Микропроцессорные системы - Программирование, компьютеры и кибернетика курсовая работа

Обработка информации, поступающей с дискретных датчиков. Реализация с использованием команд условных переходов и битовых операций. Управление технологическим параметром в заданных пределах. Алгоритм гибкого управления объектом. Таблица портов и адресов.


посмотреть текст работы


скачать работу можно здесь


полная информация о работе


весь список подобных работ


Нужна помощь с учёбой? Наши эксперты готовы помочь!
Нажимая на кнопку, вы соглашаетесь с
политикой обработки персональных данных

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ
УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ
1. Структурная схема микроконтроллерной системы управления
3. Оценки характеристик разработанной МКС
4. Обработка информации, поступающей с дискретных датчиков
4.1 Реализация с использованием команд условных переходов
4.2 Реализация с использованием команд битовых операций
5. Обработка информации, поступающей с аналоговых датчиков
6. Управление пуском - остановом электродвигателя
7. Управление технологическим параметром в заданных пределах
9. Алгоритм гибкого управления объектом
1. Структурная схема микроконтроллерной системы управления
МКС принимает множество информационных сигналов об объекте управления: цифровых {X} и аналоговых {U} от соответственно цифровых (ДД) и аналоговых датчиков {АД}, вырабатывает множество управляющих сигналов {Y} в соответствии с законом управления и выводит их в исполнительные механизмы (ИМ). Закон управления реализуется микроконтроллером на основе сигналов {X} и {U} от ОУ и информации с пульта управления (ПУ). МК содержит основные модули, обеспечивающие выполнение программ управления объектом, хранение данных, 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 установок (констант), выводить на индикаторы информацию о состоянии объекта и т.п.
С помощью последовательного канала связи (ПсК) МК может передавать обработанную информацию персональному компьютеру (ПК) более высокого уровня по запросу от него.
X1, X2, X3, X4 - входы с дискретных датчиков.
U1, U2, - входы с аналоговых датчиков.
T1, T2, T3 - входы с датчиков температуры
1. Матрицу кнопок, включающую: числовую шестнадцатеричную панель для ввода К, кнопку Ввод для занесения введенного K в память, кнопки Пуска и Остановки электродвигателя, тумблер Останова.
В не нажатом состоянии кнопки подтянуты к питанию.
Для ввода К необходимо ввести две тетрады (ввод осуществляется нажатием на соответствующую клавишу, при этом старшая тетрада заменяется на младшую, а выбранное значение заносится в младшую), после чего нажать на клавишу “Ввод”.
При нажатии на “Пуск двиг”, осуществляется запуск электродвигателя, при нажатии на “Ост. двиг” - его остановка.
При переключения тумблера в состояние “Ост.” осуществляется приостановка работы МК. В режиме остановки МК перестает обрабатывать информацию с датчиков, при этом сохраняется возможность ввода К с ПУ, и возможность работы с терминалом. Обратное переключение возвращает систему в нормальный режим работы.
2. Кнопку “Сброса”, заведенную на вход Reset МК. При нажатии
на вход Reset подается логическая единица.
Используется для вывода необходимого количества управляющих сигналов в условиях нехватки выводов МК.
Вход D регистра используется для передачи бит.
По положительному фронту входа Sh осуществляется сдвиг регистра на один разряд и занесение в младший логического состояния на входе D.
По положительному фронту на входе St состояние разрядов внутри регистра передается на внешние выводы.
Т.к. вывод на сдвиговый регистр занимает довольно длительное время (~50 мкс) к его выходам не заведены сигналы требующие малого времени переключения (так Y2, Y6 подключены к выводам МК, т.к. на них необходимо выдавать импульсы длительностью 20 мкс и 30 мкс соответственно). Состояние регистра отображается в памяти МК, и при изменении состояние сначала изменяется значение в памяти, а затем осуществляется вывод в регистр.
Через терминал можно осуществляться вывод информации о состоянии системы (K; Q; Tmin, Tmax, Tsr; x1, x2, x3, x4; L1, L2), а также ввод новых значений констант (K; Q; Tmin, Tmax).
3. Оценки характеристик разработанной 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, оценивается студентом самостоятельно.
Для реализации разработанной программы необходимо: 26 байт памяти данных + память для стека, и 1867 байт памяти программ.
4. Обработка информации, поступающей с дискретных датчиков
МКС опрашивает двоичные датчики Х1, …, Хn и вычисляет логическую (булеву) функцию Y1= f(Х1, …, Хn) в соответствии с вариантом задания. При единичном значении функции МКС вырабатывает в исполнительный механизм (ИМ) выходной сигнал Y1 = 1 заданной длительности t1. Это означает, что через t1 после выдачи единичного сигнала Y1 необходимо выработать нулевое значение сигнала Y1. Логическую функцию требуется реализовать тремя вариантами и сделать выбор при оформлении проекта в пользу самого экономичного:
