СОДЕРЖАНИЕ
Введение
1. Словесное описание работы системы
2. Предварительное распределениепамяти
3. Алгоритм функционированиямикропроцессорной системы
4. Распределение ресурсов
5. Программа работы системы
6. Контрольный пример
Заключение
Список использованной литературы
ВВЕДЕНИЕ
В данной курсовой работеописывается отбраковка резисторов на производстве. Резисторы сортируются подопускам и раскладываются в соответствующие контейнеры. Если сопротивление невходит ни в один диапазон допуска, он помещается в отдельный контейнер ивключает сигнал, что попался брак. Система построена на микропроцессореК1816ВЕ48.
Измерение сопротивленияпроизводиться посредством измерения падения напряжения на исследуемом резисторепри пропускании через него фиксированного тока.
1. СЛОВЕСНОЕ ОПИСАНИЕ РАБОТЫ СИСТЕМЫ
Принципиальнаясхема системы приведена на рис. 1.1
Работает системаследующим образом:
В некоторый моментвремени процессор подает роботу команду установить резистор и начинает ждать.Робот, когда установит резистор в измеряющее устройство, сигнализирует об этомпроцессору. Процессор выходит из режима ожидания и выдает команду начатьпреобразование и снова начинает ждать. АЦП, завершив преобразования падениянапряжения на измеряемом резисторе в цифровой код, подает сигнал процессору.Процессор считывает с АЦП цифровой код и приступает к сравнению его сзаписанным в память эталонным сопротивлением. В результате вычислений процессоропределяет к какой группе по отклонению от номинала относится измеряемыйрезистор и выдает соответствующую команду роботу- поместить резистор в один изпяти контейнеров с отклонениями
Далее цикл повторяетсясначала.
2. ПРЕДВАРИТЕЛЬНОЕ РАСПРЕДЕЛЕНИЕ ПАМЯТИ
Предварительное распределение памятив системе показано на рис. 2.1. Т. к. программа, управляющая системой, скорее всего,будет сравнительно небольшой, то она вся поместиться во внутреннем ПЗУпроцессора (памяти компьютера), поэтому на рисунке изображена только этапамять; внешние ПЗУ не нужны и поэтому распределение для них не показано.
Система будетобрабатывать сравнительно небольшой объем данных, поэтому показания на схемераспределения памяти данных область “ОЗУ данных” скорее всего, останетсянезадействованной. 3FFh
YYYh
XXXh
000h Свободно
3Fh
20h
1Fh
18h
17h
08h
07h
00h ОЗУ данных /> Банк регистров RB1 /> Подпрограмма /> 8-уровневый стек /> Программа, управляющая работой системы /> Банк регистров RB0 />
Рис. 2.1.Память команд Память данных
3.АЛГОРИТМФУНКЦИОНИРОВАНИЯ МИКРОПРОЦЕССОРНОЙ СИСТЕМЫ
Укрупненная структурная схема алгоритмапрограммы, управляющей процессором, изображена на рис. 3.1.
При включении системывначале она принудительно переходит в режим занесения эталонного сопротивления.Процессор считывает с АЦП значение сопротивления, записывает его в память иобнуляет все счетчики, в которых ведется учет резисторов с определеннымдопуском.
Далее следует установка иизмерение сопротивления очередного резистора. Считанное с АЦП значениесопротивления подвергается обработке процессором и вычисляется процентотклонения сопротивления резистора от эталонного. В зависимости от значенияэтого отклонения процессором выдается команда роботу на размещение резистора вопределенном контейнере и увеличение на единицу соответствующего счетчикарезисторов.
Далее анализируетсясостояние переключателя “ЭТАЛОН”. Если он замкнут, то снова производится заменав памяти эталонного сопротивления и обнуление счетчиков. Если этотпереключатель разомкнут, то система начинает обработку следующего резистора./> /> /> /> /> /> /> /> /> />
/>/>
4. РАСПРЕДЕЛЕНИЕРЕСУРСОВ
В регистре R0 банка 0 находится текущее эталонноесопротивление. Остальные регистры банка 0 используются по мере надобности дляхранения промежуточных результатов и временного сохранения содержимогоаккумулятора.
