1. 首頁 > 生活 > >

控制器的種類介紹及原理

知識百科


控制器的種類介紹及原理

文章插圖

控制器
控制器（英文名稱：controller）是指按照預定順序改變主電路或控制電路的接線和改變電路中電阻值來控制電動機的啟動、調速、制動和反向的主令裝置 。 由程序計數器、指令寄存器、指令譯碼器、時序產生器和操作控制器組成 ， 它是發布命令的“決策機構” ， 即完成協調和指揮整個計算機系統的操作 。
 
主要分類
控制器分組合邏輯控制器和微程序控制器 ， 兩種控制器各有長處和短處 。 組合邏輯控制器設計麻煩 ， 結構復雜 ， 一旦設計完成 ， 就不能再修改或擴充 ， 但它的速度快 。 微程序控制器設計方便 ， 結構簡單 ， 修改或擴充都方便 ， 修改一條機器指令的功能 ， 只需重編所對應的微程序；要增加一條機器指令 ， 只需在控制存儲器中增加一段微程序 ， 但是 ， 它是通過執行一段微程 。 具體對比如下：組合邏輯控制器又稱硬布線控制器 ， 由邏輯電路構成 ， 完全靠硬件來實現指令的功能 。
 
工作原理
電磁吸盤控制器：交流電壓380V經變壓器降壓后 ， 經過整流器整流變成110V直流后經控制裝置進入吸盤此時吸盤被充磁 ， 退磁時通入反向電壓線路 ， 控制器達到退磁功能 。
門禁控制器：門禁控制器工作在兩種模式之下 。 一種是巡檢模式 ， 另一種是識別模式 。 在巡檢模式下 ， 控制器不斷向讀卡器發送查詢代碼 ， 并接收讀卡器的回復命令 。 這種模式會一直保持下去 ， 直至讀卡器感應到卡片 。 當讀卡器感應到卡片后 ， 讀卡器對控制器的巡檢命令產生不同的回復 ， 在這個回復命令中 ， 讀卡器將讀到的感應卡內碼數據傳送到門禁控制器 ， 使門禁控制器進入到識別模式 。 在門禁控制器的識別模式下 ， 門禁控制器分析感應卡內碼 ， 同設備內存儲的卡片數據進行比對 ， 并實施后續動作 。 門禁控制器完成接收數據的動作后 ， 會發送命令回復讀卡器 ， 使讀卡器恢復狀態 ， 同時 ， 門禁控制器重新回到巡檢模式 。
 
常見種類
組合的邏輯
設計步驟：
1、設計機器的指令系統：規定指令的種類、指令的條數以及每一條指令的格式和功能；
2、初步的總體設計：如寄存器設置、總線安排、運算器設計、部件間的連接關系等；
3、繪制指令流程圖：標出每一條指令在什么時間、什么部件進行何種操作；
4、編排操作時間表：即根據指令流程圖分解各操作為微操作 ， 按時間段列出機器應進行的微操作；
5、列出微操作信號表達式 ， 化簡 ， 電路實現 。
基本組成：
1、指令寄存器用來存放正在執行的指令 。 指令分成兩部分：操作碼和地址碼 。 操作碼用來指示指令的操作性質 ， 如加法、減法等；地址碼給出本條指令的操作數地址或形成操作數地址的有關信息（這時通過地址形成電路來形成操作數地址） 。 有一種指令稱為轉移指令 ， 它用來改變指令的正常執行順序 ， 這種指令的地址碼部分給出的是要轉去執行的指令的地址 。
2、操作碼譯碼器：用來對指令的操作碼進行譯碼 ， 產生相應的控制電平 ， 完成分析指令的功能 。
3、時序電路：用來產生時間標志信號 。 在微型計算機中 ， 時間標志信號一般為三級：指令周期、總線周期和時鐘周期 。 微操作命令產生電路產生完成指令規定操作的各種微操作命令 。 這些命令產生的主要依據是時間標志和指令的操作性質 。 該電路實際是各微操作控制信號表達式（如上面的A→L表達式）的電路實現 ， 它是組合邏輯控制器中最為復雜的部分 。
4、指令計數器：用來形成下一條要執行的指令的地址 。 通常 ， 指令是順序執行的 ， 而指令在存儲器中是順序存放的 。 所以 ， 一般情況下下一條要執行的指令的地址可通過將現行地址加1形成 ， 微操作命令“1”就用于這個目的 。 如果執行的是轉移指令 ， 則下一條要執行的指令的地址是要轉移到的地址 。 該地址就在本轉移指令的地址碼字段 ， 將其直接送往指令計數器 。
【控制器的種類介紹及原理】微程序控制器的提出是因為組合邏輯設計存在不便于設計、不靈活、不易修改和擴充等缺點 。