с использованием команд условных переходов;
с использованием команд битовых операций;
4.1 Реализация с использованием команд условных переходов
4.2 Реализация с использованием команд битовых операций
db 0, 0, 0, 0, 1, 0, 0, 0, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1
Время измерялось от начала запуска программы до Breakpoint установленного на последней команде.
Способ с использованием команд условных переходов: 321 мкс
Способ с использованием команд битовых операций : 383 мкс
Таким образом самый экономичный с точки зрении времени выполнения способ с использованием команд условных переходов.
5. Обработка информации, поступающей с аналоговых датчиков
Сигналы с аналоговых датчиков U1 и U2 преобразуются в цифровую форму в АЦП в 8-разрядные коды, представляющие целые числа без знака и поступают на обработку в МП контроллера. Величина K - 8-разрядный код, поступающий в контроллер с клавиатуры пульта управления.
Полученное значение функции Nu = f(Nu1, Nu2, K) сравнивается с константой Q, хранящейся в РПД и в зависимости от результатов сравнения МКС вырабатывает двоичные управляющие воздействия y2 или y3 длительностью t2 или t3 соответственно.
movNu1, A; Значение с первого датчика
movNu2, A; Значение со второго датчика
; Реализация функции min (Nu1, Nu2 + K)
6. Управление пуском - остановом электродвигателя
В МКС необходимо реализовать управление, контроль напряжения силовой сети и выдачу сигнала для включения или выключения двигателя.
Рисунок 12. Схема управления функцией пускателя электропривода
jnbM_usensor, m_Stop ; Нет питания-> остановка
jnbM_stop_key_press,m_Stop ; Нажата кнопка остановки-> остановка
jbM_start_key_press,m_Exit ; Кнопка пуска отпущена -> состояние
7. Управление технологическим параметром в заданных пределах
Необходимо обеспечить поддержание значения параметра, температуры среды в заданных пределах (Тmin - Тmax).
Обработка данных заключается в следующем. Введенные с m датчиков значения параметров (m=3) запоминаются в виде массива в ячейках области ввода памяти данных контроллера. Далее требуется вычислить среднее значение температуры: Tср = ?Ti/m , где m - количество параметров температур Ti. После определения Tср необходимо ее сравнить с Tmin и Tmax и сформировать на линиях выбранного выходного порта контроллера соответствующие УС, например Y4 и Y5, поступающие в ИМ «Охладитель среды» и «Нагреватель среды» соответственно, подключенные к данным линиям выходного порта.
mov(Tm+0), A; Значение температуры с первого датчика
mov(Tm+1), A; Значение температуры со второго датчика
mov(Tm+2), A; Значение температуры с третьего датчика
; Инициализация регистров используемых в цикле
; Цикл обработки массива из 3 элементов (нахождение среднего арифметического)
movTsr, A; Занесение полученного значения в память
; Сравнение средней температуры с граничными значениями
МПС обрабатывает запросы прерывания двух приоритетных уровней.
Запрос на прерывание по сигналу отказа источника питания. Прерывания работы МПС при отказе источника питания имеют высший приоритет. МПС при этом вырабатывает выходной сигнал Y6 установки объекта управления в исходное состояние. Сигнал Y6 представляет собой два прямоугольных импульса длительностью 30 мкс, следующие с интервалом в 30 мкс. После выполнения указанных действий требуется контроллер перевести в ждущий режим. Ждущий режим моделируется бесконечным циклом, выход из которого возможен только при нажатии кнопки “Сброс”, подключенной ко входу Reset МК.
Запрос на прерывание по сигналу аварийного датчика. Прерывания от сигнала аварийного датчика включают на пульте управления аварийную сигнализацию (звуковая 500 Гц) и обеспечивают выдачу в область связи с ПК сигналов дискретных датчиков x1, …, x4, среднего значения Тср (задача 1.5), значения констант K и Q, значение датчиков L1, L2 (см. 1.7). После выполнения указанных действий требуется контроллер перевести в ждущий режим.
Прерывание по сигналу отказа источника питания:
1. Импульсы длительностью 30 мкс реализуются программным образом.
Прерывание по сигналу аварийного датчика:
1. Запускается таймер управляющий звуковой сигнализацией
(прерывания таймера более приоритетные чем прерывание по сигналу аварийного датчика).
2. Осуществляется передача в последовательный канал связи информации о состоянии системы.
; Прерывание по сигналу отказа источника питания
9. Алгоритм гибкого управления объектом
Данный алгоритм должен обеспечить закон гибкого управления по состоянию объекта. Требуется разработать алгоритм и программу управления насосной станцией осушительной системы, состоящей из двух насосных агрегатов Р1 и Р2 и двух датчиков контроля уровня воды. Насосы работают по следующему закону управления объектом:
датчик L1 - при L1=0 насосы не включаются, а при L1=1 включается насос, имеющий меньшее количество наработанных часов;
