намические игры), языки Робик и Рапиро для системы школьного образования, подготавливаются пакеты программ по автоматизации проектирования электронных схем (ПЛМ и ПВМ), автоматической разводке печатных плат и управлению роботами .

Перечитав написанное, приходим к выводу, что содержание рекламного проспекта должно быть не только понятно, но и знакомо читателю. В этом и состояла основная цель всего предыдущего изложения.

До сих пор мы просто обсуждали возможности современных ЭВМ или, иначе, современное состояние вычислительной техники. Параллельно мы констатировали тот факт, что персональным ЭВМ обязаны своим существованием почти исключительно технике больших интегральных схем с программно перестраиваемой логикой. Можно ли, как это часто делается в литературе, поставить знак равенства между понятиями персональная ЭВМ (часто говорят мнкро-ЭВМ) и микропроцессор (микропроцессорный комплект)? Ответ на этот вопрос может быть только отрицательным.

Повторяем еще раз: ЭВМ, в том числе и персональная, это комплекс технических и программных средств с обязательной ориентацией на человека-пользователя. Отсюда необходимость массовой памяти и устройств обмена данными с человеком, не имеющих никакого отношения к технике БИС. Отсюда следует, что основные параметры определяются всем комплексом средств, в том числе и свойствами программного обеспечения, и по этой причине далеки от тех предельных возможностей (особенно по надежности и стоимости), которыми располагает техника БИС, Отсюда следует, наконец, что основные тенденции развития ЭВМ зависят сейчас и, по всей вероятности, будут зависеть в обозримом будущем от направления развития именно внешних по отношению к центральному процессору устройств.

Еще один вопрос, значительно более ограниченный, состоит в следующем. Правильно или неправильно использовать прн создании персональных и других ЭВМ именно БИС микропроцессорных комплектов, например неоднократно упоминавшуюся нами КР580ИК80А? Вопрос этот сложный, и все же ответ на него представляется скорее отрицательным. Используя типовые микропроцессорные комплекты, мы, хотим этого или нет, привносим в персональную ЭВМ отдельные свойства, вообще говоря, не характерные для ЭВМ. В частности, таким свойством оказывается длина слова 8 бит у персональной машины Агат , что, конечно, не может не вызвать целого ряда неудобств.

Было бы правильнее (что и делается в настоящее время) разрабатывать я выпускать специальные комплекты БИС, предназначенные для создания ЭВМ, больших и малых. Примером такого комплекта может служить серия К583, основанная на ИЛ-технологии и предназначенная для построения управляющих ЭВМ с широкими функциональными возможностями. По целому ряду признаков: разрядное секционирование, наличие четырех различных БИС процессоров, наличие многофункционального коммутатора магистралей, отсутствие портов и т, п. - подобный комплект было бы лучше не относить к микропроцессорному комплекту, во всяком случае такому, как мы его определили в этой книге.

Что представляет собой персональная ЭВМ с точки зрения внутренней организации? Ничего нового. Персональная ЭВМ (микро-ЭВМ) - это система магистралей, к которым присоединены различные схемы большой, средней и малой степеней интеграции. Полное представление об архитектуре персональной ЭВМ можно получить из рассмотрения рис. 3.5. Нужно лишь представить себе,

f?To внешних устройств, обозначенных на рис. 3.5 буквами ВУ, не два, а больше, и в роли этих устройств выступают клавиатура, видеодисплей, печатающая машинка, а также все то, что было перечислено раньше. Процессор, вероятнее всего, многокрнстальный, что, собственно, предполагалось с самого начала. Тот факт, что на рис. 3.5 процессор обозначен одним прямоугольником, совсем ие означает, что здесь используется однокристальный процессор.

5.3. Микроконтроллеры

Несмотря на большое число сходных черт, микроконтроллер представляет собой полную противоположность микро-ЭВМ. Микроконтроллер - это уст-ройство переработки информации (устройство, способное реализовать алгоритм), ориентированное на совместную работу с некоторой искусственной системой (машиной, прибором, транспортным средством). Именно такая ориентация определяет архитектуру н технические параметры микроконтроллеров.

