Задание на проектирование
Микроконтроллер системы управления.
Основные требования:
Контролируемые устройства – шесть двоичныхдатчиков, один переключатель.
Выходные устройства – одно исполнительное иодно устройства сигнализации. Рекомендуемый микропроцессорный комплект – К1816.
В данной курсовой работе требуется разработатьустройство управления холодильника.
СодержаниеВведение
1. Разработка схемы устройства
2. Описание работы прикладной программы
3. Программа устройства на АссемблереСписок используемыхисточников
Приложение 1. Блок-схема основной программы
Приложение 2. Блок-схемы подпрограмм
Приложение 3. Функциональная схема устройства
Приложение 4. Схема электрическая принципиальная
Введение
Развитиемикроэлектроники и широкое применение ее изделий в промышленном производстве, вустройствах и системах управления самыми разнообразными объектами и процессамиявляется в настоящее время одним из основных направлений научно-техническогопрогресса.
Использованиемикроконтроллеров в изделиях производственного и культурно-бытового назначенияне только приводит к повышению технико-экономических показателей изделий(стоимости, надёжности, потребляемой мощности, габаритных размеров) и позволяетмногократно сократить сроки разработки и отодвинуть сроки морального старенияизделий, но и придаёт им принципиально новые потребительские качества такие какрасширенные функциональные возможности, модифицируемость, адаптивность и т.д.
За последние годы вмикроэлектронике бурное развитие получило направление, связанное с выпускомоднокристальных микроконтроллеров, которые предназначены для «интеллектуализации»оборудования различного назначения.
К настоящему времениболее двух третей мирового рынка микропроцессорных средств составляют именнооднокристальные микроконтроллеры.
В данной курсовой работе мы рассмотрим один изоднокристальных микропроцессоров серии – КВ1816ВЕ51.
1. Разработка схемы устройства
Для решенияпоставленной задачи необходимо наличие специальных датчиков и исполнительногомеханизма. Требуются следующие датчики: четыре датчика температуры (по двадатчика на камеру), два датчика двери (по одному датчику на камеру), одинпереключатель (вкл./выкл. на разморозку). В качестве исполнительного механизмаиспользуется компрессор, также предусмотрено звуковое сообщение при открытойдвери.
Схема контроллерапредставлена в приложении 3, RC‑цепь требуется для формирования сигнала сброса при включениипитания и кварцевый резонатор 12 МГц. Так как для хранения прикладной программыиспользуется РПП, то на вход отключения РПП (ЕА) подается уровень логической «1».
Связь МК51 сдатчиками и исполнительными механизмами обеспечивается через имеющиеся порты, анезадействованные порты могут быть в последствии использованы для расширенияфункциональных возможностей контроллера. Пример подключения датчика представленна рис. 1.
/>
Рис. 1. Подключениедвоичного датчика
Из-за низкойнагрузочной способности выходов МК для всех исполнительных механизмовпотребуются усилители мощности.
2. Описание работыприкладной программы
При включениихолодильника на микроконтроллер подается питание, которое устанавливает его висходное состояние. Затем микроконтроллер начинает поочередный опрос датчиков.
Первым опрашиваетсядатчик двери (камера 1), в случае, когда дверь открыта дольше 30 секунд наустройство оповещения подается уровень логической «1» и устройство оповещениявыдает звуковой сигнал с интервалом в одну секунду, который продолжаетпоступать пока не будет закрыта дверь. Затем опрашивается датчик двери (камера2), в случае если дверь открыта на аналогичный промежуток времени, то выдаетсязвуковой сигнал.
Опросив датчикидверей холодильника начинается опрос температурных датчиков. Сначалаопрашиваются температурные датчики камеры 1, которые настроены на температурныйинтервал от +10С до +80С. В случаи несовпадениятемпературы с интервальной, подается уровень логической «1» на исполнительноеустройство (компрессор) который доводит температуру до требуемых значений. Придоведении температуры до требуемого значения происходит отключение компрессора.Далее опрашиваются температурные датчики камеры 2, эти датчики настроены натемпературный интервал от -80С до –180С. В случаенесовпадения температуры с интервальной, аналогично подается уровень логической«1» на исполнительное устройство (компрессор), который доводит температуру дотребуемого значения и отключается.