В регистре R0 банка 1 находится счетчикколичества резисторов с сопротивлением вне допуска.
В регистре R2 банка 1 находится счетчикколичества резисторов с отклонением не более 10% от эталона.
В регистре R2 банка 1 находится счетчикколичества резисторов с отклонением не более 10% от эталона.
В регистре R2 банка 1 находится счетчикколичества резисторов с отклонением не более 10% от эталона.
В регистре R2 банка 1 находится счетчикколичества резисторов с отклонением не более 10% от эталона.
В регистре R2 банка 1 находится счетчикколичества резисторов с отклонением не более 10% от эталона.
Через вывод Р10процессору сообщается режим работы:
0- сортировкарезисторов по допускам;
1- смена эталонногосопротивления.
Через вывод Р20 роботу выдается команда “установитьрезистор”. Активное состояние – 1.
Через вывод Р21 роботувыдается команда положить резистор в контейнер “ВНЕ ДОПУСКА”. Активноесостояние – 1.
Через вывод Р22осуществляется запуск АЦП. Активное состояние – 0.
Через выводы Р25, Р26,Р27, Р28 и Р29 роботу выдается команда положить резистор в контейнер с допускомсоответственно. Активное состояние – 1.
На вывод Т0 от роботапоступает 1, если резистор установлен.
На вывод Т1 от АЦПпоступает 1, когда данные готовы к считыванию.
Программа в памятиначинается с адреса 000h.
5. ПРОГРАММА РАБОТЫСИСТЕМЫ
Адрес Код Количество циклов Метка Мнемоника Комментарий
000
002
003
004
008
00А
00С
00D
00F
010
011
12
013
015
017
018
019
01A
01B
01D
01E
020
021
023
024
026
027
028
02A
02B
02C
02D
02E
02F
030
031
032
033
034
035
037
038
03A
03B
03C
14 70
A8
D5
D8 00
BA 00
BB 00
C5
14 70
33
17
68
AB
53 80
C6 1B
FB
07
33
AB
BC 64
FB
BA 00
6B
E6 24
1A
EC 20
A9
97
BB 08
F9
F7
A9
FA
F7
AA
F8
33
17
6A
A7
F6 38
F8
EB 2A
F9
F7
A9
2
1
1
2
2
2
1
2
1
1
1
1
2
2
1
1
1
1
2
1
2
1
2
1
2
1
Change: Call Meas
MOV R0.A
SEL RB1
MOV R0, 00h
MOV R2, 00h
MOV R3, 00h
SEL RB0
Work: CALL Meas
CPL A.
INC A
ADD A,R0
MOV R3,A
ANL A,80H.
JZ Mul.
MOV A,R3
DEC A
CPL A
MOV R3,A.
Mul: MOV R4,64h
MOV A,R3
MOV R2, 00h
M1: ADD A, R3
JNC M2
INC R2
M2: DJNZ R4, M1
MOV R1, A
CLR C
MOV R3,08h
M3: MOV A, R1
RLC A
MOV R1, A
MOV A, R2
RLC A
MOV R2, A
MOV A, R0
CPL A.
INC A
ADD A, R2
CPL C
JC M4
ADD A, R0
M4: DJNZ R3, М3
MOV A, R1
RLC A
MOV R1, A
; Вызов подпрограммы измерения сопротивления резистора; Запомним в R0 эталонное сопротивление.
; Подключим банк регистров RB1.
; Обнуление счетчика
; Обнуление счетчика
; Обнуление счетчика
; Подключим банк регистров RB0.
; Измерение сопротивления резистора.
; Инвертирование содержимого аккумулятора
; А=А+1ÞА в дополнительном коде.
; Вычитаем из эталонного сопротивления измеренное: А=R0-А.
; Спасаем А регистре R3
; Проверяем знаковый бит
; Если А>0, то переходим на метку Mul
; Восстановим содержимое А.
; А=А-1
; Инвертирование А; А- в прямом коде.
; Сохраним содержимое А
; В R4- число повторений цикла- 10010
; В аккумуляторе- разность между измеренным и эталонным; сопротивлениями, взятая по модулю.
