Кодпен қатынау құлыбының микрочипін өңдеу


Дипломдық жұмысын орындауға арналған тапсырма 4
КІРІСПЕ 6
1 ЖЕКЕ БАС ЖӘНЕ МУЛІК ҚАУІПСІЗДІГІНІҢ БАС
ҚҰРАЛЫ . ҚҰЛЫПТАР 8
1.1 Құлыптардың пайдалы қасиеттері 8
1.2 Құлыптардың түрлері 9
2 КОДТЫҚ ҚАТЫНАУ КҰЛЫБЫНДА ҚОЛДАНЫЛАТЫН ЭЛЕКТРОНДЫ ЭЛЕМЕНТТЕР 18
2.1 Микроконтроллерлердің дамуы
2.1.1 Микроконтроллерлерлік басқару жүйелері
2.1.2 PIC16F877 микроконтроллері
2.2 DM74LS273
2.3 DM74LS139 Декодер/Демультиплекер (Decoder/Demultiplexer)
2.4 Seven.segment display
3 ҚҰЛЫПТЫ МОДЕЛЬДЕУ ОРТАСЫ . PROTEUS VSM
3.1 Proteus VSM . микроқұрылғылар бағдарлама.симуляторы
3.2 Эмулятормен жұмыс істеу
ҚОРЫТЫНДЫ
ПАЙДАЛАНЫЛҒАН ӘДЕБИЕТТЕР ТІЗІМІ
ҚОСЫМША А
Еліміздегі қылмыстың қазіргі жағдайын теріс тенденциялар мен үрдістердің бірден күшеюімен сипаттауға болады. Бұл әсіресе дүниеқорлық қылмыс құрылымында байқалады, оның соңғы жылдары артуы негізінен тұрғын үйге заңсыз ену арқылы жасалатын бөгде мүлікті тонаудың артуы есебінен болады. Олардың артуының негізгі себебі мемлекет халқының көп бөлігінің әлеуметтік-экономикалық жағдайы, негізінен халықтың өмір сүру деңгейінің төмендеуі, жұмыссыздық, жалақының, зейнетақының, жәрдемақылардың төленбеуімен байланысты. Осыған байланысты дүние тонау қылмысы санатымен күресу мәселесінің өзектілігі артты.
Жеке меншік пайда болған соң адамзат қауіпсіздік шараларын сол кезден ақ қолға алды. Бұл қауіпсіздікті қамтамасыз ету құралы ретінде ежелден ақ құлыптар пайдаланылған.
Бүгінгі таңда да осы құлыптарға және олармен жабдықталған сейфтерге сұраныс шексіз. Көптеген өндірушілер мен тасушылар тұтынушылардың арнайы сұраныстарын қанағаттандыру мақсатымен жаңа технологиялармен жабдықталған құлыптарды ұсынады.
Техникалық прогресс пен жаңа экономикалық кеңістікті игеру бұзуға ғана емес, от әсеріне қарсы тұра алатын сейфтерге қажеттіліктің артуына әкелді. Жалған нұсқаларының көп мөлшері стандарттарды құрып, олардың сақталуын бақылайтын комитеттер мен комиссиялар құруға итермеледі. Ал сейф иегерлері күн санап артуда...
Электротехниканың дамуы микроэлектроникамен тығыз байланысты. Энергожүйелердегі үрдістердің күрделілігі, олардың өтуінің жоғары жылдамдығы режимдерді есептеу үшін кең енгізу мен күрделі электрондық қондырғылар жүйесімен байланысты режимдер және ақпаратты көрсететін әртүрлі қондырғылармен жабдықталған электрондық есептеу машиналары (ЭЕМ) үрдістерін басқаруды енгізуді талап етті.
Осылайша, электрондық қондырғылар, энергетикалық және электромеханикалық қондырғылар мен жүйелердің біршама маңызды әрі күрделі құраушысы болып табылады және оларды құру үшін өнеркәсіптік электроника, автоматика, есептеу техникасы облысындағы мамандарды дайындап шығару керек.
1,Агаханян Т.М. Основы транзисторной электроники. – М.: Энергия, 1974.
2,Батушев В.А., Виниаминов В.Н, Ковалев В.Г. Микросхемы и их применение. – М.: Радио и связь, 1983.
3,Белкин Б.Г., Бирюков С.А. Популярные цифровые микросхемы. – М.: Металлургия, 1988.
Thomson J.C. Microchip PIC16F87XA. – U.S.A.: Microchip Technology Incorporated, 2003.

Пән: Электротехника
Жұмыс түрі: Дипломдық жұмыс
Көлемі: 47 бет
Бұл жұмыстың бағасы: 1300 теңге




Диплом тақырыбы: Кодпен қатынау құлыбының микрочипін өңдеу

Техникалық прогресс пен жаңа экономикалық кеңістікті игеру жаңа
қауіпсіздік сатысына өту қажеттілігіне әкелді. Бұл қауіпсіздікті қамтамасыз
ету құрылғысына құлыптың да жататынын сөзсіз бәріне мәлім. Осы құлыптың
жаңа ғасыр моделін жасауды біз дипломдық жұмысымызда қарастыруды көздедік.
Дипломдық жұмыс барысында қазіргі кезде қолданылатын заманауи құлыптар
туралы мәліметтер, жұмысымызда жобаланған қодтық құлып моделінде
қолданылған компоненталар туралы толық ақпараттар және модельдеу ортасы
Proteus ISIS жайлы толық мағлұмат берілген.
Дипломдық жұмысымыздың нәтижесінде жартылай өткізгіш элементтерден
Proteus ISIS ортасында жобаланып жиналған кодтық құлып сызбасы және моделі
ұсынылады.
МАЗМҰНЫ

Бет
Дипломдық жұмысын орындауға арналған тапсырма 4
КІРІСПЕ 6
1 ЖЕКЕ БАС ЖӘНЕ МУЛІК ҚАУІПСІЗДІГІНІҢ БАС
ҚҰРАЛЫ – ҚҰЛЫПТАР 8
1.1 Құлыптардың пайдалы қасиеттері 8
1.2 Құлыптардың түрлері 9
2 КОДТЫҚ ҚАТЫНАУ КҰЛЫБЫНДА ҚОЛДАНЫЛАТЫН ЭЛЕКТРОНДЫ ЭЛЕМЕНТТЕР 18
2.1 Микроконтроллерлердің дамуы
2.1.1 Микроконтроллерлерлік басқару жүйелері
2.1.2 PIC16F877 микроконтроллері
2.2 DM74LS273
2.3 DM74LS139 ДекодерДемультиплекер (DecoderDemultiplexer)
2.4 Seven-segment display
3 ҚҰЛЫПТЫ МОДЕЛЬДЕУ ОРТАСЫ – PROTEUS VSM
3.1 Proteus VSM – микроқұрылғылар бағдарлама–симуляторы
3.2 Эмулятормен жұмыс істеу
ҚОРЫТЫНДЫ
ПАЙДАЛАНЫЛҒАН ӘДЕБИЕТТЕР ТІЗІМІ
ҚОСЫМША А

Жұмыс істеу үшін бастапқы мәліметтер: тақырып бойынша әдебиеттер,
микросхема, микроэлектроника, схемотехника саласындағы микроконтроллерлер,
кішігірім жіберушілер мен қабылдағыштар.

Дипломлық жұмыста қарастырылатын сұрақтар тізімі немесе дипломдық
жұмыстың қысқаша мазмұны:
– Кіріспе
1. Жеке бас және мүлік қауіпсіздігінің бас құралы – құлыптар.
Құлыптардың пайдалы қасиеттері, түрлері, қол жеткізуді бақылау жүйелері
туралы мағлұматтарды қарастыру.
2. Кодтық қатынау құлыбында қолданылатын электронды элементтер.
Микросхема, микроэлектроника, схемотехника саласындағы
микроконтроллерлер, кішігірім жіберушілер мен қабылдағыштар туралы
жалпы мағлұматтар. Дипломдық жұмысымызда жобаланған кодтық қатынау
құлыбын жобалауда қолданылатын элементтер туралы мағлұматтар
қарастыру.
3. Құлыпты модельдеу ортасы – Proteus VSM. Бағдарламаның жұмыс жобасын
зерттеу. Бағдарламаны Pspice тілінде қолданылған электронды
компонеттер негізінде құрылған схемотехникалық жобалау пакеті Proteus
Professional арқылы жобалау және жартылай өткізгіш элементтерден
жиналған кодтық құлып моделін ұсыну.
– Қорытынды.

