Подсчет и индикация деталей (стр. 1 из 2)
З А Д А Н И Е № 13 на курсовую работу по дисциплине "Основы микропроцессорной техники"
Разработать принципиальную схему и программу функционирования микропроцессорной системы, выполненной на базе однокристального микроконтроллера серии МК51, осуществляющего подсчет и индикацию количества деталей разного размера на конвейере. Наличие деталей определяется тремя фотодатчиками, определяющими наличие и размер деталей. Индикация производится на четырехразрядном индикаторе. 1- разряд тип детали, 3 разряда – количество.
Преподаватель
СОДЕРЖАНИЕ
Введение
1. Функциональная схема
2. Разработка принципиальной схемы системы
2.1 Микроконтроллер МК51
2.2 Дешифратор К514ИД1
2.3 Индикатор АЛС 324А
2.4 Элементы электрической схемы
3. Алгоритм работы программы
Список литературы
ВЕДЕНИЕ
Развитие микроэлектроники и широкое применение её изделий в промышленном производстве, в устройствах и системах управления самыми разнообразными объектами и процессами является в настоящее время одним из основных направлений научно-технического прогресса.
В микроэлектронике бурное развитие получило направление связанное с выпуском однокристальных микроконтроллеров, которые предназначены для интеллектуализации оборудования различного назначения. Однокристальные (однокорпусные) микроконтроллеры представляют собой приборы, конструктивно выполненные в виде БИС и включающая в себя все составные части голой микро ЭВМ: микропроцессор, память программ и память датчик, а также программируемые интерфейсные схемы для связи с внешней средой.
Использование микроконтроллеров в системах управления достижение исключительно высоких показателей эффективности при столь низкой стоимости, что микроконтроллером, видимо, нет разумной альтернативной элементной базы для построения управляющих и регулирующих систем. [1.стр3]
1. ФУНКЦИОНАЛЬНАЯ СХЕМА
Для реализации программы подсчета деталей, идущих по конвейеру составим следующею функциональную схему.
Рис.1 Функциональная схемаКогда деталь проходит место, где установлен фотодатчик (ФД), с него на вход микроконтроллера поступает сигнал высокого уровня. После прохождения детали сигнал опять становится низкого уровня. Эти импульсы считает однокристальная ЭВМ (ОМ ЭВМ), а результат выдается через свой порт на дешифратор (Д), с которого число поступает на индикатор.
В процессе подсчета и индикации деталей может быть нажата кнопка «ВСЕГО» - высвечивается полное количество деталей, прошедших с момента включения конвейера.
«Сброс»-идет подсчет деталей прошедших после нажатия кнопки.
Сигналы от них поступают на входы Р0.1 и Р0.0 порта Р0.
2.РАЗРАБОТКА ПРИНЦИПИАЛЬНОЙ СХЕМЫ СИСТЕМЫ
На рис.6 изображена принципиальная схема микропроцессорной системы, осуществляющая подсчет и индикацию деталей разного типа на конвейере. Она состоит из следующих элементов:
2.1 Микроконтроллер КМ1816ВЕ51
Конструктивно он выполнен в корпусе БИС с 40 внешними выводами. Все выводы электрически совместимы с элементами ТТЛ: входы представляют собой единичную нагрузку, а входы могут быть нагружены одной ТТЛ нагрузкой. Общий вид корпуса МК51 показан на рис.2.
Рис.2 Микроконтроллер КМ1816ВЕ51
VSS – потенциал земли, VCC- основное напряжение питания, EA/VPP-при подаче на него сигнала высокого уровня запрещает работу с внешней памятью, RST- вход сигнала общего сброса при запуске МК, Х1,Х2- входы для подключения выводов кварцевого резонатора.
ОСНОВНЫЕ ПАРАМЕТРЫ МИКРОКОНТРОЛЛЕРА КМ1816ВЕ51:
Память программы (ПЗУ или СППЗУ) имеет емкость 4Кбайта и предназначена для хранения команд, констант, управляющих слоев инициализации, таблиц перекодировки входных и выходных переменных и т.п.; РПП имеет 16- битную шину адреса, через которую обеспечивается доступ из счетчика команд или из регистра указателя данных; память ОЗУ предназначена для хранения переменных в процессе выполнения программ, адресуется одним байтом и имеет ёмкость 128 байт. Память программ, так же как и память данных может быть рассмотрена до 64 Кбайт путем подключения внешних БИС; двух байтный регистр указатель данных (РПД), обычно используется для фиксации 16- битного адреса в операциях, с обращением к ВП.
2.2 Дешифратор К514ИД1
Для вывода данных из портов микроконтроллера на индикатор используем дешифратор К514ИД1 для семисегментного полупроводникового цифрового индикатора с разъединенными анодами сегментов (рис.3).
