Структурная схема системы управления. Общий вид структурной схемы системы управления представлен на рисунке 1. Рис.1. Структурная схема системы Информация о состоянии объекта управления первоначально представлена аналоговыми сигналами, которые поступают на специальные измерительные устройства датчики.
Информация с датчиков подвергается оцифровыванию на аналого-цифровом преобразователе, а затем уже идет на микроконтроллер.
Микроконтроллер вырабатывает цифровой управляющий сигнал, который преобразовывается с помощью цифро-аналогового преобразователя в электрический управляющий сигнал и воздействует на объект управления.
При этом существует возможность вывода интересующей нас информации на экран, в данном случае для этого используется жидкокристаллический монитор. По последовательному порту передается информация на другой микроконтроллер. Аппаратная реализация микроконтроллера МК-51 Использование микроконтроллера однокристальной ЭВМ в системах управления обеспечивает достижение высоких показателей технической эффективности при низких материальных затратах.
В настоящее время среди всех 8-разрядных микроконтроллеров, семейство MCS-51 является несомненным чемпионом по количеству разновидностей и компаний, выпускающих его модификации. В данном курсовом проекте будет использован 8-разрядный КМОП микроконтроллер с Flash ПЗУ фирмы Atmel AT89C51. Его основные характеристики совместимость с приборами семейства MCS-51 адресное пространство памяти программ 64 Кбайт адресное пространство памяти данных 64 Кбайт емкость перепрограммируемой Flash памяти внутренняя память программ 4 Кбайт, возможность внутрисистемного перепрограммирования, 100 циклов стираниезапись 128 байт встроенного ОЗУ внутренняя память данных 32 программируемых портa вводавывода два 16-разрядных таймерасчетчика векторная система прерываний с двумя уровнями приоритета и шестью источниками событий программируемый последовательный порт UART напряжение питания 20 В низкое потребление в режиме ожидания и энергосберегающий режим Power Down. Основу структурной схемы МК51 рис.2 образует внутренняя двунаправленная 8-битная шина, которая связывает между собой все основные узлы и устройства. Рис.2. Структурная схема MCS-51 В состав микроконтроллера входят 8-разрядный центральный процессор ЦП два 16-разрядных таймерасчетчика система двухуровневого прерывания последовательный порт вводавывода четыре 8-разрядных параллельных порта, у которых каждую из 32 линий можно настроить на ввод или вывод, а 24 линии могут выполнять альтернативные функции.
Внутренние ПЗУ программ IROM и ОЗУ данных IRAM имеют минимальный объем 4 Кбайта и 128 байт соответственно.
Базовая конфигурация содержит встроенные средства расширения своих ресурсов, позволяющие реализовать вне кристалла память программ EROM и память данных ERAM до 64 Кбайт каждая. Все расположенные на кристалле устройства подключены к внутренней мультиплексированной шине данных ШД. В любой момент к шине может быть подключен только один источник данных.
Для этого выходы всех источников должны иметь третье состояние. Число подключаемых приемников ограничено нагрузочной способностью шины. Для сокращения ширины физического интерфейса числа контактов ИС линии параллельного порта выполняют альтернативные функции.
При обращении к внешней памяти порт P0 выполняет функции совмещенной шины адресаданных AD, а P2 шины старшего байта адреса A. Все линии порта P3 выполняют альтернативные функции управления и специального вводавывода AF. Рис.3. Условное графическое обозначение MCS-51 Табл.1. Назначение выводов MCS-51