Негізгі әдебиеттер:

Агаханян Т.М. Основы транзисторной электроники. – М.: Энергия, 1974.
Батушев В.А., Виниаминов В.Н, Ковалев В.Г. Микросхемы и их
применение. – М.: Радио и связь, 1983.
Белкин Б.Г., Бирюков С.А. Популярные цифровые микросхемы. – М.:
Металлургия, 1988.
Thomson J.C. Microchip PIC16F87XA. – U.S.A.: Microchip Technology
Incorporated, 2003.

КІРІСПЕ

Еліміздегі қылмыстың қазіргі жағдайын теріс тенденциялар мен
үрдістердің бірден күшеюімен сипаттауға болады. Бұл әсіресе дүниеқорлық
қылмыс құрылымында байқалады, оның соңғы жылдары артуы негізінен тұрғын
үйге заңсыз ену арқылы жасалатын бөгде мүлікті тонаудың артуы есебінен
болады. Олардың артуының негізгі себебі мемлекет халқының көп бөлігінің
әлеуметтік-экономикалық жағдайы, негізінен халықтың өмір сүру деңгейінің
төмендеуі, жұмыссыздық, жалақының, зейнетақының, жәрдемақылардың
төленбеуімен байланысты. Осыған байланысты дүние тонау қылмысы санатымен
күресу мәселесінің өзектілігі артты.
Жеке меншік пайда болған соң адамзат қауіпсіздік шараларын сол кезден
ақ қолға алды. Бұл қауіпсіздікті қамтамасыз ету құралы ретінде ежелден ақ
құлыптар пайдаланылған.
Бүгінгі таңда да осы құлыптарға және олармен жабдықталған сейфтерге
сұраныс шексіз. Көптеген өндірушілер мен тасушылар тұтынушылардың арнайы
сұраныстарын қанағаттандыру мақсатымен жаңа технологиялармен жабдықталған
құлыптарды ұсынады.
Техникалық прогресс пен жаңа экономикалық кеңістікті игеру бұзуға
ғана емес, от әсеріне қарсы тұра алатын сейфтерге қажеттіліктің артуына
әкелді. Жалған нұсқаларының көп мөлшері стандарттарды құрып, олардың
сақталуын бақылайтын комитеттер мен комиссиялар құруға итермеледі. Ал сейф
иегерлері күн санап артуда...
Электротехниканың дамуы микроэлектроникамен тығыз байланысты.
Энергожүйелердегі үрдістердің күрделілігі, олардың өтуінің жоғары
жылдамдығы режимдерді есептеу үшін кең енгізу мен күрделі электрондық
қондырғылар жүйесімен байланысты режимдер және ақпаратты көрсететін әртүрлі
қондырғылармен жабдықталған электрондық есептеу машиналары (ЭЕМ) үрдістерін
басқаруды енгізуді талап етті.
Осылайша, электрондық қондырғылар, энергетикалық және
электромеханикалық қондырғылар мен жүйелердің біршама маңызды әрі күрделі
құраушысы болып табылады және оларды құру үшін өнеркәсіптік электроника,
автоматика, есептеу техникасы облысындағы мамандарды дайындап шығару керек.

Біріншіден, олар электрондық сызбаларды өңдеушілер үшін міндетті нақты
тұжырымдар, өңдеуші соқтығысуы мүмкін қиындықтарды көрсету керек. Толық
берілмеген талаптар жұмысқа қабілетсіз қондырғылар құруға, ал талаптарды
аса жоғыралату – электрондық қондырғы сенімділігінің төмендеуі мен бағаның
артуына әкеледі. Электрондық аппаратура өңдеушісімен ортақ тіл табысу үшін
электроника не орындай алады және қандай әдістермен осының барлығы жүзеге
асатындығын нақты көз алдына елестету керек. Соңғысы өнеркәсіппен
шығарылатын қондырғыны білікті таңдау үшін қажет.
Екіншіден, электрондық қондырғыларды дұрыс эксплуатациялау қажеттілігі
туындайды. Үшіншіден, инженер-электриктер қондырғының, соның ішінде
электрониканы жөндеу мен монтаждық жұмыстарына белсенді қатысады.
Төртіншіден, бірқатар энергетикалық қондырғыларды жобалау, соның ішінде
тұрақты ток жіберу линиялары энергетика мен түрлендіру техникасы бойынша
мамандардың бірігіп жұмыс жасауын талап етеді.
Қандай да бір сызбаны тұрғызу үшін элементтерді таңдауға негізгі
шарттар осы элемент бағасы, оның өлшемдері, параметрлері, т.б. болып
табылады. Басым жағдайда адамдар диод, транзистор, т.б. типті жартылай
өткізгіш элементтерді пайдаланады, өйткені көп уақыт микропроцессор мен
микросызбалардың жұмыс принципі мен параметрлерін зерттеуге жұмсалады,
соған қарамастан, әсіресе, жартылай өткізгіштерде сызбаның үлкен
құрылымынан басым орынды микропроцессорлық және микросызбалық технологиялар
алады.
Осы арқылы қазір біз өз назарымызға сансыз көп жартылай өткізгіш
элементтердің микробақылаушысы мен микросызбаларынан жиналған кодтық құлып
сызбасын жобалай аламыз.
Кодтық құлыптар конструкциялары оған дейін де сипатталды, алайда
мұндай қондырғыларға қызығушылық әлі де жоғары. Сипатталған құлыптар код
енгізу әдісі, құпиялығы, күрделілігі бойынша ерекшеленеді. Бір немесе екі
батырмалық басқарумен құлыптар көп сипатталды, алайда код енгізу үшін
сандық пернетақтасы бар барлық қондырғылар дәстүрлі болып табылады және
қолдану ыңғайлығын сақтау кезінде үлкен құпиялықты сақтауға мүмкіндік
береді.
Қазақстанда электр құлыптары жаппай қолдану құбылысына айналған жоқ
және кеңсе, пәтер, коттедж, жер үй, т.б. иелері механикалық құлыптарға
артықшылық береді. Ал электр есік құлпы мекемеге бөгде тұлғалардың енуінен
қорғаудың аса тиімді әдісі екендігін көпшілік түсіне қоймаған. Электр құлып
пен механикалық құлып үйлесімі кезінде мекеме қауіпсіздігін бірнеше есе
арттыруға болады.
Біздің дипломдық жұмысымызда ұсынылатын құлып сызбасы өте қарапайым,
бұл оның жоғары сенімділігін қамтамасыз етеді. Оның 4 саннан тұратын кодты
енгізу үшін сандық пернетактасы болады, бірнеше пернелерді бір мезгілде
басу кезінде қателіктен қорғау және дұрыс емес код теру кезінде дабыл
қағуды қосу қондырғысы бар. Берілген қондырғы тұрақты қосылып тұра алады,
өйткені ол 74 сериялы микросызбаларында жиналған кұрылғы қоректену көзіне
елеулі емес 5 вольтті тоқ кернеуін пайдаланады.

