Завдання на проектування
Мікроконтролер системи управління.
Основні вимоги:
Контрольовані пристрої - шість двійкових датчиків, один перемикач.
Вихідні пристрої - один виконавчий і одне пристрої сигналізації. Рекомендований мікропроцесорний комплект - К1816.
У цій роботі потрібно розробити пристрій управління холодильника.
Зміст
2. Опис роботи прикладної програми
3. Програма пристрою на Асемблері
Додаток 2. Блок-схеми підпрограм
Додаток 3. Функціональна схема пристрою
Додаток 4. Схема електрична принципова
Введення
Розвиток мікроелектроніки і широке застосування її виробів на промисловому виробництві, в пристроях і системах управління найрізноманітнішими об'єктами і процесами в даний час одним з основних напрямів науково-технічного прогресу.
Використання мікроконтролерів у виробах виробничого та культурно-побутового призначення не тільки призводить до підвищення техніко-економічних показників виробів (вартості, надійності, споживаної потужності, габаритних розмірів) і дозволяє багаторазово скоротити терміни розробки і відсунути терміни морального старіння виробів, а й надає їм принципово нові споживчі якості такі як розширені функціональні можливості, модифицируемость, адаптивність і т.д.
За останні роки в мікроелектроніці бурхливий розвиток отримало напрямок, пов'язаний з випуском однокристальних мікроконтролерів, які призначені для «інтелектуалізації» обладнання різного призначення.
До теперішнього часу більше двох третин світового ринку мікропроцесорних засобів складають саме однокристальні мікроконтролери.
У цій роботі ми розглянемо один з однокристальних мікропроцесорів серії - КВ1816ВЕ51.
1. Розробка схеми пристрою
Для вирішення поставленої задачі необхідно наявність спеціальних датчиків і виконавчого механізму. Потрібні такі датчики: чотири датчики температури (по два датчика на камеру), два датчики двері (по одному датчику на камеру), один перемикач (вкл. / викл. На разморозку). В якості виконавчого механізму використовується компресор, також передбачено звукове повідомлення при відкритих дверях.
Схема контролера представлена в додатку 3, RC-ланцюг потрібно для формування сигналу скидання при включенні харчування і кварцовий резонатор 12 Мгц. Так як для зберігання прикладної програми використовується РПП, то на вхід відключення РПП (ЕА) подається рівень логічної «1».
Зв'язок МК51 з датчиками і виконавчими механізмами забезпечується через наявні порти, а незадіяні порти можуть бути в наслідку використані для розширення функціональних можливостей контролера. Приклад підключення датчика представлений на рис. 1.
Рис. 1. Підключення двійкового датчика
Через низьку навантажувальної здатності виходів МК для всіх виконавчих механізмів потрібні підсилювачі потужності.
2. Опис роботи прикладної програми
При включенні холодильника на мікроконтроллер подається харчування, яке встановлює його в початковий стан. Потім мікроконтроллер починає почерговий опитування датчиків.
Першим опитується датчик двері (камера 1), у разі, коли двері відкриті довше 30 секунд на пристрій оповіщення подається рівень логічної «1» і пристрій оповіщення видає звуковий сигнал з інтервалом в одну секунду, який продовжує надходити поки не буде закрита двері. Потім опитується датчик двері (камера 2), у разі якщо двері відкриті на аналогічний проміжок часу, то видається звуковий сигнал.
Опитавши датчики дверей холодильника починається опитування температурних датчиків. Спочатку опитуються температурні датчики камери 1, які налаштовані на температурний інтервал від +1 0 С до +8 0 С. У випадки розбіжності температури з інтервальної, подається рівень логічної «1» на виконавчий пристрій (компресор) який доводить температуру до необхідних значень. При доведенні температури до необхідного значення відбувається відключення компресора. Далі опитуються температурні датчики камери 2, ці датчики налаштовані на температурний інтервал від -8 0 С до -18 0 С. У випадку розбіжності температури з інтервальної, аналогічно подається рівень логічної «1» на виконавчий пристрій (компресор), який доводить температуру до необхідного значення і відключається.
