называют протоколом передачи данных.
ТИ – тактовая частота системы;
Чт – команда «чтение»;
Зп – команда «запись»;
С/Б – команда «сброс»;
Д/У – команда , указывающая на тип передаваемых данных (данные или команда управления);
В/К – команда включения ЧИПа (микросхемы) в работу.
Регистр управления модемом последовательного интерфейса связан с системной шиной управления по следующим входам:
DSR – сигнал готовности передатчика к передаче данных;
DTR – сигнал запроса на прием информации;
RTS – сигнал готовности к приему информации;
CTS – сигнал разрешения передачи информации.
Передача информации в линию связи производится сигналом «TD», который появляется на выходе регистра сдвига передатчика. В свою очередь передатчик согласует свою работу с приемником противоположного последовательного порта через сигналы:
TxRDY – сигнал готовности передатчика принять символ данных от процессора в шину данных;
TxE – сигнал «буфер шины данных пустой»;
TxC – сигнал синхронизации передатчика с приемником.
Прием информации из линии связи в регистр сдвига приемника производится сигналом «RD». В свою очередь приемник согласует свою работу с передатчиком противоположного последовательного порта через сигналы:
RxRDY – сигнал готовности приемника передать символ данных процессору через шину данных;
RxC – сигнал синхронизации приемника с передатчиком.