Министерство общего и профессионального образованияРоссийскойФедерации
УРАЛЬСКИЙГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
Кафедра РЭИС
ПОЯСНИТЕЛЬНАЯЗАПИСКА
к курсовой работе
МИКРОКОНТРОЛЛЕР СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ
( АВТО СИГНАЛИЗАЦИЯ )
по курсу ЦУ и МП
200700 000000 008 ПЗ
Подпись
Ф.И.О.
Руководитель
_______________ Добряк В.А.
Студент
Сырников П.Г.
Екатеринбург 1999
ИСХОДНЫЕДАННЫЕ И ЗАДАНИЕ НА ПРОЕКТИРОВАНИЕ
Микроконтроллерсистемы управления.
Основныетребования:
Контролируемыеустройства – шесть двоичных датчиков.
Выходныеустройства – одно исполнительное и два устройства сигнализации. Рекомендуемыймикропроцессорный комплект – К1816.
Вданной курсовой работе требуется разработать автосигнализацию.
СОДЕРЖАНИЕ
Исходные данные и задание напроектирование
СодержаниеВведение
1. Разработка схемыустройства
2. Описание работыприкладной программы
3. Программаустройства на АссемблереСписокиспользуемых источников
Приложение 1. Функциональная схемаустройства
Приложение 2. Блоксхема основнойпрограммы
Приложение 3. Блоксхемы подпрограмм
Приложение 4. Схема электрическаяпринципиальная
ВВЕДЕНИЕ
Цель работы состоит в развитиинавыков проектирования специализированных цифровых радиоэлектронных устройств сприменением микропроцессорных комплектов и цифровых микросхем среднего и малогоуровней интеграции. Изучить архитектуру микроконтроллеров популярного семействаINTEL8051, а также структуру одного изклонов семейства – микроконтроллера КМ1816ВЕ51, его функциональные узлы иособенности их работы. Изучение основ языка Ассемблер.
За последние годы вмикроэлектронике бурное развитие получило направление, связанное с выпускомоднокристальных микроконтроллеров, которые предназначены для“интеллектуализации” оборудования различного назначения. Однокристальные(однокорпусные) микроконтроллеры представляют собой приборы, конструктивновыполненные в виде БИС и включающие в себя все составные части “голой”микроЭВМ: микропроцессор, память программ и память данных, а также программируемыеинтерфейсные схемы для связи с внешней средой. Использование микроконтроллеровв системах управления обеспечивает достижение исключительно высоких показателейэффективности при столь низкой стоимости (во многих применениях система можетсостоять только из одной БИС микроконтроллера), что микроконтроллерам, видимо,нет разумной альтернативной элементной базы для построения управляющих илирегулирующих систем. К настоящему времени более двух третей мирового рынкамикропроцессорных средств составляют именно однокристальные микроконтроллеры.
1. РАЗРАБОТКА СХЕМЫ УСТРОЙСТВА
Для решения поставленной задачинеобходимо наличие специальных датчиков и исполнительных механизмов. Требуютсяследующие датчики: два датчика удара (один должен срабатывать на сильный удар,другой на слабую вибрацию), два датчика дверей, и по одному датчику на багажники капот.
Схема контроллера представлена вприложении 1 кроме МК51 потребуется RC-цепьдля формирования сигнала сброса при включении питания и кварцевый резонатор 12МГц. Так как для хранения прикладной программы используется РПП, то на входотключения РПП(ЕА) подается уровень 1.
Связь МК51 с датчиками иисполнительными механизмами обеспечивается через имеющиеся порты, анезадействованные порты могут быть в последствии использованы для расширенияфункциональных возможностей контроллера. Пример подключения датчика представленна рис.1.
Из-за низкой нагрузочнойспособности выходов МК для всех исполнительных механизмов потребуются усилителимощности.
