Đây là một thanh ghi quan trọng trong CPU vì nó chỉ ra địa chỉ của lệnh kế tiếp mà CPU sẽ thực thi. Thật ra nó không phải là một bộ đếm gì hết! Nhưng do
nội dung trong nó tăng dần giống như một bộ đếm lên nên để dễ hình tượng, người ta đặt tên cho nó là bộ đếm chương trình. Khi CPU reset nội dung trong thanh ghi này là 0000H .
Ngoài ra, trong CPU còn có một khối rất quan trọng khác đó làø ALU (Arithmetic and Logic Unit) khối này thực hiện mọi công việc xử lý trong CPU. Dữ liệu được lấy từ các thanh ghi, được xử lý và kết quả sau khi xử lý xong được đưa trở lại các thanh ghi. Lệnh Move (MOV) được sử dụng để dịch chuyển dữ liệu giữa vùng nhớ và các thanh ghi. Ở đây ta có rất nhiều lệnh, mỗi lệnh thì có một chức năng riêng. Tập hợp tất cả các lệnh này được gọi là tập lệnh.
Một hệ vi xử lý được trình bày qua hình 3.11
Hình 3.11: Hệ thống vi xử lý
Các tuyến (Busline – Bus) là một tập hợp các dây dẫn được sử dụng để mang tín hiệu đi quanh CPU. Giống như đi xe buýt, thông tin trên các tuyến có thể lên xuống xe buýt một cách dễ dàng. Chúng thường được vẽ thành các đường song song với nhau trong mạch điện. Trong PLC, tất các modul đều được nối với nhau bằng các luồng dây này. Dựa vào tính chất dữ liệu truyền trên các tuyến, người ta phân thành 3 nhóm bus sau:
Tuyến dữ liệu: đây là bus 2 chiều (thông tin “lưu thông” theo cả 2 chiều), được sử dụng để mang dữ liệu giữa CPU, ROM, RAM và các cổng nhập/xuất (I/O).
Tuyến địa chỉ: đây là bus 1 chiều, được sử dụng để xác định địa chỉ của bộ nhớ ROM, RAM hay các cổng I/O được sử dụng.
Tuyến điều khiển: đây là bus 1 chiều nhưng hình vẽ tổng quan thì xem như 2 chiều. Nó xác định việc đọc hay viết dữ liệu trên các thiết bị trong hệ thống. Cụ thể, dữ liệu được viết vào hay xuất ra trên CPU đến RAM hay cổng I/O cũng do tín hiệu trên bus điều khiển này quyết định.
Đồng hồ hệ thống (xung clock): là đường mang những xung có tần số ổn định để việc thực hiện các thao tác trong hệ thống được đồng bộ với nhau. Tần số xung clock xác định tốc độ hoạt động của PLC.
Mặc dù các hoạt động diễn ra trong CPU rất phức tạp nhưng trong một thời điểm, CPU chỉ thực hiện 1 trong 3 thao tác trong một lệnh: nhận lệnh, giải mã lệnh, thi hành lệnh. Thực thi xong lệnh này theo sự chỉ dẫn của thanh ghi PC, CPU tiếp tục thực hiện 3 bước trên cho lệnh kế tiếp … có thể minh hoạ hoạt động này qua hình 3.12
Hình 3.12: Chu kỳ thực thi lệnh của CPU
Như vậy cho dù chương trình CPU có thể rất phức tạp nhưng về cơ bản nó cũng chỉ thực hiện 2 hoạt động: tìm nạp lệnh và thi hành lệnh này sau khi đã hiểu lệnh. Quá trình này cứ lập đi lập lại cho đến khi chương trình được dừng lại … Nhưng do tần số làm việc của CPU rất cao, nên trong một khoảng thời gian ngắn CPU vẫn có thể thực thi rất nhiều công việc.
3.2.2 Bộ nhớ bán dẫn
Thanh ghi chỉ có khả năng nhớ được các dữ liệu có dung lượng thấp và mang tính tạm thời. Để lưu trữ được các dữ liệu có dung lượng lớn PLC sẽ sử dụng bộ nhớ bán dẫn. Tuỳ vào tính chất công việc, PLC sẽ sử dụng các bộ nhớ sau:
- ROM (Read Only Memory): Bộ nhớ chỉ có khả năng đọc (xuất) dữ liệu. Do dữ liệu được nhớ rất ổn định (khi mất điện dữ liệu không bị mất theo), nên bộ nhớ này dùng để nhớ các chương trình nguồn, khởi động …