Принципы построения систем управления и контроля БРЭА
Основной тенденцией развития систем управления и контроля бытовой РЭ аппаратурой является их массовая интеграция и унификация составных блоков.
В своем развитии радиоэлектронная аппаратура начинала путь со схем на электронных лампах. Ламповая РЭА имела скудные функциональные возможности, большие габариты, значительную потребляемую мощность и низкую надежность. Появление полупроводников позволило снизить габариты, потребляемую мощность, расширить сервисные возможности РЭА. В эту пору аппаратура создавалась методом сборки отдельных радиокомпонентов, монтируемых на платах, соединяемых с помощью шлейфов или специальных коммутационных кросс-плат.
Аналоговый характер работы схем, отсутствие унификации блоков аппаратуры не позволяли создавать сложные системы контроля и управления бытовой РЭА. Любое расширение функциональных возможностей разрабатываемой радиоэлектронной аппаратуры было связано с повышением потребляемой мощности, увеличением стоимости РЭА, снижением ее надежности. Дополнительным мешающим фактором являлся нецентрализованный характер управления компонентами РЭА (рис. 1 .4). Элементы управления (регуляторы, выключатели, коммутаторы и т.д.) были напрямую связаны с компонентами управления РЭА.
Рисунок 1.4 – Структура схемы управления простой БРЭА
При настройке, модернизации, изменении в схеме управления аппаратуры каждый элемент требовал индивидуального подхода, отдельной разработки. Сложной задачей было выполнение функций контроля работоспособности, функциональности устройства управления и всей РЭА.
Современное развитие радиоэлектроники, больших (БИС), сверхбольших (СБИС) и гибридных интегральных схем, микропроцессоров (МП) и микро-ЭВМ позволило сделать значительный шаг в развитии систем контроля и управления бытовой РЭА. Появилась возможность широкой интеграции и унификации узлов и компонентов как самой РЭА, так и схем управления и контроля. В схемах управления часто стали использовать цифровые методы и цифровые компоненты.
Основной чертой современных систем управления и контроля БРЭА является высокая централизация функций управления за счет широкого использования микроконтроллеров (МК) и специализированных интегральных схем (рис. 1 .5). При этом появилась возможность унификации как органов управления, так и объектов управления, входящих в различные виды бытовой РЭА.
Рисунок 1.5 – Структура современной системы управления БРЭА
По этой причине разработка системы контроля и управления выполняется на высоком технологическом уровне при низкой стоимости работы, высокой функциональности, возможности модификации, перестройки на новые условия работы. При этом имеется возможность выпускать целую серию комплектов аппаратуры одного вида, отличающихся по функциональным возможностям, стоимости, области применения, но имеющих схожую структуру строения. В этом случае различия начинаются на уровне программной реализации функций управления, выполняемых в микроконтроллере. За счет серийности выпуска значительно падает стоимость аппаратуры, упрощается процедура управления сложной БРЭА.
В настоящее время широко применяют однокристальные микроконтроллеры. В этом случае для БРЭА характерна программная перестройка режимов работы аппаратуры, функций управления, контроля и самоконтроля при низкой стоимости и практически неограниченных возможностях модификаций, ремонта, настройки.
|