Затем микроконтроллерпроверяет состояние переключателя (вкл/выкл). Если переключатель находится вположении «вкл», включается режим «разморозки», т.е. происходит блокированиевнешних устройств. В случае когда переключатель находится в положении «выкл»,микроконтроллер заново начинает поочередный опрос датчиков.
3. Программаустройства на Ассемблере
; Определениесимволических имён
; Определениесимволических имён бит порта 1
C BIT P1.0; датчиктемпературы +1 (камера 1)
D BIT P1.1; датчиктемпературы +8 (камера 1)
E BIT P1.2; датчик двери(камера 1)
F BIT P1.3; компрессор
G BIT P1.4; сигнал
H BIT P1.5; датчик температуры -18 (камера 2)
I BIT P1.6; датчик температуры -8 (камера 2)
J BIT P1.7; датчик двери (камера 2)
; Определение символических имён бит порта 2
K BIT P2.0; вкл/выкл (разморозка)
; ПрограммаSTART: JB E, L1; перейти на метку L1 если бит равен 1CALL PAUSE; вызов подпрограммы PAUSEL0: JB E, L1; перейти на метку L1 если бит равен 1
CALL ALARM; вызов подпрограммы ALARM
CALL ONESEC; вызов подпрограммы ONESEC
JMP L0; перейти на метку L0L1: JB J, L3; перейти на метку L3 если бит равен 1
CALL PAUSE; вызов подпрограммы PAUSEL2: JB J, L3; перейти на метку L3 если бит равен 1
CALL ALARM; вызов подпрограммы ALARM
CALL ONESEC; вызов подпрограммы ONESEC
JMP L2; перейти на метку L2
L3: JNB D, L4; прейти на метку L4 если бит равен 0
SETB F; установка бита
L4: JNB C, L4; прейти на метку L4 если бит равен 0
CLR F; сброс бита
JB I, L5; прейти на метку L5 если бит равен 0
SETB F; установка бита
L5: JNB H, L5; прейти на метку L5 если бит равен 0
CLR F; сброс бита
L6: JNB K, START; прейти на метку START если бит равен 0
JMP L6; перейти на метку L6
; Подпрограммы
ALARM: SETB G; установка бита
CALL ONESEC; вызов подпрограммы ONESEC
CPL G; инвертировать бит G
RET;возврат
Подпрограмма задержки на 30 секунд
PAUSE: MOV R6,#30; загрузить в регистр R6 константу
CALL ONESEC; вызов подпрограммы ONESEC
DJNZ R6, PAUSE; декремент регистра R6 и переход если не 0
RET;возврат
; Подпрограмма задержки на 1 секунду
ONESEC: MOV R7,#20; загрузитьв регистр R7 константу
SEC: CALL DELAY; вызов подпрограммы DELAY
DJNZ R7, SEC; декрементрегистра R7 и переход если не 0
RET;возврат
; Подпрограммазадержки на 50 мс
DELAY: MOV TMOD,#0001B; установкатаймера /счетчика в режим 1
MOV TH0,#65536; загрузить в регистр TH0 константу
MOV TL0,#15536; загрузить в регистр TL0 константу
SETB TCON.4; пуск таймера / счетчика
DEL: JNB TCON.5, DEL; ожиданиепереполнения таймера / счетчика
CPL TCON.4; остановка таймера /счетчика
CPL TCON.5; сброс флага
RET; возврат
Список используемых источников
1. Сташин В.В., Урсулов А.В.,Мологонцева О.Ф. Проектирование цифровых устройств наодно-кристальных микроконтроллерах. М.: Энерго-атомиздат, 1990. 224 с.
2. Методические указанияк лабораторной работе №2 по курсу «Цифровые устройства и микропроцессоры» В.А. Добряк,В.К. Рагозин. Екатеринбург: Изд-во УГТУ, 1999. 32 с.
Приложение 1. Блок-схемаосновной программы
/>
Нет/> /> /> /> /> /> /> /> /> />
Да
/>
/>/>Нет/> /> /> /> /> /> /> /> /> />
Пауза 30с /> /> /> /> />
Пауза 1с /> /> /> /> />
/>/>/>Да/> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> />
ALARM Да
/>
Пауза 1с Нет/> /> /> /> /> /> /> />
Да
Приложение 2. Блок-схема подпрограмы/> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> />
G=1 /> /> /> /> /> />
Пауза 1с /> /> /> /> /> />
G=0 /> /> /> /> /> /> />