يختلف التركيب الدقيق لوحدة المعالجة المركزية من صانع إلى آخر. ويبين الشكل (10) التركيب الأساسي الداخلي لجهاز (PLC) وهو يشبه التركيب الداخلي لجهاز الكمبيوتر الذي يعتمد على نظام النواقل (Bus System). ونظام النواقل يعتمد على عدد من النواقل (الموصلات الكهربائية): ناقل العنوان وناقل المعلومات وناقل التحكم. وأهم العناصر المتصلة بالنواقل هي المعالج والذاكرة بأنواعها بالإضافة إلى وحدات الدخل والخرج من أجل إدخال المعلومات من أجهزة الدخل أو إعطاء الأوامر لتشغيل أجهزة الخرج.

وتتكون وحدة المعالجة المركزية من عنصرين أساسيين وهما المعالج والذاكرة.

شكل (10)

• المعالج

وهو يقوم بالتحكم بجميع الأعمال والمهام المنوطة بجهاز (PLC) مثل استدعاء برنامج التحكم من الذاكرة خطوة خطوة وتنفيذه، كما يقوم باستقبال البيانات القادمة من الوحدات الطرفية مثل وحدات الإدخال والإخراج والاتصال بالمبرمجات وشبكات المتحكمات أو شبكات الحاسب الآلي الأخرى. وتختلف المعالجات بطول الكلمة (Word Length) التي تعالجها بالبت (32، 16، 8، 4)، وبسرعة تردد الساعة (Clock) التي تعمل عليها بالميغاهيرتز. ويشتمل المعالج على الوحدات الأساسية التالية:

• وحدة الحساب والمنطق (Arithmetic Logic Unit - ALU): وهي تقوم بتنفيذ العمليات الحسابية والمنطقية على البيانات المطلوبة. وتشتمل هذه الوحدة على مسجل يدعى (Accumulator (AC وهو مسجل خاص متصل

بشكل مباشر بوحدة الحساب والمنطق ويتم حفظ النتائج المباشرة للعمليات الحسابية والمنطقية فيه.

• وحدة التحكم (Control Unit): وهي تنظم وتتحكم بتتابع العمليات اللازمة لتنفيذ التعليمات المطلوبة في برنامج التحكم. وتشتمل على مسجل التعليمات، وهو مسجل يحفظ التعليمة المطلوبة حتى يتم تنفيذها. ويوجد كذلك في وحدة التحكم مسجل يسمى عداد البرنامج (Program Counter)، وهو يحتوي دائما على عنوان التعليمة التالية المطلوب تنفيذها.

وبشكل عام، يتم تنفيذ التعليمة بخطوتين رئيسيتين:

1. قراءة التعليمة من الذاكرة.
2. تنفيذ التعليمة.

ويتم ذلك بواسطة نقل محتويات مسجل عداد البرنامج إلى ناقل العنوان ثم تقوم وحدة التحكم بإعطاء الإشارات اللازمة لنقل التعليمة المطلوبة من الذاكرة إلى ناقل المعلومات ومنه إلى مسجل التعليمات. ويتم في مسجل التعليمات فك رموز التعليمة المطلوبة، ومن ثم تقوم وحدة التحكم بإعطاء التتابع المطلوب من الإشارات لتنفيذ التعليمة. وخلال تنفيذ التعليمة تتم زيادة مسجل عداد البرنامج ليؤشر على عنوان التعليمة التالية. ويتم تنفيذ التعليمة التالية بنفس الطريقة.

وتوجد بوحدات المعالجة المركزية بعض أزرار التشغيل نذكر منها:

ON – ويستخدم لتشغيل الوحدة وتوصيل مصدر القدرة إليها.

OFF – ويستخدم لفصل مصدر القدرة عن الوحدة.

RUN أو START ويستخدم لبدء تشغيل البرنامج بصورة دورية.

STOP ويستخدم لإيقاف تنفيذ البرنامج.

ويوجد على الواجهة الأمامية لوحدة المعالجة المركزية مصابيح بيان مكونة من ثنائيات مشعة للضوء للدلالة على حالة وحدة المعالجة التي قد تختلف حسب الصانع، منها:

POWER: مصدر القدرة يعمل بشكل طبيعي.

RUN: يقوم المعالج بمسح البرنامج والتحكم بالمخارج.

إذا أضاء بشكل متقطع فإن المعالج لا يعمل مع الاحتفاظ بحالة المخارج.

إذا كان مطفئاً فإن المعالج لا يعمل مع إطفاء المخارج.

FAULT: تم اكتشاف خلل في وحدة المعالجة المركزية.

LOW BATTERY: جهد البطارية أقل من الحد الأدنى.

• الذاكرة

وتحتوي الذاكرة بأنواعها على البرامج الأساسية لعمل الجهاز، وكذلك البرنامج المطلوب من الجهاز تنفيذه والمدخل من المستخدم. وهناك عدة أنواع من الذاكرة المستخدمة في جهاز المتحكم المنطقي المبرمج، وقد تم التطرق لأنواع الذاكرة في وحدات سابقة.

ويتم حجز أماكن معينة في الذاكرة بعناوين محددة لعدد هام من الوظائف الحيوية التي يقوم بها المتحكم المنطقي المبرمج PLC)) ومنها:

1. برنامج التحكم.
2. صورة وحدات الإدخال: يتم حفظ حالة وحدات الإدخال في هذا الحيز.
3. صورة وحدات الإخراج: يتم حفظ حالة وحدات الإخراج في هذا الحيز.
4. حيز الإعلام والعلامات ((Markers & Flags: وهي أماكن ذاكرة خالية يقوم الجهاز باستخدامها خلال تنفيذ البرنامج.
5. المؤقتات والعدادات.
6. متغيرات النظام.

مواضيع ذات صلة

الحساسات النانوية لرصد وتعقب حرائق الغابات

التكامل بين تكنولوجيا النانو وتكنولوجيا الاستشعار من بعد لرصد تلوث الهواء الجوي

الحساسات النانوية للحالة الصلبة

الحساسات النانوية لرصد ملوثات الهواء

تكنولوجيا النانو وصناعة الحساسات

الحساسات النانوية

تقنية النانو في الطباعة على الأسطح Nano–Lithography

تقنية الطباعة على الأسطح Lithography

التنافس العالمي في إنتاج الحاسبات المعتمدة على تكنولوجيا النانو

قانون مور

تركيب الترانزستور وكيفية عمله

ماهية الترانزستورات