Потім мікроконтроллер перевіряє стан перемикача (вкл / викл). Якщо перемикач знаходиться в положенні «вкл», включається режим «розморожування», тобто відбувається блокування зовнішніх пристроїв. У разі коли перемикач знаходиться в положенні "викл", мікроконтроллер наново починає почерговий опитування датчиків.
3. Програма пристрою на Асемблері
; Визначення символічних імен
; Визначення символічних імен біт порту 1
C BIT P1.0; датчик температури +1 (камера 1)
D BIT P1.1; датчик температури +8 (камера 1)
E BIT P1.2; датчик двері (камера 1)
F BIT P1.3; компресор
G BIT P1.4; сигнал
H BIT P1.5; датчик температури -18 (камера 2)
I BIT P1.6; датчик температури -8 (камера 2)
J BIT P1.7; датчик двері (камера 2)
; Визначення символічних імен біт порту 2
K BIT P2.0; вкл / викл "(розморожування)
; Програма
CALL ONESEC; виклик підпрограми ONESEC
JMP L0; перейти на мітку L0
CALL ONESEC; виклик підпрограми ONESEC
JMP L2; перейти на мітку L2
L3: JNB D, L4; прейті на мітку L4 якщо біт дорівнює 0
SETB F; установка біта
L4: JNB C, L4; прейті на мітку L4 якщо біт дорівнює 0
CLR F; скидання біта
JB I, L5; прейті на мітку L5 якщо біт дорівнює 0
SETB F; установка біта
L5: JNB H, L5; прейті на мітку L5 якщо біт дорівнює 0
CLR F; скидання біта
L6: JNB K, START; прейті на мітку START якщо біт дорівнює 0
JMP L6; перейти на мітку L6
; Підпрограми
ALARM: SETB G; установка біта
CALL ONESEC; виклик підпрограми ONESEC
CPL G; інвертувати біт G
RET; повернення
Підпрограма затримки на 30 секунд
PAUSE: MOV R6, # 30; завантажити в регістр R6 константу
CALL ONESEC; виклик підпрограми ONESEC
DJNZ R6, PAUSE; декремент регістра R6 і перехід якщо не 0
RET; повернення
; Підпрограма затримки на 1 секунду
ONESEC: MOV R7, # 20; завантажити в регістр R7 константу
SEC: CALL DELAY; виклик підпрограми DELAY
DJNZ R7, SEC; декремент регістра R7 і перехід якщо не 0
RET; повернення
; Підпрограма затримки на 50 мс
DELAY: MOV TMOD, # 0001B; установка таймера / лічильника в режим 1
MOV TH0, # 65536; завантажити в регістр TH0 константу
MOV TL0, # 15536; завантажити в регістр TL0 константу
SETB TCON.4; пуск таймера / лічильника
DEL: JNB TCON.5, DEL; очікування переповнення таймера / лічильника
CPL TCON.4; зупинка таймера / лічильника
CPL TCON.5; скидання прапора
RET; повернення
Список використаних джерел
1. Сташін В.В., Урсулов А.В., Мологонцева О.Ф. Проектування цифрових пристроїв на одно-кристальних мікроконтролерах. М.: Енерго-Атоміздат, 1990. 224 с.
2. Методичні вказівки до лабораторної роботи № 2 з курсу «Цифрові пристрої та мікропроцесори» В.А. Добряк, В.К. Рагозін. Єкатеринбург: Изд-во УГТУ, 1999. 32 с.
Додаток 1. Блок-схема основної програми
Ні
Так
Ні
Так
Так
Ні
Так
Додаток 2. Блок-схема подпрограми
Мікроконтролер системи управління.
Основні вимоги:
Контрольовані пристрої - шість двійкових датчиків, один перемикач.
Вихідні пристрої - один виконавчий і одне пристрої сигналізації. Рекомендований мікропроцесорний комплект - К1816.
У цій роботі потрібно розробити пристрій управління холодильника.