; Обнуление регистра R2
; А=А+R3.
; Если А+R3£FFh, то переходим на М2.
; Учитываем перенос (А+R3>FFh).
; Уменьшаем счетчик цикла. Если R4>0- повторяем цикл.
; Копируем аккумулятор в регистр R1
; После умножения в регистре R1 будет младший байт
; произведения, в R2- старший, т. е. R2R1=½Nэт-N½*100.
; Разделим содержимое этой пары регистров на содержимой
; регистра R0 (эталон).
; Обнуляем флаг переноса.
; Счетчик цикла.
; ВА- младший байт произведения.
; Циклический сдвиг влево через флаг переноса.
;R1=А
; ВА- младший байт произведения.
; Циклический сдвиг влево через флаг переноса
;R2=А
; ВА- эталонное вопротивление (делитель).
; Инвертирование содержимого аккумулятора
А=А+1Þ А в дополнительном коде
; А=R2-А
; Инвертирование флага переноса
; Если флаг С установлен, переходим на М4.
; А=А+ R0
; Уменьшаем счетчик цикла. Если R3>0, то повторяем цикл.; А=R1
; циклический сдвиг влево через флаг переноса.
; В R1- результат деления, т. е. отклонение в процентах измеренного сопротивления от эталонного.
; проверка на принадлежность к группе по допуску.
03D
03F
041
042
043
044
046
047
049
04A
04C
04E
04F
050
051
053
054
056
057
058
059
05B
05C
05E
05F
060
062
03 F6
E6 49
D5
18
C5
23 06
3A
04 5C
F9
03 FB
E6 56
D5
1A
C5
23 44
3A
04 5C
D5
1B
C5
23 24
3A
23 04
3A
09
12 00
04 0D
2
2
1
1
1
2
2
2
1
2
2
1
1
1
2
2
2
1
1
1
2
2
2
2
2
2
2
P 10:
P 5:
Mode:
ADD
JNC
SEL
IBC
SEL
MOV
OUTL
JMP
MOV
ADD
JNC
STL
INC
SEL
MOV
OUTL
JMP
SEL
INC
SEL
MOV
OUTL
MOV
OUTL
IN
JB0
JMP
A. F6h
P10
RB1
R0
RB0
A, 06h
P2, A
Mode
A, R1
A, FBh
P5
RB1
R2
RB0
A, 44h
P2, A
Mode
RB1
R3
RB0
A, 24h
P2, A
A, 04h
P2, A
A, P1
Change
Work
; А=А-1010
; Если А
; Подключаем банк регистров RB1
; Увеличиваем счетчик резисторов “ВНЕ ДОПУСКА”
; Подключаем банк регистров RB0
; Устанавливаем 1-й и 2-й биты в единицу
; Команда роботу–положить резистор в контейнер “вне допуска”
; Пропускаем остальные отклонения
;A=R1 ;A=A–5
; Если А
; Подключаем банк регисторов RB1
; Увеличиваем счетчик резисторов с отклонением до 10%
; Подключаем банк регистров RB0
; Устанавливаем в единицу 2–й и 6–й биты
; Команда роботу – положить резистор в контейнер “10%”
; Пропускаем отклонение 5%
; Подключаем банк регистров RB1
; Увеличиваем счетчик резисторов с отклонением до 5%
; Подключаем банк регистров RB0
; Устанавливаем в единицу 2–й и 5–й биты
; Команда роботу – положить резистор в контейнер “10%”
; Устанавливаем в единицу только 2–й бит
; Снимаем все активные сигналы с порта Р2
; Читаем порт Р1
; Нулевой бит установлен в единицу–команда смены эталона.
; Проверяем следующий резистор.
070
072
073
075
077
079
07В
07С
07Е
07D
23 05
3A
26 73
9A 00
8A 04
56 79
09
12 7B
08
83
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
Meas:
W1:
W2:
W3:
MOV
OUTL
JNT0
ANL
ORL
JT1
IN
JB0
INS
RET
A, 05h
P2, A
W1
P2,00h
P2,04h
W2
A, P1
W3
A, Bus
; Устанавливаем в единицу 0–й и 2–й биты
; Команда роботу –установить резистор
; Ждем установки резистора
; На АЦП-сигнал “начать измерение”
; Убираем все активные сигналы с порта Р2
; Ждем окончания измерения
; Ждем выключения режима
; “эталонное сопротивление”
; Считываем с АЦП значение сопротивления
; Возврат в основную программу.