ЖЕКЕ БАС ЖӘНЕ МУЛІК ҚАУІПСІЗДІГІНІҢ БАС
ҚҰРАЛЫ – ҚҰЛЫПТАР

3 Құлыптардың пайдалы қасиеттері

Құлыптар төрт негізгі қасиеттерге ие. Сатушымен ақылдасқан кезде
сенімділігі, вандалдыққа қарсылық, құлыптың құпия бөлігін алмастыру
мүмкіндігі (кілттің басқа тұлғалар қолына түсу жағдайында) және ашуға
(әрине қожайындардың қатысуынсыз) төзімділігі туралы кеңес сұрағаныңыз жөн.
Құлып қожайындарды кіргізіп, бөгде тұлғаларды кіргізбеу керек.
Сенімділік – құлыптың кілттеу-ашудың белгілі бір циклында жұмыс
қабілетін сақтап қалу қабілеті. Ең алдыңғы қатарлы құлыптар (ең қымбат)
жүздеген мың циклге жарамды, ал арзандары – бірнеше ондаған мың, ең
нашарлары бірнеше мың циклды жүргізе алады. Соңғылары бірнеше адам тұратын
үйде екі-үш жылға ғана жарамды және біздің нұсқауымыздың нысанына жатпайды.
Бірақ, 50 немесе 100 мың жұмыс циклды қормен қымбат құлыптарды шығарудың
қандай қажеттілігі бар деген сұрақ туындайды. Адамдар соншама өмір сүрмейді
ғой.
Құлып – инженерлік беріктік қорын ерекше қажет ететін зат. Үздік
өндірушілер өзінің құлыптарының есептік қорын шынайы эксплуатациялық
жүктемеден біршама жоғары ұстайды. Қымбат материалдар мен механизмдердің
күрделі конструкцияларын қолданып, оны не үшін жасайды? Біріншіден,
құлыптың істен шығу ықтималдығын бірнеше есе төмендету үшін. Егер зауыт
(тәуелсіз) сынаулар кезінде берілген үлгі құлпы 76427 жұмыс циклына төзсе,
онда берілген үлгінің сіз сатып алған нұсқасы 25 мың циклы бойы істен шығу
ықтималдығы 0,001 болады (яғни істен шығу сериялық шығарылған мыңнан
бірінде ғана болуы мүмкін). Сондай-ақ, басқа үлгінің зауыттық сериясын
кездейсоқ таңдалынған құлып тестілеу барысында тек 30 мың цикл ғана жұмыс
істеді. Бұл дегеніміз, 25 мың циклде жұмыста оның істен шығу ықтималдығы
0,7 немесе тіпті 0,95 болуы мүмкін дегенді білдіреді. Ал, 0,001-ге тең
істен шығудың ықтималдығы екінші құлыпқа алғашқы бес немесе он жыл ғана
кепілдендіріледі, мұндай айырмашылықтың неде екендігін байқауға болады.
Енді құлыпты қанша қолданып, тәулігіне оны неше рет тұтынатындығын
анықтау керек. Сондай-ақ, мынадай жағдайды ескеру керек: үйден шыға
алмайсыз немесе кіре алмайсыз. Мұндай жағдай қаншалықты қымбатқа түседі?
Осы жағдайды шамамен бағалап, есіктің ашылуы мүмкіндігін болдырмаудың үлкен
ықтималдығын қамтамасыз ету үшін қандай сенімді (яғни, қымбат!) құлыпты
сатып алу керектігін елестете аласыз.
Алайда, мәселе нашар құлыптың істен шығу жағдайында далада түнеу,
ұшаққа кешігу, жаңа есікке шығындалуда ғана емес. Мұның өзі сіз жасырын
және қайғылы салдарын есепке алмағанда, арзан құлыпты сатып алу туралы
шешімнің бұрыстығын көрсетеді. Алайда, мәселе уақыт өткен сайын құлып
бөлшектері мен механизмдері өзінің бастапқы қасиеттерін жоғалтып, қорғаныс
қызметін атқармай қалуына негізделеді.
Басқаша айтқанда, құлыптың сыналған қоры аз болған сайын, соншалықты
тез сіздің үйіңізге бөгде адамдар кіргізу жағдайына жетеді. Мұндай жағдайда
сіз құлыптың істен шыққанын байқамайсыз, өйткені сіздің кілтіңіз оны дұрыс
ашып-жабады. Алайда, ұрылар оны байқайды. Ал бұл кәсіп өкілдері көнерген
құлыптарға қалай қуанады десеңізші! Адам ғана емес, металлдар да шаршайды.
Шаршаған, көне құлыпқа үйге кімді кіргізу-кіргізбеу керектігі маңызды емес.
Ол өзінің кілті мен бөгде суррогат кілттерді бұрынғыдай айыра алмайды.
Сондықтан, құлыптың жұмыс циклының үлкен қоры ұзақ жылдар бойы оны ашу
мүмкін болмау үшін қажет. Бұзып кірушілер үшін қарсылықты тек жаңа құлыптар
ғана көрсетеді. Егер бір үлгілерде жаңалықтың қызметі бірінші жылы
аяқталса, басқаларында ол он жылдар бойы созыла беруі мүмкін. Осыдан арзан
мен қымбат құлыптың айырмашылығын көреміз.

4 Құлыптардың түрлері

Механикалық құлыптар. Механикалық құлыптар кең таралған. Оларды
барлық есіктерге орнатады: ішкі, сыртқы, сейф, гараж, ағаш және металл,
әйнек және пластикке. Механикалық құлыптар қолдануда қарапайым және қызмет
көрсетуге аса шығынды талап етпейді (істен шыққанға дейін). Олар толық
автономды: оларға сыртқы энергия көзі, сым мен басқару блоктары қажет емес.
Механикалық құлыптар бір-бірінен механизмнің типімен ерекшеленеді. Қазіргі
таңда сувальдтік, цилиндр, диск, кодтық құлыптар кең таралған. Мұнда
олардың кез-келген түрі ойылатын, қапталған, аспалы болуы мүмкін.
Сувальдтік құлыптар. Сувальдтік құлыптар (олар француздық деп те
аталды) өзінің атауын олардың механизмдерінің негізгі элементінің атауы
арқасында алды: сувальд құлыптың кодтық бөлігін құрайды және тиекті блоктау
үшін арналған. Құлыпта сувальд көп болған сайын оның конфигурациясы
күрделірек болады, соншалықты ұры құлыпқа кілт таңдау мен бұзу қиынға
түседі (сурет 1).

Сувальдтік құлып

Сурет 1
Сувальдтер белгілі бір пішінде қиықтар жасалған пластинаны құрайды.
Олар құлыптың тиегінің маңызды бөлігі діңгегімен кіреді. Кілтті бұру
кезінде әр сувальд көтеріледі және ол үшін анықталған орын алады.
Сувальдтер дұрыс орналасқан жағдайда ғана, паз тиек діңгегінің еркін өтуі
үшін босатылып, ары қарай кілттің бұралуы оның жылжуына әкеледі. Егер
сувальдтердің кем дегенде біреуі өз орнында болмаса, онда тиек орын
ауыстырмайды (қарапайым механикалық блоктау). Қайғылы жағдайда бөгде кілт
құлып өзегінде тұрып қалады.
Егер бұзушылар тиек діңгегін бұзса (дрель арқылы), онда еркін орын
ауыстыруы үшін кедергі болмайды, кейін құлыпты ашу қиынға соқпайды. Алайда,
діңгегін бұзу – зергерлік жұмыспен бірдей, бұзушылар оған арнайы үйренеді.
Сондай-ақ, құлыптың қажетті нүктелері дәл белгіленген лекала бар. Құлып
өзгеміне біріктіріп, есікке қойып, қажет жерді бұрғылайды.
Үздік құлыптар діңгектері басқаларынан бұзудан ең жоғары қорғанысқа ие
болуымен ерекшеленеді: діңгек орналасқан жерде құлып корпусы шыныққан болат
пластинамен күшейтіп, бұрғыны діңгектен орын ауыстырады. Мұндай шарларды
діңгектің өзіне пресстеп, оны дайындау материалы ретінде термиялық өңделген
құймаларды қолданады.
Діңгек пішіндері заңсыз ашуға құлыптың қарсылығын арттыру үшін
маңызды. Ең сәтсіз болып қимасында дөңгелек болатын діңгек табылады (оны
отандық өнеркәсіп осы уақытқа дейін қолданады). Ең кең таралған болып тік
бұрышты табылады. Ал қарлығаш құйрығы формасындағы діңгектерді қолдану
қылмыскерлердің өмірін біршама қиындатты.
Алайда, құлыпты сатып алу кезінде оның ішін көру мүмкін емес: сатушылар өз
өнімін шашылған түрде көрсетпейді. Сіз құлыптың ішін көрсеңіз де, одан
маңызды ақпарат шығаруыңыз екіталай. Құлып туралы кілт көп ақпарат береді.
Сувальд құлыптар кілттерін сатылары бар стержень түрінде дайындайды. Мұндай
кілттерді сейфтік деп атайды (сурет 2).

Сейфтік кілттер




Сурет 2

Кілт сақалында сатылары көп болған сайын, құлыпты желбезекті клітпен
ашу қиынға соғады. Сатылар саны әрқашан сувальд санынан бір бірлікке артық,
өйткені сатылардың біреуі тиектің орын ауыстыруы үшін арналған. Мысалы,
егер сіздің кілтіңіздің ұшында жеті саты болса, онда сіздің құлыпта алты
сувальд бар. Бұл, сувальд үшін олардың ең аз саны.
Алдыңғы қатарлы құлыптарда 10-212 сувальд және одан да көп болады.
Алайда, санау кезінде мұқият болыңыз: көптеген алдыңғы қатарлы сувальд
кілттер бір емес, екі сақалға ие (стерженьнің әр ұшында бір-бірден), бірақ
одан сувальд саны екі еселенбейді. Кез-келген сақалда қанша саты болса
минус бір сувальд болады (сурет 3).

