Материал: Физические основы и схемотехника электронных устройств автоматики. Гиоргадзе А.L., Кириллов Ю.В

ЗУ состоит из запоминающего массива (ЗМ) и электронного обрамления. Запоминающий массив (накопитель) содержит запоминающие элементы (ЗЭ), каждый из которых может принимать состояния логической 1 и логического 0, т.е. хранить один бит информации. В ЗЭ храниться один разряд записанного двоичного слова; все n-разрядное слово записывается в ЗЭ, составляющих ячейку памяти. Ей соответствует определенный адрес, характеризующий положение этой ячейки в накопителе. Запись и считывание слова (обращение к ЗУ) производится по адресу, которым выбирается определенная ячейка. ЗЭ должны обладать двумя устойчивыми состояниями (ферромагнитные сердечники с прямоугольной петлей гистерезиса (магнитные ЗУ); триггеры (полупроводниковые ЗУ).

Электронное обрамление содержит дешифраторы адреса, усилители записи и считывания и т.д.

Из многих параметров ЗУ наиболее важными являются быстродействие (минимально допустимое время между двумя последовательными обращениями к ЗУ) и информационная емкость (количество запоминающих элементов накопителя).

По характеру и использованию записанной информации ЗУ делятся на оперативные (ОЗУ) и постоянные (ПЗУ).

Оперативные ЗУ. К оперативным относятся ЗУ с кратковременным хранением часто сменяющейся информации.

ЗЭ накопителя ОЗУ могут быть статическими (триггеры) и динамическими (емкость перехода затвор – подложка в МДПтранзисторе). Запоминающие элементы объединяются в накопителе несколькими способами: ЗУ с однокоординатной выборкой, ЗУ с двухкоординатной выборкой.

Запоминающий массив (ЗМ) упрощенной структуры ЗУ с однокоординатной выборкой (рис. 3.120) представляет собой матрицу, в каждой строке которой располагаются ЗЭ, хранящие разряды одного слова.

136

координату. Ею является номер строки матрицы запоминающих элементов.

Описанное запоминающее устройство называют также двумерным ЗУ (запоминающие элементы расположены в одной плоскости), ЗУ типа 2D.

На рис. 3.121 приведено условное изображение микросхемы

ОЗУ.

Рис. 3.121

Двухкоординатная адресация позволяет уменьшить число выходов микросхемы ЗУ. В этом случае каждый ЗЭ матрицы выбирается дешифратором строки и дешифратором столбца.

Постоянные запоминающие устройства. Постоянные запо-

минающие устройства (ПЗУ) используют для хранения программ, по которым многократно будет работать ЭВМ, стандартных программ, ряда встречающихся в расчетах констант и т.д. Они предназначены для длителшьного хранения информации независимо от того, включен или отключен источник их электропитания. По способу адресации ПЗУ представляют собой ЗУ с произвольным доступом. ПЗУ используются для хранения неизменяющихся (перманентных) данных, пример, системной программы, микропрограмм, констант и т.п. В комбинационной логике ПЗУ используются в качестве преобразователей кода.

ПЗУ бывают биполярного и МОП-испоолнения. Биполярные ПЗУ имеют более высокое быстродействие, но меньшую плотность размещения информации по сравнению с МОП-ПЗУ.

138

По характеру заненсения информации (применительно к ПЗУ такое занесение называют программированием) ПЗУ подразделяют на:

масочно-программируемые ПЗУ (МППЗУ); программируемые ПЗУ (ППЗУ); перепрограммируемые ПЗУ.

На рис. 3.122 приведено условное изображение микросхемы ПЗУ, где «PROM» указывает на функцию данной интегральной схемы – ППЗУ.

Рис. 2.122

Перепрограммируемые ПЗУ имеют в условном обозначении аббревиатуру RPROM.

139

ГЛАВА 4. ЭЛЕКТРОННЫЕ УСТРОЙСТВА В СИСТЕМАХ АВТОМАТИКИ

Рассмотренные выше элементы электронной техники – транзисторы, диоды, микросхемы, аналоговые и цифровые электронные устройства широко применяются в системах автоматики. Системы автоматики выполняют три основные задачи: автоматическое управление, автоматический контроль и автоматическое регулирование.

Технические средства автоматики, содержащие различные автоматические устройства служат для получения, преобразования и хранения контрольной информации, формирования и передачи командной информации и использования ее для воздействия на управляемый процесс. Носитель информации – сигнал, который содержит сообщение, используемое в системах автоматического управления (САУ). Соответственно операциям, производимым с сигналами информации в САУ, могут быть выделены функциональные элементы автоматики. Элемент – это устройство, предназначенное для выполнения определенной операции. В автоматике применяют следующие функциональные элементы: датчики, усилители, модуляторы, демодуляторы, автоматические регуляторы, аналого-цифровые и цифро-аналоговые преобразователи, распределители, коммутаторы. Так, например, датчики обеспечивают преобразование контролируемого параметра в сигнал, однозначно связанный с информацией об этом параметре; усилители предназначены для преобразования сигналов по величине, модуляторы и демодуляторы преобразуют сигналы по форме, например, сигнал постоянного тока в сигнал переменного тока и наоборот, управление и поддержание на заданном уровне параметров производится автоматически регулятором, распределение сигналов по различным цепям обеспечивают распределители, коммутаторы. Для выполнения логических операций с сигналами предназначены логические элементы. Хранение информации обеспечивают элементы памяти, накопители. Для программного управления в САУ широко применяются программаторы, для выполнения необходимых операций служат исполнительные устройства.

Элементы автоматики, представляющие собой конструктивно обособленную часть и выполняющие определенные самостоятельные функции образуют САУ, которая обеспечивает управ-

140