Введение. Обязательным компонентом любой современной мехатронной системы является микроЭВМ, реализующая алгоритмы управления системы программным способом

Лекция 1

Обязательным компонентом любой современной мехатронной системы является микроЭВМ, реализующая алгоритмы управления системы программным способом. Наиболее часто такие микроЭВМ представляют собой один или несколько микропроцессорных контроллеров (МПК). Под микропроцессорным контроллером принято понимать функционально законченную совокупность микропроцессора и связанных с ним периферийных устройств, таких как, оперативные запоминающие устройства (ОЗУ) памяти, постоянные запоминающие устройства (ПЗУ) памяти, таймеры, контроллеры прерываний и системной шины, порты ввода-вывода, аналого-цифровые преобразователи (АЦП) и цифро-аналоговые преобразователи (ЦАП), разнообразные универсальные асинхронные (UART, CAN) и синхронные приемопередатчики (SPI, I²C), супервизоры питания и т.д. Микропроцессорный контроллер может быть реализован как в виде электронного блока на основе микросхемы микропроцессора и соответствующих ему микросхем периферийных устройств, так и в виде однокристального микроконтроллера (как с набором дополнительных микросхем периферийных устройств, так и без них). Примером первого варианта реализации МПК для мехатронных систем могут служить микропроцессорные контроллеры на базе 16-разрядного микропроцессора Intel 8086 и набора микросхем периферийных устройств, предназначенных для работы с ним (отечественные аналоги - микропроцессор К1810ВМ86 и комплект БИС 1810). Примером второго варианта могут служить однокристальные 8-разрядный микроконтроллер Intel MСS51 и 16-разрядный микроконтроллер MCS196, а также однокристальные 16-разрядные микроконтроллеры семейства Siemens SAB C167.

Как правило, использование 8-разрядных МПК в мехатронных системах оправдано только для «простых» систем, имеющих низкую динамику и невысокую точность. В остальных случаях необходимо использовать 16-разрядные МПК. Практика показывает, что реализация корректирующих устройств в высокоточных мехатронных системах, например, в системах наведения антенных установок, с использованием 16-разрядных МПК, требует работы с двойным словом, т.е. по сути, речь идет о необходимости 32-разрядной реализации корректирующих устройств. Однако, использование 32-разрядных МПК в мехатронных системах не получило массового распространения из-за более «слабого» набора периферийных устройств в 32-разрядных микроконтроллерах по сравнению с 16-разрядными.

В силу вышеизложенного представленный материал по проектированию алгоритмического и программного обеспечения мехатронных систем излагается применительно к системам с 16-разрядными МПК на основе микропроцессоров Intel 80x86 и однокристальных микроконтроллеров семейства Siemens SAB C167 (и их аналогов – микроконтроллеров семейств Infineon C167 и ST Microelectronics ST10CT167).

Дата добавления: 2014-12-16