Минус бір сувальд

Сурет 3

Сатылардың өзін де қараңыз: олар ұсқа болған сайын, ұрыға құлыпты ашу
қиынға соғады. Арзан үлгілерді алу кезінде кілт сақал қырларын өңдеу ерекше
назарға ие. Олар жақсы тегістелген, ал бұрыштары – тік болу керек: дөңгелек
емес. Олай болмаса, сіз жеңіл ашылып, ұзақ қызмет етпейтін құлып аласыз.
Кілтті зерттеп, құлып өзегін де зерттеңіз. Ол тар болған сайын, желбезекті
кілтті баасқару қиын болады: сувальд құлыптарды ашу үшін әдетте желбезекті
кілттердің жиынтығы қолданылады.
Сувальд құлыптар ұрыға тиек немесе ригельдік механизмдерге жету
механизмдеріне қол жеткізу құлып дернәсілін ұрумен қол жеткізіледі. Сонымен
қатар, механикалық құлыптардың басқа типтерімен салыстырғанда сувальдтер
жоғары вандалдыққа қарсы сапаларға ие. Құлып скважинасына тиген бөгде
заттар салыстырмалы жеңіл шығарылады. Ал егер сувальдтер құлып
скважинасынан жоғары орналасса, онда механизмге ешқандай қоқыс кедергі
болмайды.
Кілт жоғалғанда сувальд құлыпты алмастыру керк. Алайда кейбір
компаниялар секреттер механизммен қайта кодтау қарастырылған сувальд
құлыптар шығарады. Бұл үшін шебер шақырту қажет емес: мұндай міндетті кез-
келген адам арнайы қондырғысыз – құлып жеткізу жинағына кіретін қайта
кодтау кілті арқылы орындай алады. Кілтті алмастыру керк. Қосымша жиынтық
фирмалық қаптамада болып, басылу керек. Секретті қайта кодтау
қарастырылмаған сувальд құлып үлгілері кездеседі, бірқат оларды кілтті
алмастыру жағдайында лақтыру керек. Оларда құлыптың тек бір бөлігін –
секрет механизмін алмастыру қарастырылған.
Кодтық құлыптар. Кодтық құлыптар – кілтпен емес, арнайы сандық
комбинациямен ашылатын кілттеу қондырғысы. Әдетте код пернетақта арқылы
енгізіледі немесе арнайы цилиндрде көрінеді. Кодтық құлыптардың құлыптық
скважинаға ие болады, сондықтан бұзудың дәстүрлі әдістеріне төзімді болады,
сондықтан қарапайымдармен салыстырғанда аса сенімді болып табыдады. Олардың
да әлсіз жері бар – секреттік кодты ұмыту оңай емесе оны білу қажет емес
адамдарға кездейсоқ айтылуы мүмкін (сурет 4).

Кодтық құлыптар

Сурет 4

Кодтық құлыптар қолдану саласы өте кең. Олармен кіру есіктерін, кейс,
сейф, шабадан, т.б. жабдықтайды. Кодтық құлыптардың негізгі екі типі бар:
электрондық және механикалық.
Механикалық кодтық құлыптар жинақтық дөңгелектер мен батырмалық
болады. Жинақтық дөңгелектері бар құлыптар дөңгелек саны бойынша жіктеледі.
Бірнеше жинақ дөңгелектері бар құлыптар аса әлсіз, сондай-ақ, бірнеше
минутта таңдауға болатын секреттік комбинациялардың шектелген саны болады.
Бір жинақтық дөңгелегі бар құлыптар сенімді және бұзуға біршама төзімді.
Олардың бір кемшілігі бар – кодты ұзақ теру ыңғайсыз және құлыпты қайта
бағдарламалауға болмайды. Сонымен қатар, батырмалық механикалық құлыптар
болады, бірақ олардың құпиялық деңгейі сандық комбинациялардың өте аз
мөлшерінен ешқандай сынға төзе алмайды. Мұндай құлыптаушы қондырғылар
кіреберіс қорғау үшін жарамды болса, пәтерлер мен қоймалар үшін сенімсіз.
Кодтық механикалық құлыптар біздің отандастарымызға соңғы оң жыл бойы
оларды көппәтерлі үйлердің кіреберістеріне орнату арқылы белгілі болады.
Олар қорек көзіне қосуды талап етпейді, құлып сквжаиналары мен кілт керек
емес. Мұндай құлыпты ашу үшін тек бірнеше батырманы басу керек. Бір
үлгілерде осыдан кейін серіппелі механизм іске қосылып, тиек автоматты
ашылады. Басқаларында – тиек ашу үшін тұтқышты тарту керек (сурет 5).
Кодтық механикалық құлып

Сурет 5

Есік жабылған соң кез-келген кодтық құлып өздігінен қорғау режиміне
ауысады. Кодтық құлыптар құпиялығы код теруге қатысатын батырмалар санымен
және оларды қолдану әдісімен анықталады. Мұнда, кодты периодты алмастыру
керек. Біріншіден, жерде әңгіме тез таралады, екіншіден, жиі қолданудан
жұмысшы батырмалар беті тегістеліп, шаң мен ластан тазарады. Кодты сіз
теріп жатқан кезде, кездейсоқ басқа адам көруі мүмкін. Кодты алмастыру үшін
кейбір құлыптарды ашу керек болса, басқаларында есіктің кері жағындағы
панельді шешу керек. Сонымен қатар, құпияның магниттік механизмді кодтық
құлыптары болады. Берілген тип құлыптарының батырмалары мен құлып
скважиналары болмайды. Олар кілттегі магниттер мен құлып механизмі
магниттерінің сәйкестігі кезінде ашылады. Кодтық құлыптар есіктің белгілі
бір жеріне басылады.
Кодтық құлыпты сирек қожайын өзінің үйінің кіру есігіне орнатады.
Кодтық құлыптар толыққанда құлып болмайды. Ал олардың тиегі бөлмеаралық
немесе сантехникалық есіктерде орнатылатын ілмекті құрайды.
Электр құлыптары. Әлемде элеткроникаға қарағанда сенімді әрі қырсық
зат болмаған. Электр құлыптарының екі түрі бар: электромеханикалық жетек
пен электромагниттік құлыптар.
Электромеханикалық құлыптар. Электромеханикалық құлыптар сырт құрылысы
жағынан жойылған батырманы басу кезінде болатын 12 немесе 24 вольт кернеу
көзінен токтың электр импульсін ашу мүмкіндігімен қарапайым механикалық
құлыптарды құрайды.
Мұндай құлыпты үш әдіспен ашуға болады:
– жойылған батырмадан берілетін электр импульсімен;
– құлып корпусының ішкі жағында орналасқан механикалық кілтпен;
– электр батырмалы қарапайым механикалық кілтпен.
Электромеханикалық құлыптар үлкен емес элеткромагниттік ілмекпен
басқарылатын ашылатын мехзанизмге ие. Есік жабылғанда жабушы ригель
жабылып, үлкен емес күштемемен серіппе асты және шығарылған күйде қалады.
Сонымен қатар, автоматты заводталады және ілмекпен ашылу механизмнің қатты
серіппесі бекітіледі. Құлыптың ашылуы кезінде электромагнит ілмекті
босатады және серіппе босап, жабушы ригелт серіппе кедергісінен өтіп, оны
алып шығарады. Құлыптың мұндай конструкциясы екі кемшілікке ие:
– тиектің жабушы стерженінің ұзындығының қысқалығы;
– құлыпты қашықтықтан қайта жабудың мүмкін еместігі.
Бұл дегеніміз ашу белгісін берген соң мұндай конструкциялы құлпы бар
есік оны ашып, қайта жапқанға дейін жабылмаған күйде қалады дегенді
білдіреді.
Электромагниттік құлыптар. Электромагниттік құлыптар қымбат емес және
орнатуға жеңіл. Мұндай құлыптар өрт кезінде, теракт немесе апат жағдайында
эвакуациялау кезінде біршама ыңғайлы. Олардың ұстаушы күші 300-500 кг-нан
аспайды. Электромагниттік құлып тегіс болат пластиналы қуатты электромагнит
құрайды. Электромагниттік құлыпты жабу үшін оның электромагнитіне тұрақты
кернеу беріледі. Есікті жабу кезінде оған бекітілген болат пластина
тартылып, магниттік өрісімен ұсталынады.
Электромагниттердің үздік конструкцияларында есіктің жабық жағдайы
есік дәлелшісімен қолданады, ал электромагнитке тек кернеудің зондтаушы
импульстері беріледі, бұл арқылы құлыптың энергияны пайдалануы бірден
төмендейді. Есік ашу амалында электромагнитке құлып бақылаушысымен толық
шектеуші кернеу беріледі. Электромагниттік құлыпты ашу қоректенуді сөндіру
кезінде болады. Мұндай құлыпты жинауда есік дәлелшісін қолдану керек.
Электрондық кодтық құлыптар. Электрондық кодтық құлыптар сейфтер
жиынын қолдайды (мысалы, енгізуді блоктау немесе ашылуды тоқтата тұру).
Жауапты мекемелерді қорғау үшін мұндай құлыптар жиі қолданылады.
Артықшылығы бойынша электрондық кодтық құлыптарды банктердің қорғаныс
қызметтері қолданады. Олардың қымбаттылығы жалғыз кемшілігі болып табылады
(сурет 6).