Рис.3 Дешифратор К514ИД1
ПРЕДЕЛЬНО ДОПУСТИМЫЕ РЕЖИМЫ ЭКСПЛУАТАЦИИ:
Ток нагрузки на каждом выходе 22Ма, напряжение источника питание – не более 5,25В, входное напряжение – не более 55,25В.
2.3 Индикатор АЛС 324А
Для визуальной индикации количества и типа детали используем индикатор АЛС 324А – знаковый индикатор красного цвета в пластмассовом корпусе (рис.4).
Рис.4 Индикатор АЛС 324А
Различные комбинации элементов, обеспечиваемые внешней коммутацией, позволяют воспроизводить цифры от 0 до 9. Излучение света происходит при попадании прямого тока. У индикатора АЛС 324А элементы имеют общий катод (рис.4).
ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ И СВЕТОВЫЕ ПАРАМЕТРЫ:
- сила света при прямом токе 20мА через элементы, не менее 0.15мкд.
- постоянное прямое напряжение на каждом элементе при токе 20мА, не более 2.5 В.
ПРЕДЕЛЬНО ЭКСПЛУАТАЦИОННЫЕ ДАННЫЕ:
Обратное напряжение любой формы и периодичности при tос от -600 до
+350С – 5В; постоянный прямой ток через элемент при tос от -600 до
+350С – 25мА; температура окружающей среды от -600 до +700С.
2.4 Элементы электрической схемы
Устройство управления МК совместно с логической схемой переходов в каждом цикле команды формирует последовательность сигналов, управляющих функциями всех блоков МК и системой их взаимосвязи.
Рис.5 Кварцевый резонатор.
Опорную частоту синхронизации МК определяет кварцевый резонатор, подключаемый к выводам Х1 и Х2. Х1 является входом, а Х2 – выходом генератора, способного работать в диапазоне частот от 1 до 12 МГц. В состав генератора МК входят два счетчика с модулями пересчета 3 и 5. Первый используется для формирования сигнала системой синхронизации (0,5 мкс). Этот же сигнал поступает на счетчик машинных циклов, на входе которого через каждые пять сигналов синхронизации формируется сигнал САВП (2.5 мкс), идентифицирующий машинный цикл и используемый в расширенных МК системах для стробирования адреса внешней памяти.
3. АЛГОРИТМ РАБОТЫ ПРОГРАММЫ
Подпрограмма ожидания импульса
3.1 Описание алгоритма работы и программы
Для более простой реализации нажатия кнопок «Сброс» и «Всего» будем использовать два счетчика: С1 и С.
С1 счётчик, который будет считать все детали пройденные после включения конвейера; С счётчик, который считает после очередного нажатия кнопки «Сброс».
ОПИСАНИЕ АЛГОРИТМА РАБОТЫ:
а) инициализация обнуляет счетчики количества деталей (регистры R0, R1, R2, R3);
б) предустановки. Очищает содержимое регистров R0, R1, R2, R3;
в) ожидает появления на вход Р0.7 импульса высокого уровня (прохождение детали), если импульс пришел, то ожидается появление импульса низкого уровня (деталь прошла);
г) после этого увеличивается содержимое счетчика на 1;
д) проводим проверку кнопки «Сброс» и «Всего»;
е) выводим на индикатор содержимое счетчика;
ж) осуществляем проверку счетчика С1.
Программа функционирования микропроцессорной системы осуществляющей подсчет и индикацию деталей на конвейере.
;инициализация
INIT: MOV R1,#0h
MOV R3,#0h
JNB P0.7,L1 ;ожидание появления сигнала высокого уровня
L2: JB P0.7,L2 ;ожидание появления сигнала низкого уровня
;увеличиваем содержимое абсолютного счетчика
;R0-младший разряд, R1-старший разряд
INC R0
MOV A,R0
DA A ;десятичная коррекция аккумулятора
MOV R0,A
MOV A,0h
ADDC A,R1 ;если R0 переполнен
DA A
MOV R1,A
;Аналогично ведется подсчет деталей и в относительном режиме
;проверка нажатия кнопки "Сброс"
L1: JB P0.0,L3 ;если "Сброс" отжата (высокий уровень), то переход на метку L3
MOV R2,#0h ;если "Сброс" нажата,то обнуляем счетчик С
MOV R3,#0h
;проверка нажатия кнопки "Всего"
L3: JB P0.1,L4 ;если "Всего" отжата (высокий уровень), то переход на метку L4
MOV A,R0 ;если "Всего" нажата,то выводим на индикатор
MOV R2,A ;содержимое абсолютного счетчика
MOV A,R1
MOV R3,A