Аналоговые и цифровые методы обработки информации.
Задача любой системы управления - обработка информации о текущем режиме работы управляемого объекта и выработка на основе этого управляющих сигналов с целью приближения текущего режима работы объекта к заданному.
Обработка информации - решение тем или иным способом уравнений состояния системы.
В электронных устройствах существуют два основных способа обработки информации: аналоговый и цифровой.
При аналоговом способе обработки информации каждой переменной величине в системе ставится в соответствие один из плавно меняющихся параметров определенного участка электрической цепи (ток, напряжение, частота и т.д.).
Функциональные зависимости между различными переменными в системе реализуются путем построения соответствующих электрических цепей. Все преобразования осуществляются практически мгновенно.
При цифровом способе обработки информации каждой переменной величине в системе ставится в соответствие ее цифровой код.
Функциональные зависимости в системе реализуются путем непосредственного решения уравнений системы теми или иными численными методами по заранее заложенной программе. Устройство, реализующее это решение, называется процессором.
Первый процессор был создан в 40-е годы нашего столетия в США специалистами фирмы IBM. Он представлял собой устройство на электро-механических реле, занимал несколько этажей здания, имел крайне низкое быстродействие и надежность, и был пригоден лишь для очень узкого класса специфических вычислений.
|
|
|
По мере совершенствования процессоры имели все меньшие габаритные размеры, потребляли все меньше энергии, обладали все большей производительностью и надежностью.
Основными направлениями эволюции микропроцессоров являются:
- увеличение разрядности одновременно производимых вычислений;
- уменьшение времени выполнения вычислений.
Микропроцессор - программно-управляемое устройство, предназначенное для обработки цифровой информации и управления процессом этой обработки, выполненное в виде одной (или нескольких) интегральной схемы с высокой степенью интеграции электронных элементов.
Упрощенная структурная схема микропроцессорной системы управления имеет вид:
ПРОЦЕССОР - БЛОК ПАМЯТИ - БЛОК ВВОДА-ВЫВОДА.
На процессор возлагается задача выполнения всех программных действий, необходимых в соответствии с алгоритмом работы устройства.
В блоке памяти хранятся команды программы функционирования процессора, а также значения констант и переменных величин, участвующих в вычислениях.
Блок ввода-вывода выполняет функцию сопряжения микропроцессорной системы с объектом управления.
|
|
|
Микроконтроллер - вычислительно-управляющее устройство, предназначенное для выполнения функций логического контроля и управления периферийным оборудованием, сочетающее в себе микропроцессорное ядро, блок электронной памяти и набор встроенных устройств ввода-вывода.
Отличительной особенностью цифровых систем управления является дискретизация сигнала по уровню, величина которой определяется разрядностью производимых вычислений.
Цифровые методы представления информации.
Двоичная система счисления (система счисления с основанием 2) является позиционной системой, аналогичной десятичной системе счисления, в которой положение разряда определяется степенью основания, используемого в качестве множителя данного разряда.
Для преобразования числа из десятичной системы счисления в двоичную необходимо последовательно делить заданное число на 2 и формировать результат из остатков деления начиная с младшего разряда.
Число нуль имеет два представления: 00..0 и 10..0.
Чтобы перевести число из двоичной системы счисления в десятичную, надо двоичное число представить в виде суммы степеней двойки с коэффициентами-цифрами и найти эту сумму.
1110012=1∙20+0∙21+0∙22+1∙23+1∙24+1∙25=1+0+0+8+16+32=5710
Правило двоичного сложения.
Дата добавления: 2020-11-23; просмотров: 508; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!