Электрондық кодтық құлыптар сейфте пернетақтадан ашылады

Сурет 6
Қуанышқа орай, электрониканың барлығы қымбат емес. Бүгінгі таңда
қолайлы бағамен кодтық компактылық пен ыңғайлылыққа ие электрондық
құлыптарды табуға болады. Сөз электрондық көзге түспейтін құлып туралы
қозғалады. Олар жақында пайда болды, бірақ біздің сайтымыздың эксперттері
олардың жуырда кодтық құлыппен қоса барлық құлыптардың асып түсу мүмкіндігі
бар деп санайды. Эксперттер пәтерлер мен мекемелерді қорғау сенімділігі
үшін көзге түспейтін құлыпты таңдауды ұсынады. Өйткені кез-келген
мехникалық құлып бір-екі деп ашылатындығы белгілі. Соған мысал
келтірейік:
Көзге түспейтін құлыптар шағын, сенімді. Кодтық тәрізді олардың
құлыптық скважиналары болмайды. Пернетақтасы да жоқ. Бұл техника ғажабы
қалай ашылады? Арнайы электрондық кілтпен: радио-брелок немесе прокси-
картамен. Мұндай кілт өте ыңғайлы және естен шығып кетпейді. Ең бастысы
оның қауіпсіздігі. Егер кодтық құлыптар өзін пернетақтамен көрсетсе,
дәстүрлі механикалық құлыптар құлып скважинасымен көрсетіп қояды, ал көзге
түспейтіндер ұры көзінен толық жасырылған.
Тіпті ең керемет ұрылар көрінбейтін құлыпты ашу тұрмақ, оның үлгісін
мен орналасуын анықтай алмайды. Оларға тек жабық есікті сындыру немесе
келген жағына қайту амалы ғана қалады. Сөйтіп қожайын мүліктері аман-есен
өз орнында қала береді.
Кодтық электрондық құлыптардың барлық артықшылықтары жетектің
электромеханикалық құлпы сынып қалуы мүмкін, әдетте ол қарапайым
механикалық құлыппен қосымша жабдықталған (сынып қалу немесе электрондық
құлыптың істен шығуы кезінде).

3. Қол жеткізуді бақылау жүйелері
Бұл атау астарында жинақ өрісінің орнына электрондық кілт- есептеуіш
қолданылатын электрондық кодтық құлып жатыр. Электрондық кілт қалыңдығы 6
мм және диаметрі 20 мм болатын пластмасса құйрығы бар цилиндрлік басты
құрайды. Басында ұзындығы бірнеше ондаған байт болатын магниттік код
тігілген. Кілттің ең жоғарғы екілік саны 280 триллионға тең – құлып
осындай әртүрлі комбинацияларға ие болуы мүмкін. Әр кілт жалғыз және
қайталанбас нөмірге ие. Кілттер еркін сатылады. Сандық комбинациялардың
үлкен мөлшерінде кілтті таңдау мүмкін емес, ал қол жеткізуді бақылау
жүйесінің барлық міндеті қолда бар кілттерді тіркеуге негізделеді. Құлыпты
ашу үшін кілт басын есептеуіш тұмсығына қою керек. Жүйе жаңа кілттерді
тіркеу мен қажетсіздерін жою қызметіне ие.
Алуан түрлі электромеханикалық және электромагниттік құлыптардың жеке
пәтер мен үйлер иелері арасында таралуы жоғары емес. Өзінің үйлерінің кіру
есіктеріне адамдар механикалық құлып қояды. Олар үйреншікті, сенімдірек
және электр жүйесіне қосылуды талап етпейді. Электр құлыптарының ұнамды
қасиеттері – қашықтықтан басқару, құпиялықтың жоғарғы деңгейі, құлып
скважинасының болмауы - әлсіз жері болып табылатын электр тоғы арқасында
қамтамасыз етіледі. Электр құлпын сатып алғанда басқару жағдайы болмауынан
сіз қосымша тәуелділікке ұшырайсыз. Электр тоғының сөнуі мен біздің
жүйелердегі кернеудің секіруі – сирек жағдай емес.
Электр құлыптарының өндірушілерінің көпшілігі олардың өнімдері
қоректенудің қор көзімен жабдықталған деп айтады (аккумулятор немесе
батарейка). Уақыттың белгілі бір мерзімінде бұл көзі құлыптың қалыпты
жұмысын қамтамасыз етеді. Кейбір өндірушілер қор көзі қамтамасыз ете алатын
ашу-жабудың циклдерінің нақты санын келтіреді. Алайда оның барлығы жүз
пайыз кепіл бере алмайды: аккумулятордың істен шығу жағдайлары болады
немесе ол электр тоғын қайта қосқанға дейін отырып қалады.
Электроника істен шығуы электр энергиясының сөнуінен ғана болмайды.
Істен басқару блогы, код терудің пультінде қажетті батырма немесе қандай да
бір бөлшегі шығуы мүмкін. Электроника өте қырсық зат - әсіресе ылғалдылық
пен температураның жоғарылауы кезінде. Сондықтан тұрғын үйге электр құлпын
орнату туралы дұрыстап ойлану керек, ал оған қосымша механикалық орнатқан
жөн – қажет болғанда қолдану үшін. Электр құлыптары қоғамдық мекемелерге
жарамды. Олар сөзсіз ыңғайлы, бірақ күзет немесе орында кеңсе
қызметкерлерінің болуын қарастырады. Шекті жағдайда олар жарамсыз.
Электр құлыптары механикалықпен салыстырғанда бірқатар артықшылыққа
ие (электр энергиясын жіберуді ескермегенде). Ең алдымен, құлыпты жасырын
орнату мүмкіндігі. Көпшілік үлгілерінде құлып скважинасы болмайды, ал
басқару пульті құлып орналасқан жерде орналаспайды. Мысалы, пульт есіктің
қасындағы қабырғаға, есік тетігі немесе есіктің кез-келген жеріне
монтаждалуы мүмкін. Ұрыларға құлыптың орналасуы белгісіз болса, олар әдетте
кетіп қалады (сурет 7).

Электр кұлыптың механикалық құлыппен бірігуі

Сурет 7
Электрондық-механикалық құлыптың батырмасы мен ішінен ашу үшін
механикалық құлып пен код теру қондырғысы болады.
Ары қарай электр құлыптары есіктің ашылуын біршама қысқартады – тіпті
код теру керек болса (магнит кілттер мен карта арқылы ашылатын үлгілері
тіпті ыңғайлы). Олардың арасында брелоктан жіберілетін радиосигналға жауап
беретін нұсқалары да болады. Барлық электр құлыптары есік қапсырылған соң
автоматты түрде уақыттың белгілі бір аралығында жабылады.
Алайда назарды көп үлгілердің тез әсер етуі тек электрондық басқарумен
емес, сондай-ақ, ысырма ретінде жедел фиксатор-тіл қолданылуымен
байланысты, оған қол жеткізіп, ашу керек. Сондықтан электр құлыптарының
осындай түрлері бар есіктерде майыстыру немесе кесуге болмайтын қуатты
жапқыш болу керек. Біздің анықтама: жапқыш – есік рамасын жабатын есік
төсемінің бөлігі. Ағаш есіктердің (металлмен салыстырғанда) төсемінде
жапқыштар болмайды. Сондықтан егер ағаш есік сыртқа ашылса, онда қорап пен
төсем арасында ілмек-ысырмаға қол жеткізуге болатын саңылау болады. Ал
егер ішке шылса, онда бекіткіш тіл үлкен жүктемені көтере алмау мүмкін:
есік иінмен қағылады. Сондықтан ағаш есіктегі электр құлыптары қоғамдық
мекемелерге жақсы.
Толыққанды ысырмалармен моторы бар электр құлыптары жабдықталған. Бұл
басқа мәселе. Мотор бір немесе бірнеше ригельді жылжытады немесе тіпті
тұтас ригель жүйесін ысырады. Электр моторымен құрылатын күш біршама үлкен:
ригельдерді сығу мүмкін емес.
Электр құлыптарына жататын тағы да бір қондырғы электромеханикалық
ілмектер болады. Ілмек есік рамасына механикалық ұлыптың жауап бөлігінің
орнына орнатылады. Сіз есікті қарапайым кілтпен жабасыз және құлып ысырмасы
ілмек ішіне жылжиды. Есікті тек кілт немесе ілмек қолданып ашуға болады.
Ілмек механизмі жұмыс істегенде, ол құлып ысырмасын босатады және есік
ашылады. Электромеханикалық ілмектер есіктердің дерлік барлық түрлеріне
арналған: әйнек, ағаш, металл, жылжитын және тіпті тербелмелі.