/>
Рис.1. Подключение двоичногодатчика
2.ОПИСАНИЕ РАБОТЫ ПРИКЛАДНОЙ ПРОГРАММЫ
В начальном состоянии контроллероказывается после включения питания. Все исполнительные устройства и механизмыпри этом выключены. В этом состоянии контроллер может находиться неопределенноевремя, пока не поступит сигнал от приемного устройства. После поступлениясигнала от приемного устройства (уровень логической ”1”) контроллерустанавливается в состояние “охрана”: генерируется звуковой сигнал в течениеодной секунды, сопровождающийся разовой вспышкой габаритов. Вслед за этим насоответствующий выход порта подается уровень логического “0” для закрытиязамков дверей и контроллер начинает поочередно опрашивать все датчики.
Вначале опрашивается датчик,срабатывающий на легкий удар, если не было срабатывания то контроллер переходитна следующее условие: проверяются датчики дверей. Вслед за ними проверяютсядатчик капота и датчик багажника. Если не было срабатывания этих датчиков и навходовыходе подключенном к приемнику все еще уровень логической “1” токонтроллер начинает опрос датчиков заново.
При подаче на вход контроллераподключенного к приемнику уровня логического “0” контроллер переходит всостояние ожидания (снимается с охраны) и сообщает об этом звуковым сигналом ивспышкой габаритов.
Если во время опроса датчиковпроизошло срабатывание датчика реагирующего на легкий удар, то контроллерпереходит к опросу датчика срабатывающего на сильный удар. Если этот датчик несработал то контроллер издает разовый сигнал тревоги и снова переходит к опросудатчика ”легкий удар”. Если же было срабатывание датчика реагирующего насильный удар то контроллер издает сигнал тревоги, 10 звуковых и 10 световыхсигналов и вновь опрашивает датчик “легкий удар”.
Точно так же при срабатываниидатчиков дверей, капота и багажника контроллер генерирует десятикратный сигналтревоги.
Программа контроллера позволяет,не выключая сигнализацию открыть багажник или капот. Эти возможностиреализованы с помощью подпрограмм.
Первая подпрограмма позволяетоткрыть капот, не отключая всю сигнализацию. Для этого необходимо открыть капоти включить сигнализацию. Произойдет срабатывание датчика капота, контроллериздаст сигнал тревоги в течение одной секунды, за тем пауза одну секунду, затем вновь сигнал тревоги и пауза — всего четыре секунды. В это время необходимоподать сигнал логического “0” на вход микроконтроллера подключенный кприемнику, если это было сделано, то контроллер переходит к обслуживаниюподпрограммы.
В подпрограмме осуществляетсяопрос датчиков дверей и датчика багажника, а датчики удара и капота неопрашиваются. При срабатывании опрашиваемых датчиков производится десятикратноесрабатывание сигнала тревоги.
Точно также можно открытьбагажник, не отключая сигнализации.
Третья подпрограмма реализуетсигнал тревоги. Используется таймер/счетчик Т/С0.
Объектные коды программы должныбыть записаны в РПП, начиная с нулевой ячейки.
3.ПРОГРАММА УСТРОЙСТВА НА АССЕМБЛЕРЕ
; Определение символических именбит портов 1 и 2
P bit P1.3; пульт
U bit P1.4; слабый удар
C bit P1.5; сильный удар
D bit P1.6; двери
E bit P1.7; капот
F bit P2.0; багажник
G bit P1.2; замки
H bit P1.1; габариты
I bit P2.0; клаксоны
ORG 0; начальный адрес программы
START: JB P,L0; перейти на меткуL0 если бит равен 1
JMP START; переход на началопрограммы
L0: CLR G; сброс бита
L1: MOV R1,#0001h; пересылка 1 врегистр R1
L2: CALL ALARM; вызовподпрограммы сигнализации
L3: JB U,L6; перейти на метку L6если бит равен 1