Зміст
Введення
1. Розробка схеми пристрою2. Опис роботи прикладної програми
3. Програма пристрою на Асемблері
Список використаних джерел
Додаток 1. Блок-схема основної програмиДодаток 2. Блок-схеми підпрограм
Додаток 3. Функціональна схема пристрою
Додаток 4. Схема електрична принципова
Введення
Розвиток мікроелектроніки і широке застосування її виробів на промисловому виробництві, в пристроях і системах управління найрізноманітнішими об'єктами і процесами в даний час одним з основних напрямів науково-технічного прогресу.
Використання мікроконтролерів у виробах виробничого та культурно-побутового призначення не тільки призводить до підвищення техніко-економічних показників виробів (вартості, надійності, споживаної потужності, габаритних розмірів) і дозволяє багаторазово скоротити терміни розробки і відсунути терміни морального старіння виробів, а й надає їм принципово нові споживчі якості такі як розширені функціональні можливості, модифицируемость, адаптивність і т.д.
За останні роки в мікроелектроніці бурхливий розвиток отримало напрямок, пов'язаний з випуском однокристальних мікроконтролерів, які призначені для «інтелектуалізації» обладнання різного призначення.
До теперішнього часу більше двох третин світового ринку мікропроцесорних засобів складають саме однокристальні мікроконтролери.
У цій роботі ми розглянемо один з однокристальних мікропроцесорів серії - КВ1816ВЕ51.
1. Розробка схеми пристрою
Для вирішення поставленої задачі необхідно наявність спеціальних датчиків і виконавчого механізму. Потрібні такі датчики: чотири датчики температури (по два датчика на камеру), два датчики двері (по одному датчику на камеру), один перемикач (вкл. / викл. На разморозку). В якості виконавчого механізму використовується компресор, також передбачено звукове повідомлення при відкритих дверях.
Схема контролера представлена в додатку 3, RC-ланцюг потрібно для формування сигналу скидання при включенні харчування і кварцовий резонатор 12 Мгц. Так як для зберігання прикладної програми використовується РПП, то на вхід відключення РПП (ЕА) подається рівень логічної «1».
Зв'язок МК51 з датчиками і виконавчими механізмами забезпечується через наявні порти, а незадіяні порти можуть бути в наслідку використані для розширення функціональних можливостей контролера. Приклад підключення датчика представлений на рис. 1.
Рис. 1. Підключення двійкового датчика
Через низьку навантажувальної здатності виходів МК для всіх виконавчих механізмів потрібні підсилювачі потужності.
2. Опис роботи прикладної програми
При включенні холодильника на мікроконтроллер подається харчування, яке встановлює його в початковий стан. Потім мікроконтроллер починає почерговий опитування датчиків.
Першим опитується датчик двері (камера 1), у разі, коли двері відкриті довше 30 секунд на пристрій оповіщення подається рівень логічної «1» і пристрій оповіщення видає звуковий сигнал з інтервалом в одну секунду, який продовжує надходити поки не буде закрита двері. Потім опитується датчик двері (камера 2), у разі якщо двері відкриті на аналогічний проміжок часу, то видається звуковий сигнал.
Опитавши датчики дверей холодильника починається опитування температурних датчиків. Спочатку опитуються температурні датчики камери 1, які налаштовані на температурний інтервал від +1 0 С до +8 0 С. У випадки розбіжності температури з інтервальної, подається рівень логічної «1» на виконавчий пристрій (компресор) який доводить температуру до необхідних значень. При доведенні температури до необхідного значення відбувається відключення компресора. Далі опитуються температурні датчики камери 2, ці датчики налаштовані на температурний інтервал від -8 0 С до -18 0 С. У випадку розбіжності температури з інтервальної, аналогічно подається рівень логічної «1» на виконавчий пристрій (компресор), який доводить температуру до необхідного значення і відключається.
Потім мікроконтроллер перевіряє стан перемикача (вкл / викл). Якщо перемикач знаходиться в положенні «вкл», включається режим «розморожування», тобто відбувається блокування зовнішніх пристроїв. У разі коли перемикач знаходиться в положенні "викл", мікроконтроллер наново починає почерговий опитування датчиків.