КОДТЫҚ ҚАТЫНАУ КҰЛЫБЫНДА ҚОЛДАНЫЛАТЫН ЭЛЕКТРОНДЫ ЭЛЕМЕНТТЕР

Дипломдық жұмыста жобаланған кодтық қатынау құлыбын жобалауда келесі
элементтер қолданылған:
– Микроконтроллер PIC16F877.
– 8-битті регистр DM74LS273.
– Декодердемультиплексер DM74LS139.
– Seven-segment display.
Енді келесі бөлімдерде осы элементтердің негізгі жұмыс жасау
принциптері мен эволюциясына қоса олардың осы күнгі жалпы жағдайларына
тереңірек тоқталамыз.

2.1 Микроконтроллерлердің дамуы
Микроконтроллердің (МК) процессорлық ядросы ортақ процессорлық құрылғы
архитектурасының, МК жартылай өткізгішті үлкен ИС (интегралдық схема)
өндіру технологиясының, архитектураның сұлбатехникалық орындалуының
бірігуінің көрінісін береді. МК архитектурасы – ішкі және сыртқы
программалық қолжетімді ресурстардың, командалар жүйелерінің, үзілу
жүйелерінің, енгізушығару функцияларының және магистраль бойынша алмасу
хаттамаларының жиыны. МК нарығында бір уақытта әр түрлі архитектуралы
процессорлар өмір сүреді.
МК-ң негізгі классификациялық белгісі – процессордың разрядтылығы. 4-,
8-, 16-, 32- разрядты және DSP (Digital Signal Processor) МК ажыратылады.
Процессордың разрядтылығына МК-ң ішкі жадының максимал көлемі, бағасы
мен өнімділігі тәуелді, шамамен разрядтылықтың әрбір еселенуіне екі реттен.
Кондырылған жады көлемін ұлғайтқан кезде процессорға кететін шығын азаяды.
Сондықтан қондырылған жады көлемінің белгілі бір мәнінде жоғары разрядтылы
процессорға көшу үнемді болады.
4-разрядты МК микроконтроллер өндірісінің 10% алады. Негізінен олар -
электрондық сағаттарда, калькуляторларда, сондай-ақ тұрмыстық аппаратура
контроллерлерінде және көліктік электроникада қолданылу үшін өндірілген
бұйымдар.
Микроконтроллер шығару көлемінің негізгі үлесі 8-разрядты МК-ға тиеді,
себебі мұнда баға және техникалық сипаттамалар қатынасы тиімді
қарастырылған. Заманауи 8-разрядты МК-лер 100 МГц-ке дейінгі жиілікте жұмыс
істей алады, бұл оларға тек қана логикалық және цифрлық басқару мәселелерін
емес, сонымен қатар сигналдарды цифрлы өңдеу мәселелерін де шешуге
мүмкіндік береді. Жылдамдықтарын шектейтін негізгі фактор жадыға қатынау
уақыты болып табылады.
8-разрядты МК ядросы СISС (Complex Instruction Set Computer)-
архитектурасы және RISС (Reduced Instruction Set Computer)-архитектурасы
негізінде жүзеге асырылады.
16-разрядтылы МК нарықта микроконтроллер өндірісінің үштен бір бөлігін
алады. Алайда кейінгі кезде сигналдарды цифрлы өңдеудің құрылғыларының кең
шығарылуына байланысты жоғары өнімділікті қамтамасыз ететін 32-разрядты МК-
ға жол береді.
8-разрядты МК өнімділігі жеткілікті болатын қолданыс аяларының саны
баршылық, сондықтан осы арзан МК кең қолданылып келеді. Гарвардтық RISC-
архитектуралы 8-разрядты МК-лер CISC-архитектурасымен салыстырғанда
программа орындалуының және мәліметтерді өңдеудің жоғары жылдамдығын
қамтамасыз етеді.
8-разрядты МК-мен салыстырғанда 16-разрядты МК өңделетін мәліметтердің
үлкейтілген разрядтылығымен, командалардың кеңейтілген жүйесімен және
адрестелу әдістерімен, регистрлардың көбейтілген тобымен және адрестелетін
жады көлемімен сипатталады.
RISC-архитектураның артықшылығы – оның қарапайым командалары машиналық
циклдардың аз санында жүзеге асырылады. RISC-архитектурада әрбір команда
минимал уақыт ішінде орындалады (1-2 машиналық цикл, такт), процессордың
жалпы регистрларының максимал мүмкін саны (бірнеше мың), процессордың
үлкейтілген разрядтылығы (12, 14, 16 бит). Үлкен ИС тығыз құрастырылуының
нәтижесінде көп көлемді командаларды жүзеге асыру мүмкін болды.
Өзінің өнімдерін тұрақты түрде дамытып отыратын Аtmеl (Advanced
Technology MЕmory and Logic) фирмасының өнімдері ортақ базалық архитектура
шеңберінде 8-шығысты арзан шағын tinyAVR™-дан (1 Кбайт флэш-жадысы)
басталып, күрделі қосымшалар үшін арналған megaAVR™-мен (128 Кбайт флэш-
жадысы) аяқталады. AVR МК тобына программаны әлсіз МК-ден күшті МК-ге
ауыстыру кезінде командалар жүйесінің үйлесімділігі тән. Бір топқа бірдей
ядросы болатын бұйымдарды жатқызады. Бұл жерде бірдей ядро дегеніміз
командалар жүйесі, орталық процессор жұмысының циклограммасы, программа
жадысы және мәліметтер жадысының ұйымдастырылуы, үзілулер жүйесі және
перифериялық құрылғылардың негізгі жиыны. Қайта программалау мүмкіндігі
жобаланып жатқан құрылғыда МК-ң барлық шығыстарын максималды тиімділікпен
қолдануға жағдай жасайды.
Әмбебап 16–разрядты МК орта өнімділік көрсететін нақты уақыт жүйесінің
жұмысы үшін қолданылады. Олардың құрылымы және командалар жүйесі сыртқы
оқиғаларға жылдам жауап беруіне бағытталған. Олар электрқозғалтқыштарды
басқару жүйелерінде көбірек қолданылады. 16-разрядты МК-ң ортақ
ұқсастықтары ретінде жоғары өнімділікті 16- немесе 32-разрядты процессорлық
модульдің қолданысы (жылдам әрекеттілік 10-50 MIPS (Millions Instructions
per Second); цифрлық ақпаратты өңдеудің жылдамдығын арттыратын
арнайыландырылған құрылғылар мен ішінде 16-разрядты жүйелік магистральдің
(16-разрядты мәліметтер шинасы) қолданысын айтуға болады.
32-разрядты МК кристалында МП-дан басқа ондаған Кбайтқа дейінгі көлемі
бар командалардың ішкі жадысы, бірнеше Кбайтқа дейінгі мәліметтер жадысы,
таймерлік және коммуникациялық процессорлар, тізбектелген алмасу модулі
және т.б. орналасады. Ішкі құрылымда принстондық немесе гарвардтық
архитектура қолданылады. Заманауи 32–разрядты МК ARM (Advanced RISC-
machine)-архитектураны қолдайды. Құрамына кіретін процессорлардың CISC-
немесе RISC-архитектурасы болады, ал олардың кейбіреулері суперскалярлы
архитектура құрайтын бірнеше атқарушы конвейерлерге ие.
Көптеген заманауи Intel x86 архитектурасын қолдайтын МП-ң ядролары
мультискалярлы конвейерлі өңдеуді және сыртқы Intel х86 интерфейсін
қолдайтын RISC-архитектура бойынша орындалған. RISC-ядросының кішкентай
өлшемдері құрамында оперативті және тұрақты жадысы, DSP, қосымша логика
және қосымша элементтері болатын үлкен тапсырысты сұлбаларды біріктіре
алады.
Flash Memory (флэш-жады) – энергияға тәуелді қайта жазылатын жадының
технологиялық түрі. Қазір ол соншалықты арзандады, тіпті жадының басқа
альтернативті түрлері қолданыстан шықты. Flash Memory үлкен көлемді
ақпараттармен жұмыс істеген кезде жылдамдық жағынан салмақты артықшылық
береді (мысалы, цифрлық камераларға немесе МР3-плеерлерге тән ағындық
оқужазу кезінде).
Flash-микроконтроллері және программалатын логиканың микросұлбаларын
шығаруда әлемдік көшбасшылардың бірі болып табылатын Atmel корпорациясының
жоғарыда аталған сұлбаларынан басқа өзінің МК-не уақыттың нақты
масштабындағы эмуляцияны кірістіреді, өзіндік программалау функцияларын
жүзеге асырады, перифериялық модульдердің санын кеңейтеді және дамытады,
арнайыландырылған құрылғыларды ендіреді (радиожиілікті таратқыш, USB
(Universal Serial Bus)-контроллер, сұйықкристалды көрсеткіш драйвері,
программаланатын логика, DVD контроллер, деректерді қорғау құрылғылары)
және т.б.
Қарқынды өндіріс темпіне ие және Atmel компаниясы шығаратын АVR МК
келесілердің үйлесімділігін қолданады: жартылай өткізгіштерді дайындаудың
энергияны үнемдейтін технология CMOS (Complimentary Metal-Oxide
Semiconductor), прогрессивті RISС-архитектура және Flash-EPROM (Erasable
Programmable Read-Only Memory) немесе Flash-EEPROM (Electrically EPROM)
типті жүйелікті программаланатын жады. Осының нәтижесі ішкіплаталық басқару
мәселелерінің тиімді шешімі және қонымды бағасапа қатынасы болып табылады.