L4: JB C,L1; перейти на меткуL1если бит равен 1
L5: MOV R1,#000Ah; пересылкаконстанты в регистр
JMP L2; перейти на метку L2
L6: JB D,L5; перейти на метку L5если бит равен 1
JNB E,L7; прейти на метку L7если бит равен 0
MOV R1,#0002h; переслатьконстанту в регистр R1
CALL ALARM; вызов подпрограммысигнализации
JB P,L8; перейти на метку L8если бит равен 1
CPL P; инвертировать бит Р
CALL BAGAJ; вызов подпрограммы
L8: MOV R1,#0008h; переслатьконстанту в регистр R1
CALL ALARM; вызов подпрограммысигнализации
L7: JNB F,L9; прейти на метку L9если бит равен 0
MOV R1,#0002h; переслатьконстанту в регистр R1
CALL ALARM; вызов подпрограммысигнализации
JB P,L10; перейти на метку L10если бит равен 1
CPL P; инвертировать бит Р
CALL KAPOT; вызов подпрограммы
L10: MOV R1,#0008h; переслатьконстанту в регистр R1
CALL ALARM; вызов подпрограммысигнализации
L9: JB P,L3; перейти на метку L3если бит равен 1
L13: CPL G; инвертировать бит G
MOV R1,#0001h; переслатьконстанту в регистр R1
CALL ALARM; вызов подпрограммы сигнализации
JMP START; перейти на началопрограммы
; Подпрограммa 1. Организуетсяконтроль датчиков дверей и багажника
BAGAJ: JNB D,L11; перейти наметку L11 если бит равен 0
L16: MOV R1,#000Ah; переслатьконстанту в регистр R1
CALL ALARM; вызов подпрограммысигнализации
L11: JNB F,L12; перейти на меткуL12 если бит равен 0
JMP L16; перейти на метку L16
L12: JB P,BAGAJ; перейти наметку BAGAJ если бит равен 1
JMP L13; перейти на метку L13
; Подпрограмма 2. Организуетсяконтроль датчиков дверей и капота
KAPOT: JNB D,L14; перейти наметку L14 если бит равен 0
L17: MOV R1,#000Ah; переслатьконстанту в регистр R1
CALL ALARM; вызов подпрограммысигнализации
L14: JNB F,L15; перейти на меткуL14 если бит равен 0
JMP L17; перейти на метку L17
L15: JB P,KAPOT; перейти на меткуKAPOT если бит равен 1
JMP L13; перейти на метку L13
; Подпрограмма сигнализации
ALARM: SETB H; установка бита
SETB I; установка бита
CALL ONESEC; вызов подпрограммыONESEC
CPL H; инверсия бита
CPL I; инверсия бита
CALL ONESEC; вызов подпрограммыONESEC
DJNZ R1,ALARM; декрементрегистра R1 и переход если не 0
RET; возврат
; Подпрограмма задержки на однусекунду, используется подпрограмма DELAY
ONESEC: MOV R7,#20; пересылкаконстанты в регистр R7
SEC: CALL DELAY; вызов подпрограммы
DJNZ R7,SEC; декремент регистра R7 и переход если не 0
RET; возврат
; Подпрограмма задержки на 50 мс
DELAY: MOV TMOD,#0001B; установкатаймера /счетчика в режим 1
MOV TH0,# 65536; пересылкаконстанты в регистр ТН0
MOV TL0,#15536; пересылка константыв регистр ТL0
SETB TCON.4; пусктаймера/счетчика
DEL: JNB TCON.5,DEL; ожиданиепереполнения таймера/счетчика
CPL TCON.4; остановка таймера/счетчика
CPL TCON.5; сброс флага
RET; возврат
СПИСОКИСПОЛЬЗУЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ
1. Микропроцессоры.В 3 кн. Кн. 1. Архитектура и проектирование микро-ЭВМ. Организациявычислительных процессов: Учебник для втузов / П.В. Нестеров, В.Ф. Шаньгин,В.Л. Горбунов и др.; Под ред. Л.Н. Преснухина. М.: Высшая школа, 1986. 495 с.
2. Сташин В.В.,Урсулов А.В., Мологонцева О.Ф. Проектирование цифровых устройств наодно-кристальных микроконтроллерах. М.: Энерго-атомиздат, 1990. 224 с.
3. Методическиеуказания к лабораторной работе №2 по курсу “Цифровые устройства имикропроцессоры” В.А. Добряк, В.К. Рагозин. Екатеринбург: Изд-во УГТУ, 1999. 32с.
ПРИЛОЖЕНИЕ1. ФУНКЦИОНАЛЬНАЯ СХЕМА УСТРОЙСТВА
/>
ПРИЛОЖЕНИЕ2. СХЕМА ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ ПРИНЦИПИАЛЬНАЯ
/>