Микропроцессорный контроллер для предварительной обработки сигналов напряжения с аналоговых датчиков.

Теперь нам необходимо запомнить данный бит и сформировать импульс, который укажет АЦП, что он должен выдать следующий бит. Реализацию записи бита в память микроконтроллера организуем через бит переноса:MOVC,DOUTMOVB.3,CSETBCLKCLRCLKТеперь в третьем бите регистра B находится одиннадцатый (старший) бит оцифрованного сигнала, а микроконтроллер готов к считыванию следующего (десятого) бита информации. Аналогично организуем запись остальных битов в память микроконтроллера вплоть до нулевого (младшего) бита:MOV C,DOUTMOV B.2,CSETB CLKCLR CLK;MOV C,DOUTMOV B.1,CSETB CLKCLR CLK;MOV C,DOUTMOV B.0,CSETB CLKCLR CLK;MOV C,DOUTMOV ACC.7,CSETB CLKCLR CLK;MOV C,DOUTMOV ACC.6,CSETB CLKCLR CLK;MOV C,DOUTMOV ACC.5,CSETB CLKCLR CLK;MOV C,DOUTMOV ACC.4,CSETB CLKCLR CLK;MOV C,DOUTMOV ACC.3,CSETB CLKCLR CLK;MOV C,DOUTMOV ACC.2,CSETB CLKCLR CLK;MOV C,DOUTMOV ACC.1,CSETB CLKCLR CLK;MOV C,DOUTMOV ACC.0,CSETBCLKCLR CLK;Завершаем считывание установкой логической единицы на выходе CST:SETBCSTСохраняем младшую и среднюю тетрады результата в регистр R1:MOVR1,AСохраняем старшую тетраду результата в регистр R0:MOV А,В ANL А,#00001111В ;ЗАНУЛЯЕМ СТАРШИЕ ЧЕТЫРЕ БИТАMOVR0,AТаким образом, в регистрах R0R1 хранится результат преобразования.Подпрограммы для других каналов отличаются лишь последовательностью импульсов, формирующих переключение на соответствующий канал АЦП.Далее необходимо привести результат, хранящийся в регистрах R0R1, в такой вид, чтобы этими данными можно было удобно оперировать.Составим таблицу соответствия между характеристиками датчиков, формулой АЦП и конечным результатом (таблица 2.5.1). При составлении таблицы необходимо учесть формулу преобразования АЦП:.С учетом того, что для формирования опорного напряжения мы выбрали микросхему MCP1541, получаем:.Таким образом, после преобразование в регистрах R0R1 хранится двоичное число, десятичный эквивалент которого равен напряжению на входе АЦП, выраженному в милливольтах. Например, при подаче на вход АЦП напряжения 2,6 В, в регистрах R0R1 после преобразования будет находиться код .Таблица 2.5.1 – Соответствие параметровИзмеряемый параметрТемператураОсвещенностьВлажностьДавлениеДиапазон измерения параметра0...50, OC0…1000,Лк0…100, %0…500, ПаДиапазон изменения выходного напряжения датчика0...10, В0...10, В0...10, В0...10, ВДиапазон изменения напряжения на входе АЦП0...5, В0...5, В0...5, В0...5, ВДиапазон изменения кода на выходе АЦП0...50000...50000...50000...5000Коэффициент деления10055010Диапазон изменения кода в регистрах R0R1 (десятичный эквивалент)0...500...10000...1000...500Анализируя таблицу 2.5.1, делаем вывод, что диапазон изменения кода в регистрах R0R1 (десятичный эквивалент) соответствует диапазону изменения параметру. То есть, если освещенность в помещении составляет 456 Лк, то после преобразования в регистрах R0R1 будет находиться число .