К полученной программетрудно применить термин “быстродействие”, на это есть несколько причин:
-В программеесть несколько задержек на неопределенное время ( эти задержки определяютсяроботом);
-Программа имеетсильно разветвленную структуру, а выбор ветви в некоторых случаях зависит отвнешних условий;
-Программапредставляет собой бесконечный цикл, т. е. программа выполняется с моментавключения системы и до выключения.
Для того, чтобы все-таки оценитьбыстродействие, сделаем некоторые допущения: предположим, что внешниеустройства совершенно не затормаживают систему, т. е. если система выдаетзапрос во внешние устройства, результат приходит мгновенно. Таким образом,будет посчитано быстродействие собственно программы.
Для определенностипримем, что система работает в режиме сортировки, эталонное значение ужезанесено в память и в измеритель установлен резистор с 10% допуском.
Так как программазациклена, посчитаем количество машинных циклов за один проход программы:
2+2´10+1´4+2+2+1´4+2+1+2+1+(1+2+1+2)´100+1+1+2+(1´11+2+1+2)´8+1+1+1+2+2+2+1+2+2+1+1+1+2+2+2+1+1+1+2´7=812 циклов
К процессору подключенкварцевый резонатор на частоту 6 МГц, следовательно тактовая частота процессораравна 6/3=2 МГц; время одного такта равно 0,5 мкс. Один машинный цикл равенпяти тактам, т. е. 2,5 мкс.
Время выполнения одногоцикла программы равно 812´2,5=2030 мкс » 2мс.
6. КОНТРОЛЬНЫЙ ПРИМЕР
Напряжение, подаваемое наАЦП, равно
U=Iэт´R; Iэт = 0,025 А
Входные данные:
Rэт = 51Ом; Rизм = 53 Ом; Uэт= Iэт´Rэт = 0,025 А´51Ом = 1,28 В
С АЦП в память запишетсячисло 128 = 80h, т. е. (R0) = 80h
U= Iэт´Rэт = 0,025 А´53 Ом = 1,33 В
С АЦП в аккумуляторзапишеться число 133 = 85h.
Находим модель разностиэталонного и измеренного сопротивлений:
½Rэт –Rизм ½=½128-133½=½-5½=5
Отклонение в процентахнаходиться по формуле:
/>
и именно по этой формулеработает написанная выше программа.
Умножаем разность на 100:
½Rэт –Rизм ½´100=500
Делим полученное число наRэт/800/102 = 3, т. к. делениецелочисленное.
Итак, в программеполучается, что Rизм имеет отклонение 3% от
/>
номинала. На самом деле Rизм имеет отклонение
Число, полученноепрограммой, и число, рассчитанное непосредственно, достаточно близки друг кдругу.
Система поместит данныйрезистор в контейнер с допуском 5%.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
В процессе работы быларазработана система, способная рассортировать партию резисторов по допускам 5,10% и брак. Система также подсчитывает число резисторов каждого допуска.
В устройствепредусмотрена возможность смены эталонного сопротивления, записанного в памяти,при смене партии резисторов.
При каждом попаданиирезистора с отклонением более 10% система подает световой сигнал.
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙЛИТЕРАТУРЫ
1. Микропроцессоры. В 3–х кн. Кн. 1.Архитектура и проектирование микро–ЭМВ. Организация вычислительных процессов:Учебник для вузов. Под редакцией Л.Н. Преснухина. – М.: Высшая школа, 1986г.
2. Калабеков Б.А. Микропроцессоры и ихприменение в системах передачи и обработки сигналов: Учебное пособие для вузов.– М.: Радио и связь, 1988г.
3. В.Н. Пильщиков. Программирование наязыке ассемблер IBM PC. – М.: Диалог МИФИ, 1994г.