4.5. Микропроцессоры - фактор прогресса

Научно-технический прогресс не обошел стороной и электронику. С работой, которую раньше выполняла ЭВМ размером с платяной шкаф, теперь справляется прибор с сигаретную коробку, а центральное устройство этого прибора располагается на плате - кремниевой пластинке размером 5×5 мм. Все это - достижения микроэлектроники. Усовершенствование технологических процессов позволило разместить на кремниевой пластинке достаточно элементов для того, чтобы построить сложную схему. В результате появилась так называемая интегральная схема.

В наши дни на одну плату размером 5×5 мм можно нанести 20 тыс. элементов интегральной схемы. Такие микропроцессоры можно применить практически в любом производственном процессе, кроме того, они относительно дешевы.

Что же такое микро-ЭВМ? Она состоит из структурных элементов (технических средств), состояния которых управляются программами (математическим обеспечением). Микро-ЭВМ обрабатывает введенную в нее информацию по находящейся в памяти программе и выдает результаты в заданном виде. "Душа" микро-ЭВМ - микропроцессор - программируемый функциональный элемент универсального применения, который состоит из устройства управления и арифметического устройства. На рис. 81 изображена схема микро-ЭВМ: микропроцессор (центральное устройство) с внешними запоминающими устройствами, элементами ввода и вывода данных и т. д. Датчик синхронизирующих импульсов управляет передачей данных, загрузкой запоминающих устройств, отработкой команд и т. д.

Рис. 81. Функциональная схема микро-ЭВМ

Бывают микро-ЭВМ с одним или несколькими каналами связи, передающими команды и данные всем элементам ЭВМ. Микро-ЭВМ имеет два дополнительных запоминающих устройства:

• только для запоминания заданных фиксированных программ,
• для считывания и записи данных и постоянно меняющихся команд.

Такая структура позволяет микро-ЭВМ производить логические операции по заданной программе, например сравнивать фактические значения управляемых величин с заданными и вносить соответствующие изменения в ход процесса. Хотя в настоящее время этот процесс происходит несколько медленнее, чем в больших ЭВМ, этот недостаток легко устранить, объединив несколько микро-ЭВМ в систему.

Большое преимущество дают небольшие размеры микро-ЭВМ - они могут непосредственно подсоединяться к объекту управления. Микропроцессоры используются для управления автоматическими стиральными машинами, управляют экспонированием в фотоаппаратах, определяют оптимальный момент зажигания в автомобильных моторах. Разумеется, огромные перспективы открывает перед микропроцессорами автоматизация производства. В сочетании с новейшими приставками, такими как шаговые двигатели, которые сразу же преобразуют полученные импульсы в линейные или угловые перемещения, и другими числовыми исполнительными органами, микро-процессоры, вероятно, смогут заменить другие, ставшие привычными, регуляторы. Применение этой новой техники позволит значительно унифицировать конструкцию различных регуляторов (что до сих пор, несмотря на все усилия, в полной мере не удавалось) и окажет огромную помощь в создании оптимальных систем управления и регулирования.

Однако не следует забывать, что даже самый лучший микропроцессор -это неодушевленный предмет, неспособный самостоятельно думать и осознанно действовать. Только человек может привести его в действие, так что и здесь в конечном счете все зависит от способностей специалиста.