На рис. 5.1 приведена типовая схема системы непосредственного цифрового управления. Система строится применительно к одному или нескольким процессам, требующим управления. Число процессов не имеет особого значения.

Канал связи

3£

Иэолниия

i. Опрос

1. Сравнение с устабкой

Ъ.Выра&отна управляющих сигналов

Изоляция

Mufcpo-нантроллер

Параметрш

Процессы

Управляюиие

сигналы - -

Канал связи

Рис. 5.1. Схема непосредствевного цифрового управления

И, более того, само понятие процесса весьма условно. Так, процесс движения автомобиля складывается нз множества отдельных процессов, например сгорания топлива в камерах, циркуляции масла в системе смазки, циркуляция жидкости в системе охлаждения, преобразования возвратно-поступательных движений поршней во вращательное движение коленчатого вала н др. Важно то, что даже у относительно простых процессов приходится контролировать, поддерживать в заданных пределах нли обеспечивать изменение по заданному закону целой группы параметров.

Число параметров в группе может изменяться от нескольких десятков до нескольких сотен. Значение каждого параметра определяется в результате измерения. В зависимости от типа измерителя (датчика) результат измерения может получаться либо в виде непрерывно изменяющегося электрического напряжения, пропорционального или в более общем случае представляющего собой известную функцию измеряемого параметра, либо в виде группы двоичных символов, в частности двоичного числа. В первом случае говорят, что результат измерения представлен в аналоговой форме. Типичным примером может служить измерение температуры с помощью термопары. Во втором случае мы имеем цифровое представление. Непосредственно в цифровой форме можно получать, например, результат измерения частоты вращения вала, если с помощью электронного счетчика подсчитывается число оборотов в единицу времени.

Независимо от формы представления результаты измерения по каналам связи передаются к микроконтроллеру. Длина каналов связи может изменяться от нескольких сантиметров до нескольких сотен километров и более. В первом случае говорят, что микроконтроллер встроен в управляемую систему. Каналы связи в этом случае представляют собой просто соединительные проводники. Во втором случае говорят о телеуправлении. Интересно заметить, что свойства БИС с программно перестраиваемой логикой в равной степени оказываются удобными и для создания встроенных микроконтроллеров (в этом случае определяющими факторами являются малые габаритные размеры и малая потребляемая мощность) и для создания систем телеуправления. В последнем случае определяющими оказываются цифровое представление информации, обеспечивающее неискаженную передачу на большие расстояния, и развитая логика, позволяющая, например, осуществлять коммутацию обычных телефонных каналов.

При подключении каналов связи к процессору микроконтроллера возникают три самостоятельные задачи. Первая из ннх - электрическая изоляция. Дело в том, что непосредственное соединеиие выводов БИС микроконтроллера с каналами связи, которые в свою очередь соединяются с большими металлическими массами (автомобильный двигатель, станина металлообрабатывающего станка в т. п.), может вызвать появление паразитных электрических потенциалов - помех, приводящих к сбоям в работе микроконтроллера. Чтобы избежать этого, каналы связи изолируются от микроконтроллеров с помощью оптронов.

Оптрон представляет собой размещенные в одном корпусе светодиод и фототранзистор. При поступлении электрического сигнала по каналу связи светодиод начинает светиться и переводит фототранзистор в проводящее состояние (рнс. 5.2). Наличие оптронных средств электрической изоляции - одна нз весьма важных специфических особенностей микроконтроллеров.

Вторая задача сводится к преобразованию аналоговых сигналов в цифровую форму. Для этого служат аналогово-цифровые преобразователи (АЦП). Каналы связи с аналоговым представлением информации и АЦП одновременно выполняют функции электрической изоляции.

Третья задача - это осуществление в заданной последовательности опроса точек, в которых измеряются параметры. Опрос выполняется по программе, реализуемой процессором микроконтроллера, однако техническая реализация опроса возлагается иа порты или в более сложном случае - периферийные адаптеры. Большое число портов - также весьма важная особенность микро-