Теперь необходимо написать подпрограммы деления двухбайтовых чисел на 100, 5, 50, 10. Проанализировав данные коэффициенты, приходим к выводу, что достаточно использования всего лишь двух подпрограмм – деления на 10 и умножения на 2, так как:,,.Подпрограмма умножения на 2 организуется арифметическим сдвигом двухбайтового числа на один бит влево:UMNOGENIE2:CLRC;MOVA,R1RLCAMOVR1,A;MOVA,R0RLCAMOVR0,ARETПодпрограмму деления на 10 организуем по принципу деления тетрад байтов на 10 с последующим учетом остатков от деления. Подпрограмма деления на 10 имеет следующий вид:DELENIE10:MOVA,R0ANLA,#1111000bSWAPAMOVB,#10DIVABSWAPAXCHA,R0;SWAPAANLA,#1111000bORLA,BSWAPAMOVB,#10DIVABORLA,R0MOVR0,A;MOVA,R1ANLA,#1111000bORLA,BSWAPAMOVB,#10DIVABSWAPAXCHA,R1;SWAPAANLA,#1111000bORLA,BSWAPAMOVB,#10DIVABORLA,R1MOVR1,ARETКомбинируя последние две подпрограммы, мы можем получить необходимые коэффициенты деления.После того, как данные преобразованы, их необходимо разместить в ОЗУ:MOV60H,R0MOV61H,R1Аналогичным образом необходимо разместить результаты измерений и для оставшихся каналов:освещенностьMOV62H,R0MOV63H,R1влажностьMOV64H,R0MOV65H,R1давлениеMOV66H,R0MOV67H,R1Теперь составим блок, который сравнивает результат измерения с эталонным значением и выдает необходимыесигналы на линии управления. Если измеряемая величина больше эталонной, то на выходе вырабатывается один импульс, а если меньше – то два.Для удобства зададим имена необходимым нам битам порта P1:TEMPEQUP1.4OSVEQUP1.5VLAGEQUP1.6DAVLEQUP1.7Также перед основной программой вставим блок сброса указанных битов порта:CLRTEMPCLR OSVCLRVLAGCLRDAVLОпишем блок, необходимый для управления температурой.Перед выполнением блока необходимо записать в R5R4 измеренную величину, а в R3R2 – эталонную.Очистим флаг переноса перед первой командой вычитания:CLRCБлок вычитания младших битов:MOV A,R4SUBB A,R2MOVB,AВ регистре Bзаписана разность младших бит.Блок вычитания старших битов:MOVA,R5SUBBA,R3Если флаг переноса установлен, то измеренная величина меньше эталонной – подаем соответствующий сигнал. Если флаг переноса не установлен и в аккумуляторе находится не нуль, то измеряемая величина больше эталонной – подаем соответствующий сигнал. Если флаг переноса не установлен и в аккумуляторе находится нуль, то измеряемая величина равна эталонной – не подаем никакой сигнал. Тогда;JCMETKA11ORLA,BJZMETKA12;SETBTEMPCLRTEMP;LJMPMETKA12:;METKA11:SETBTEMPCLRTEMPSETBTEMPCLRTEMPMETKA12:;Аналогичным образом составляются блоки для управления оставшимися величинами.Для корректного вывода информации на индикаторы необходимо составить подпрограмму преобразования 16-битного двоичного числа в двоично-десятичное число. При составлении данной подпрограммы будем использовать написанную выше подпрограмму DELENIE10.