3. Програма пристрою на Асемблері
; Визначення символічних імен
; Визначення символічних імен біт порту 1
C BIT P1.0; датчик температури +1 (камера 1)
D BIT P1.1; датчик температури +8 (камера 1)
E BIT P1.2; датчик двері (камера 1)
F BIT P1.3; компресор
G BIT P1.4; сигнал
H BIT P1.5; датчик температури -18 (камера 2)
I BIT P1.6; датчик температури -8 (камера 2)
J BIT P1.7; датчик двері (камера 2)
; Визначення символічних імен біт порту 2
K BIT P2.0; вкл / викл "(розморожування)
; Програма
START: JB E, L1; перейти на мітку L1 якщо біт дорівнює 1
CALL PAUSE; виклик підпрограми PAUSE
L0: JB E, L1; перейти на мітку L1 якщо біт дорівнює 1
CALL ALARM; виклик підпрограми ALARMCALL ONESEC; виклик підпрограми ONESEC
JMP L0; перейти на мітку L0
L1: JB J, L3; перейти на мітку L3 якщо біт дорівнює 1
CALL PAUSE; виклик підпрограми PAUSEL2: JB J, L3; перейти на мітку L3 якщо біт дорівнює 1
CALL ALARM; виклик підпрограми ALARMCALL ONESEC; виклик підпрограми ONESEC
JMP L2; перейти на мітку L2
L3: JNB D, L4; прейті на мітку L4 якщо біт дорівнює 0
SETB F; установка біта
L4: JNB C, L4; прейті на мітку L4 якщо біт дорівнює 0
CLR F; скидання біта
JB I, L5; прейті на мітку L5 якщо біт дорівнює 0
SETB F; установка біта
L5: JNB H, L5; прейті на мітку L5 якщо біт дорівнює 0
CLR F; скидання біта
L6: JNB K, START; прейті на мітку START якщо біт дорівнює 0
JMP L6; перейти на мітку L6
; Підпрограми
ALARM: SETB G; установка біта
CALL ONESEC; виклик підпрограми ONESEC
CPL G; інвертувати біт G
RET; повернення
Підпрограма затримки на 30 секунд
PAUSE: MOV R6, # 30; завантажити в регістр R6 константу
CALL ONESEC; виклик підпрограми ONESEC
DJNZ R6, PAUSE; декремент регістра R6 і перехід якщо не 0
RET; повернення
; Підпрограма затримки на 1 секунду
ONESEC: MOV R7, # 20; завантажити в регістр R7 константу
SEC: CALL DELAY; виклик підпрограми DELAY
DJNZ R7, SEC; декремент регістра R7 і перехід якщо не 0
RET; повернення
; Підпрограма затримки на 50 мс
DELAY: MOV TMOD, # 0001B; установка таймера / лічильника в режим 1
MOV TH0, # 65536; завантажити в регістр TH0 константу
MOV TL0, # 15536; завантажити в регістр TL0 константу
SETB TCON.4; пуск таймера / лічильника
DEL: JNB TCON.5, DEL; очікування переповнення таймера / лічильника
CPL TCON.4; зупинка таймера / лічильника
CPL TCON.5; скидання прапора
RET; повернення
Список використаних джерел
1. Сташін В.В., Урсулов А.В., Мологонцева О.Ф. Проектування цифрових пристроїв на одно-кристальних мікроконтролерах. М.: Енерго-Атоміздат, 1990. 224 с.
2. Методичні вказівки до лабораторної роботи № 2 з курсу «Цифрові пристрої та мікропроцесори» В.А. Добряк, В.К. Рагозін. Єкатеринбург: Изд-во УГТУ, 1999. 32 с.
Додаток 1. Блок-схема основної програми
E = 0 |
Пауза 30с |
Е = 0 |
ALARM |
F = 1 |
C = 1 |
F = 0 |
I = 1 |
F = 1 |
H = 1 |
F = 0 |
K = 0 |
H ачало |
D = 1 |
Ні
Так
J = 0 |
| |||||||
| |||||||
J = 0 |
|
|
Так
Додаток 2. Блок-схема подпрограми
H ачало |
Пауза 1с |
| ||||||
| ||||||
| ||||||
Додаток 3. Функціональна схема пристрою
Додаток 4. Схема електрична принципова
Додаток 4. Схема електрична принципова