EEPROM кез келген кездейсоқ ұяшыққа жеке қолжетімділікті рұқсат етсе,
флэш-жады тек толық блоктарға қолжетімділікті рұқсат етеді. EEPROM flash-
жадымен салыстырғанда көлем бойынша кіші (килобит бірліктері-мегабит
бірліктері) және бағасы жағынан қымбат. Flash пайда болғаннан бері
компьютердің BIOS (Basic Input Output System) программалық жаңартуын немесе
тұрмыстық электрондық құрылғылар үшін басқарушы программаларды қайта жазу
мүмкіндігі пайда болды.
Микросұлба логикасының күрделенуі және жақсырақ технологияның келуімен
Майкл Слейтер (Microprocessor Report журналдың негізін қалаушы) болашақта
транзисторлардың тығыздығын (МП өнімділігі) екі еселеу үшін 18 айдан көп
уақыт керек қажет дейді, себебі үлкен ИС-ды дайындау, жобалау және дұрыстау
кезінде пайда болатын маңызды технологиялық бөгеттерді жою уақыты көбейеді.
Әсіресе жылу бөлу және қуаттың берілу мәселелері асқындайды. Бүгінгі таңда
транзисторлардың ауысып қосылуына қажетті жылдамдыққа жету бекітпеде
оқшаулағыш тотықтың ені бірнеше молекулаларға дейін өзгеруіне алып келеді
және кристаллда тесіп өтуді (breakdown) болдырмау үшін төмен қоректендіруші
кернеуді қолдану қажет. Intel фирмасы микросұлбалар болашақта шамамен 1В
кернеумен жұмыс істеп, 50 А ток күшіне сәйкес болатын 40-50 Вт қуат
қоректенеді деп болжайды.
Кристалл құрылымының ішінде көлемді токтың біркелкі үлестірілуі және
жылудың үлкен көлемінің шашырауы күрделі мәселе болып табылады. Мамандардың
айтуынша кремний құралдарын заманауи дайындаудың әдістердің физикалық шегі
2017 жылға қарай қамтылады. Микросұлбалардың физикалық өндірісінің
технологиясының ауысуы программалық қамтама жасау технологиясында да
өзгерістерді талап етеді, МК және МП архитектураларында үлкен өзгерістерге
алып келеді.
Қалыптасқан тәжірибеге сәйкес көптеген МК өндірушілер қолданушы
қосымшаларын жасау кезінде өздерінің өнімдері негізінде басқа
өндірушілердің программалық (мысалы: Keil software фирмасының µVision3 IDE
(Integrated Development Environment) программалық ортасын; Metaware
фирмасының MetaDeveloper пакетін) және аппараттық құралдарды қолданады. IAR
Embedded Workbench™ (IAR EWARM) өңдеу біріктірілген ортасы - әр түрлі
81632-биттік МК негізінде аяқталған қолданбалы жобалар жасауға рұқсат
беретін қуатты дайындау-дұрыстау құрал. Бұл - кең танымал профессионалды
программалық унифицирленген орта, жақсы жаңартылатын, жұмыстың қарапайым
ережесіне және Windows ортасында жұмыс істейтін ыңғайлы терезелік
интерфейсі бар бірегей программа-қабықшаға біріктірілген инструменталды
құралдардан тұратын жинаққа ие.
IDE IAR EWARM қарапайым және кеңейтілген жобалық моделдер жасауға
мүмкіндік береді. Құрамында қолданбалы кітапханалық жобалар үшін дайын
шаблондар бар. Жобаның әрбір типі үшін бір немесе бірнеше құрастыру
конфигурациялары анықталуы мүмкін.
МК көптеген түрлерін талдау нәтижесінде өзінің дамуында МП-ң алдыңғы
эволюциясына сүйенген түрлер салыстырмалы түрде ұзақ өмір сүретінін
көрсетті. Талдау нәтижесінде тәжірибемен тексерілген тұрақты құрылымдық
шешімдер мен жаңа МК түрлері пайда болады.
Мобильді байланыстың кең қолданысы заманауи объектілерде МК жасанды
интеллектісінің жиірірек қолданылуына алып келді. МК программаторларында
әдетте өздерінің жеке басқару программасы болады. МК-мен шешілетін
тапсырмалардың диапозоны соншалықты кең, олардың өндірушілері
қолданушылардың әр түрлі сұраныстарын қанағаттандыру үшін көптеген
өзгертулер енгізуге тырысады. Бұрынырақ өзіндік құрастыруды орындау үшін
микроконтроллерлік құрылғының жұмыс істеу процесін анықтау керек болды,
программалық және аппараттық қамтаманың әрбір құрылысын түсіну қажет
етілді. Программаларды жасаудың біріктірілген орталарының (қабықша) пайда
болуы МК үшін программа жазудың тиімділігін арттырды, командалар жүйесін
жаңа нұсқаулықтармен толықтыруға және жүзеге асырылып жатқан қызметтердің
өсуіне септігін тигізді. Сонымен қатар жобалаушыға шешілуі тиіс
тапсырманың орындалуының нақты бөліктерін ойластырмай, олардың мәніне ғана
көңіл аударуға мүмкіндік берді.