датчик L2 - данный датчик срабатывает при дальнейшем повышении уровня воды, при L2=1 включается второй насос и начинают работать уже оба насоса. При L2=0, т.е. понижении уровня воды, один из насосов выключается и продолжает работать насос с меньшим количеством наработанных часов, т.е. требуется обеспечить подсчет и сравнение времени работы насосов. Когда уровень воды понизится и L1=0, то последний работающий насос также выключается.
Время работы насосов подсчитывается с помощью таймера. Таймер установлен на максимально длительное время. По прерываниИ для работающего насоса на единицу увеличивается наработанное время.
setbPump2; 2 насос отработал меньше -> включение
setbPump1; 1 насос отработал меньше -> включение
clrPump1; 1 насос отработал больше -> выключение
clrPump2; 2 насос отработал меньше -> выключение
Время выполнения отдельных частей кода
;============ Распределение портов ============
;======== Распределение адресов памяти ========
key_olddata20h ; Занимает адреса 20h-23h
; Технологические константы и переменные
Tmdata34h; Массив из 3-х элементов (адреса 34h-36h)
PTime1data40h; Занимает 4 байта (40h - 43h)
PTime2data44h; Занимает 4 байта (44h - 47h)
;======== Вектора обработка прерываний ========
;========== Начальная инициализация ===========
============Обработка информации с дискретных датчиков==============
===============Обработка информации с аналоговых датчиков===============
movNu1, A; Значение с первого датчика
movNu2, A; Значение со второго датчика
; Реализация функции min (Nu1, Nu2 + K)
=======Управление технологическим параметром в заданных пределах==============
mov(Tm+0), A; Значение температуры с первого датчика
mov(Tm+1), A; Значение температуры со второго датчика
mov(Tm+2), A; Значение температуры с третьего датчика
; Инициализация регистров используемых в цикле
; Цикл обработки массива из 3 элементов (нахождение среднего арифметического)
movTsr, A; Занесение полученного значения в память
; Сравнение средней температуры с граничными значениями
===========Управление пуском - остановом электродвигателя===============
jnbM_usensor, m_Stop ; Нет питания-> остановка
jnbM_stop_key_press,m_Stop ; Нажата кнопка остановки-> остановка
jbM_start_key_press,m_Exit ; Кнопка пуска отпущена -> состояние
===============Алгоритм гибкого управления объектом====================
setbPump2; 2 насос отработал меньше -> включение
setbPump1; 1 насос отработал меньше -> включение
clrPump1; 1 насос отработал больше -> выключение
clrPump2; 2 насос отработал меньше -> выключение
;========================= Отправка порта =========================
;========================= Цикл остановки =========================
callKey_Process; Опрос/Обработка клавиатуры
; Ожидание получения значения с АЦП
; Отсылка значения порта на сдвиговый регистр
===================Обработчики прерываний============================
; Прерывание по сигналу отказа источника питания
=====================Функция опроса/обработки клавиатуры==================
Выбор и краткое описание исполнительного оборудования и датчиков. Схема подключения оборудования к Koyo d0-06dd1 и расчет стоимости системы. Создание таблицы символов и разработка программы на языке релейной логики. Создание человеко-машинного интерфейса. контрольная работа [1,7 M], добавлен 10.08.2014
Изучение вопросов, связанных с проектированием и эксплуатацией автоматизированных систем управления технологическими объектами. Разработка оптимального управления технологическим объектом управления - парогенератором. Выбор закона регулирования. курсовая работа [5,2 M], добавлен 18.01.2015
Характеристика автоматической системы управления технологическим процессом жидких и газообразных сред, необходимость и методика ее реконструкции. Техническое описание средств измерений АСУ ЖГС и системы обработки информации, их совершенствование. дипломная работа [1,3 M], добавлен 11.03.2011
Структура микропроцессорной системы, алгоритм ее управления и передачи сигналов. Карта распределения адресов. Разработка электрической принципиальной схемы и выбор элементной базы. Расчет потребляемого тока, блока питания, программного обеспечения. курсовая работа [5,1 M], добавлен 22.01.2014
Технологическая схема системы. Структурно-функциональная модель обработки сообщений системой управления технологическим процессом. Поток сообщений в общем виде. Моделирование в среде GPSS и в среде C#, их результаты. Алгоритм имитационного моделирования. курсовая работа [1,3 M], добавлен 14.12.2012
Алгоритм решения функциональной задачи. Выбор системы команд специализированной ЭВМ. Форматы команд и операндов. Содержательные графы микропрограмм операций АЛУ. Разработка объединенной микропрограммы работы АЛУ. Закодированные алгоритмы микропрограмм. курсовая работа [265,5 K], добавлен 17.11.2010
Способы дискретной коррекции систем управления. Порядок расчета корректирующего звена для дискретной системы. Особенность методов непосредственного, последовательного и параллельного программирования. Реализация дискретных передаточных функций. реферат [69,2 K], добавлен 27.08.2009
Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д. PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах. Рекомендуем скачать работу .

