Разработка микроконтроллерной системы управления - Курсовая работа

Целью курсовой работы является разработка и отладка алгоритмов и программ для реализации заданного набора функций микроконтроллерной системы управления некоторым объектом управления (ОУ) , представленной на. рис.1. Микроконтроллерная система (МКС) принимает множество информационных сигналов {X} об объекте управления от аналоговых и цифровых датчиков (Д), вырабатывает множество управляющих сигналов {Y} в соответствии с законом управления и подает их на исполнительные механизмы (ИМ).МКС реализует алгоритм, представленный на рис.2, сбор и обработку данных с датчиков. Блок 2 реализует задачу логического управления: принимает информацию от дискретных датчиков Х1, …, Xn, вычисляет значение булевой ФУНКЦИИУ1= f(Х1, …, Xn) в соответствии с заданным выражением и выдает это значение в качестве управляющего сигнала (УС) Y1 по соответствующему выходному каналу контроллера на ИМ. Блок 3 обеспечивает прием информации от аналоговых датчиков V1, …, Vm, ее преобразование в цифровую форму, вычисление значений управляющих воздействий Y2 и Y3 и выдает их на ИМ, .При этом сигналы Y2 и Y3 являются двоичными сигналами, поступающими по выбранным каналам контроллера. При выполнении этой функции оператор задает значения уставок регулируемого параметра с пульта управления (ПУ) контроллера. Для проверки и отладки программы на модели будем предполагать, что кнопка «Пуск» имитируется разрядом D1 выбранного порта контроллера , кнопка останова - «Ост» имитируется разрядом D0 , датчик наличия напряжения сети имитируется разрядом D2, а сигнал управления на включение электродвигателя отображается светодиодом разряда D3.Значения Tmin и Tmax при моделировании хранятся в ячейках памяти данных контроллера или в регистрах ЦПУ и их значения определяются студентом при моделировании самостоятельно, как и значения текущих значений температуры с датчиков (загружаются параметры температур при моделировании в симулятор контроллера с клавиатуры персонального компьютера). Введенные с датчиков m значений параметров (m выбирается по таблице) запоминаются в ячейках области ввода памяти данных и регистрах контроллера (область памяти и регистры выбираются самостоятельно). После определения Тср необходимо ее сравнить с Tmin и Tmax и сформировать на линиях выбранного выходного порта контроллера соответствующие УС, например Y4 или Y5, поступающие в ИМ «Охладитель среды» или «Нагреватель среды» соответственно, подключенные к данным линиям выходного порта. Алгоритм сравнения температур приведен на рис.11 A,R5 ; записываем в аккумулятор значение ТсрДанное задание предусматривает обработку внешнего запроса прерывания, поступающего в контроллер. В курсовой работе требуется организовать обработку одного внешнего запроса от некоторого аварийного датчика, подключенного ко входу обработки прерывания контроллера INT0 (одна из линий порта P3). Прерывание от сигнала аварийного датчика должно обеспечить включение устройства аварийной сигнализации, подключенного к выбранному порту. После получения сигнала прерывания INT ЦПУ завершает выполнение текущей команды прерываемой программы и формирует сигнал подтверждения INTA. Подпрограммы обработки прерывания обязательно завершаются командой RETI, в соответствии с которой в программный счетчик из стека загружается адрес ранее сохраненный командой CALL, сохраненной в стеке, для возврата в прерванную программу.В данной работе были разработаны МКС обработки дискретных, аналоговых сигналов, поддержания параметра в определенных пределах и рассмотрена обработка прерываний. · дана оценка основных характеристик МКС: а) максимального времени реализации одного цикла управления (от пуска системы до окончания однократной реализации заданного алгоритма ) Время реализации определяется симулятором микроконтроллера автоматически при выполнении программы. б) емкости памяти данных и памяти программ (в байтах), необходимые для реализации разработанных программ.

Содержание

Введение

1. Обобщенный алгоритм функционирования МКС

1.1 Обработка информации поступающей с дискретных датчиков

1.2 Управление пуском/остановом электродвигателя

1.3 Управление технологическим параметром в заданных пределах

1.4 Обработка информации поступающей с аналоговых датчиков

1.5 Обработка запроса прерывания

Заключение

Целью курсовой работы является разработка и отладка алгоритмов и программ для реализации заданного набора функций микроконтроллерной системы управления некоторым объектом управления (ОУ) , представленной на. рис.1.

Микроконтроллерная система (МКС) принимает множество информационных сигналов {X} об объекте управления от аналоговых и цифровых датчиков (Д), вырабатывает множество управляющих сигналов {Y} в соответствии с законом управления и подает их на исполнительные механизмы (ИМ). Закон управления реализуется в МКС, состоящей из микроконтроллера (МК) - управляющей МИКРОЭВМ и пульта управления (ПУ). МК содержит основные модули, обеспечивающие выполнение и хранение данных и программ управления объектом, а также периферийные модули для подключения датчиков и исполнительных механизмов.

С помощью ПУ оператор получает возможность управлять работой МКС: запускать и останавливать ее, загружать в контроллер значения некоторых уставок (констант), выводить на индикаторы информацию о состоянии объекта и т.п. С помощью последовательного канала связи (ПСК) МКС может передавать обработанную информацию персональному компьютеру (ПК) более высокого уровня по запросу от него, обеспечивать интерфейс в мультиконтроллерных системах (локальные сети контроллеров).

В работе разрабатывается структурная схема МКС, включая устройства ввода с дискретных датчиков (ДД), аналоговых датчиков (АД) , исполнительные механизмы (ИМ), алгоритмы и программы, обеспечивающие выполнение заданных функций, осуществляется отладка разработанных программ на модели контроллера и выполняется оценка характеристик МКС: время выполнения программ и емкость памяти программ в байтах.

В данной работе были разработаны МКС обработки дискретных, аналоговых сигналов, поддержания параметра в определенных пределах и рассмотрена обработка прерываний.

При выполнении работы выполнены: · структурная схема МКС;

· блок-схемы алгоритмов и программы реализации заданных функций на языке Ассемблер;

· для каждой программы представить модель симулятора со всеми окнами;

· карта распределения адресных пространств памяти программ и данных контроллера

· дана оценка основных характеристик МКС: а) максимального времени реализации одного цикла управления (от пуска системы до окончания однократной реализации заданного алгоритма ) Время реализации определяется симулятором микроконтроллера автоматически при выполнении программы. б) емкости памяти данных и памяти программ (в байтах), необходимые для реализации разработанных программ.

Размещено на