2.1.1 Микроконтроллерлерлік басқару жүйелері
Бүгінгі таңда микроконтроллер (МК) негізіндегі басқару және бақылаудың
қондырылған (insertion, embedded) жүйелері кеңінен қолдануда. Күрделі
техникалық объектілер мен жүйелерді басқару ақпаратты өңдеу саласында
негізгі бағыттардың бірі және көптеген бағыттардың негізгі зерттеу пәні
болып табылады. МК дайын біркристалды ЭЕМ микросұлбасы түрінде жасалады. МК
құрамында микропроцессорлық ядро басқаруымен өз жұмысын атқаратын
қондырылған (кірістірілген) қосымша құрылғылар болады. Қазіргі кезде
шығарылатын процессорлардың басым көпшілігі микроконтроллерлер болып
табылады. Микроконтроллермен басқарылатын объектілердің саны көп екендігі
ескеріле отырып, олардың жылдық өнімі микропроцессорлар өнімінен бірнеше
есе асып түседі.
МК – әр түрлі мақсаттарға арналған аппараттық кешендердің басқарушы
ядросы. Олар қондырылған жүйелердің көптеген есептерін, мақсаттарын шешеді,
қажетті жұмыс жылдамдығына, әмбебаптылыққа ие, сыртқы ешқандай электрлік
тізбектерді қажет етпегендіктен, жоғары икемділікті, деректер қауіпсіздігін
және беріктілігін қамтамасыз етеді.
МК-да микропроцессорлық құрылғы және перифериялық (шалғай) жабдық
біріктіріледi. Бұл жобаланып жатқан құрылғының массасын, меншікті
энергияқоректенуін (мАМГц) және бағасын төмен түсіруге мүмкіндік береді.
Заманауи МК әр түрлі топтар құрайды. МК программисттермен енгізілген
программаларды орындайды. Олар әр түрлі құрылғыларды басқара алады, қосымша
құрылғылардың минимум саны арқылы олардан мәліметтер қабылдай алады, себебі
қажетті перифериялық сұлбалардың қажетті саны МК кристалында орналасқан.
МК деректерді өңдеудің жаппай құралына айнылудың үш себебі бар: 1. әр
түрлі функцияларды атқаруға бір ғана сұлбаны қолдануға мүмкіндік беретін
программалық басқару; 2. жадысы бар процессордың енгізу-шығару
құрылғыларымен бір кристалда бірігуі, сол себепті аппаратураны қосымша
сұлбалардың минималды сандары арқылы құруға мүмкіндік береді; 3.
қолданушының өз қажеттіліге қарай сұлбаны программалау мүмкіндігі.
МК қолданудың негізгі аймағы мәліметтерді цифрлы өңдеудің қондырылған
жүйелері болып табылады. Осы жүйелерде МК шешетін тапсырмаларды үш группаға
бөлуге болады: дискретті (релейлі) басқару; аналогты басқару; сигналдарды
цифрлы өңдеу.
Дискретті басқарудың тапсырмалары цифрлы автоматтардың, есептеуіш
құрылғылардың және программаторлардың класын қамтиды. Осы тапсырмалар
деректерді өңдеуде логикалық операциялардың басымдылығымен сипатталады.
Есептеу көлемі үлкен емес және бүтінсанды арифметика көлемінде шешіледі.
Кіріс және шығыс деректер релейлі типті құрылғыға келеді және содан
шығарылады. Басқару оқиғалар бойынша, сонымен қатар бір секундтағы реакция
уақыты көрсетілетін уақыттық диаграмма бойынша жүргізіледі. Аналогты
басқару тапсырмаларында аналогты датчиктерден келіп тұсетін ақпараттар
өңделеді, басқарушы әсерлер есептеліп, атқарушы аналогты құрылғыларға
жіберіледі. Есептеу дәлдігіне талаптар ереже бойынша 8-12 разряд құрайтын
датчиктер мен атқарушы құрылғылардың дәлдігімен анықталады. Басқару сыртқы
әсерлерге жауап қайтаруға қажетті уақытпен қамтамасыз ететін жиілікпен
жүзеге асырылады. Сигналдарды цифрлы өңдеудің тапсырмаларында ереже бойынша
12-24 разряд құрайтын сигналдардың электронды түрлендіргіштері дәлдігімен
нақты уақытта көлемді есептеулер жүргізіледі. Қателердің жиналуының алдын
алу үшін аралық есептеулер салыстырмалы түрде жоғары дәлдікпен орындалады
[3]. Деректерді өңдеу 10 кГц пен 10 МГц аралығындағы сигналдың дискреттелу
жиілігінде орындалады.
МК микропроцессорлардан (МП) түрлі жүйелерді басқару функциясын
атқарумен және салыстырмалы түрде әлсіз есептеуіш ядроға қарамастан,
көптеген қосымша түйіндерді біріктірумен ерекшеленеді. МК және МП арасын
қатаң шекарамен бөлуге де болмайды (мысалы, мобильді құрылғыларға
(телефондар, қалта компьютерлері, цифрлы видеокамералар) арналған МП-ларда
процессор бір мезгілде қатты дамыған есептеу қорларына ие болуы және
көптеген сыртқы компоненттерді басқаруы керек.
Әр түрлі қосымшалар үшін процессорлық модульдің архитектурасымен,
кірістірілген жады типімен, перифериялық құрылғылар жиынтығымен және т.б.
айрықшаланатын МК-ң көптеген саны қолданылады. МП-ға қарағанда МК-да
программалар мен деректер логикалық тәуелсіз жады блоктарында орналасатын
жадының гарвардтық архитектурасы жиірірек қолданылады. Көп МК-лерде сыртқы
жадыны қосуға арналған шиналардың болмауы мүмкін. Ең арзан жады типтері тек
қана бір рет жазуды қолдайды.
Принстондық (Фон-неймандық) архитектура МК құрылысын программалар,
деректер немесе стектердің еске сақтау құрылғыларын қолдану қажеттілігі
болған жағдайда бір ғана ортақ жадыға қатынау арқылы жеңілдетеді. Бұл нақты
уақытта жұмыс істейтін операциоялық жүйелер жасаушыларға белгілі бір
икемділік береді.
Гарвардтық архитектурада командалар аз такті көлемінде
орындалатындықтан, параллелді операцияларды орындау үшін көптеген
мүмкіндіктер ұсынады.
МК классикасы болып жасаушылар арасында ұзақ жылдар бойы кең танымал
MCS-51 тобы саналады. Мұндай жағдай әлемге танымал өндірушілер ұсынған
буын клондарының кең номенклатурасы және архитектуралық шешімдермен,
сонымен қатар дайындаушылар мен тапсырысты жеткізушілердің тиімді баға
саясатымен байланыстырылады.
Сонымен, МК-да орналасатын типтік сұлбалар: программа жадысынан команда
кодтарын қабылдап, оларды декодтайтын және орындайтын орталық процессорлы
құрылғы; программалар жадысы (командалардың кодтарын сақтайды); деректердің
оперативті жадысы (программалар айнымалыларын сақтайды; стек болуы мүмкін);
МК жұмысының жылдамдығын анықтайтын тактілік генератор; МК дұрыс іске
қосылуын қамтамасыз ететін түсіру тізбегі; сыртқы құрылғылармен деректермен
алмасуды қамтамасыз ететін тізбектелген порт; енгізушығару әмбебап цифрлы
порттары; уақыттық интервалдарды санауда қолданылатын таймер;
программалардың істен шығуларының алдын алатын WDT (Watchdog timer)
күзеттік таймері (қатып қалған жағдайда процессордың қайта қосылуын
қамтамасыз етеді, яғни микропроцессорлық жүйені тұрып қалу жағдайынан
шығару).
Микроконтроллер жадысының ішкі жүйелерінің құрамы: программалар жадысы;
деректер жадысы; МК регистрлері. Программалар жадысы келесідей жүзеге
асырылуы мүмкін: ROM (Read-Only Memory) - көп рет программаланатын тұрақты
еске сақтау құрылғысы (ТЕСҚ); PROM (бір рет программаланатын ТЕСҚ); EPROM
(Erasable Programmable Read-Only Memory); EEPROM (Electrically EPROM);
Flash–EEPROM.
МК деректер жадысы статикалық оперативті еске сақтау құрылғысы (ОЕСҚ)
негізінде жұмыс істейді. МК тактілік жиілігінің ... жалғасы
Ұқсас жұмыстар
Кітапхана қоры негізінде мәліметтерге BDE технологиясы арқылы қатынау
Delphi және мәліметтер қоры сервері. мәліметтерге ado арқылы қатынау
Сигналдарды өңдеу жабдықтары
Бағдарламамен қамтамасыздандыруды өңдеу технологиясы
Ақпаратты өңдеу
Мұнай өңдеу
Топырақ өңдеу
Жүн өңдеу
Пиксельдік өңдеу
Теріні өндеу
Пәндер

Қазақ тілінде жазылған рефераттар, курстық жұмыстар, дипломдық жұмыстар бойынша біздің қор №1 болып табылады.

Байланыс

Qazaqstan
Phone: 777 614 50 20
WhatsApp: 777 614 50 20
Email: info@stud.kz
Көмек / Помощь
Арайлым
Біз міндетті түрде жауап береміз!
Мы обязательно ответим!
Жіберу / Отправить

Рахмет!
Хабарлама жіберілді. / Сообщение отправлено.

Email: info@stud.kz

Phone: 777 614 50 20
Жабу / Закрыть

Көмек / Помощь