© 2000 — 2021



Микропроцессорные системы курсовая работа. Программирование, компьютеры и кибернетика.
Реферат по теме Работы "Римского клуба"
Реферат по теме Уголовная статистика и изучение преступности
Курсовая Работа Ос Linux
Реферат: Восприятие. Скачать бесплатно и без регистрации
Реферат по теме Формирование административно-командной экономики СССР
Диссертация Контекстное Обучение
Реферат: Психофізіологічні основи емоцій
Реферат Заболевания Жкт У Детей
Английский Язык 2 Класс Афанасьева Контрольные Работы
Дипломной Работа Фармация
Реферат: Некоторые аспекты феномена гостеприимства в русской и бретонской традициях XIX века. Скачать бесплатно и без регистрации
Как Начать Сочинение По Обществознанию
Курсовая Работа На Тему Психологические Аспекты Социальной Адаптации Учащихся Средних Специальных Учебных Заведений
Дипломная работа по теме Соревновательный робот
Отчет По Геодезической Практике
Дудинцев Однажды Утром Сочинение
Курсовая работа по теме Автоматизация регулирования температуры перегрева парового котла
Реферат по теме Общая культура и социально-профессиональная компетентность человека
Курсовая работа по теме Технико-экономический анализ и обоснование 'рыночной новизны' разработки программного продукта мониторинга состояния пациентов заболеваемости эндокринологии
Топик: Wales
Кириеевские - Литература контрольная работа
Общая концепция стратегического планирования - Менеджмент и трудовые отношения курсовая работа
Молоді батьки і ранні діти: чи можлива така родина? - Педагогика конспект урока