Перед началом выполнения подпрограммы необходимо разместить в регистрах R5R4 16-разрядное двоичное число, а также указать в регистреR0 адрес начала буфера для сохранения результата.DECIAT:Сначала сбрасываем счетчик количества значащих цифр:MOVR1,#00000000BТеперь необходимо провести деление на десять до тех пор, пока частное от деления больше нуля. Таким образом, мы определим количество значащих цифр. Остаток от деления (регистр B) будем загружать в стек:DECIAT1:LCALL DELENIE10PUSHBINCR1MOVA,R5ORLA,R4JNZDECIAT1Загрузим в B полученное значение количества значащих цифр:MOVB,R1Теперь необходимо последовательно выгрузить из стека цифры и разместить их в отведенном для них буфере памяти:DECIAT2:POPACCMOV@R0,AINCR0DJNZB,DECIAT2RET;Напишем программный блок, который будет показывать текущую температуру на индикаторе, и выдавать сигнал, указывающий на то, что это показания именно температуры:LCDT:CLRAMOVA,71HSWAPAMOVR1,70HADDA,R1MOVP2,AMOVP3,72HSETBP3.4Напишем программный блок, который будет показывать текущую освещенность на индикаторе, и выдавать сигнал, указывающий на то, что это показания именно освещенности:LCDO:CLRAMOVA,75HSWAPAMOVR1,74HADDA,R1MOVP2,AMOVP3,76HSETB P3.5Напишем программный блок, который будет показывать текущую влажность на индикаторе, и выдавать сигнал, указывающий на то, что это показания именно влажности:LCDV:CLRAMOVA,79HSWAPAMOVR1,78HADDA,R1MOVP2,AMOVP3,7AHSETBP3.6Напишем программный блок, который будет показывать текущее давление на индикаторе, и выдавать сигнал, указывающий на то, что это показания именно давления:LCDD:CLRAMOVA,7DHSWAPAMOVR1,7CHADDA,R1MOVP2,AMOVP3,7EHSETBP3.7Теперь необходимо организовать задержкуна различные интервалы.Задержка на 50 мс:DEL50M:MOVR1,#98DEL501:MOVR2,#255DEL502:DJNZR2,DEL502DJNZR1,DEL501RETЗадержка на 10 с:DEL10C:MOVR3,#199DEL101:LCALLDEL50MDJNZR3,DEL101RETЗадержка на 10 мин:DEL10M:MOVR4,#60DEL101M:LCALLDEL10CDJNZR4,DEL101MRETТеперь, после написания всех подпрограмм, напишем основную программу, которая будет управлятьизмерением напряжения:;KOMFORTPROGORG 0000HJMP BEGINBEGIN:CSTEQUP1.0CLKEQUP1.1DOUT EQUP1.2DINEQUP1.3TEMPEQUP1.4OSVEQUP1.5VLAGEQUP1.6DAVLEQUP1.7;STARTUS:;CLRTEMPCLR OSVCLRVLAGCLRDAVL;MOV 68H,#00000000bMOV 69H,#00011001bMOV 6AH,#00000001bMOV 6BH,#11110100bMOV 6CH,#00000000bMOV 6DH,#00110010bMOV 6EH,#00000000bMOV 6FH,#11111010b;;;LCALL PREOBR1;LCALL DELENIE10LCALL DELENIE10;MOV60H,R0MOV61H,R1;MOVR5,60HMOVR4,61HMOVR3,68HMOVR2,69H;;CLRCMOV A,R4SUBB A,R2MOV B,AMOV A,R5SUBB A,R3;JCMETKA11ORLA,BJZMETKA12;SETB TEMPCLR TEMP;LJMP METKA12;METKA11:SETB TEMPCLR TEMPSETB TEMPCLR TEMPMETKA12:;;LCALL PREOBR2;LCALL DELENIE10LCALL UMNOGENIE2;MOV62H,R0MOV63H,R1;MOVR5,62HMOVR4,63HMOVR3,6AHMOVR2,6BH;CLRCMOV A,R4SUBB A,R2MOV B,AMOV A,R5SUBB A,R3;JCMETKA21ORLA,BJZMETKA22;SETB OSVCLR OSV;LJMP METKA22;METKA21:SETB OSVCLR OSVSETB OSVCLR OSVMETKA22:;LCALL PREOBR3;LCALL DELENIE10LCALL DELENIE10LCALL UMNOGENIE2;MOV64H,R0MOV65H,R1;MOVR5,64HMOVR4,65HMOVR3,6CHMOVR2,6DH;CLRCMOV A,R4SUBB A,R2MOV B,AMOV A,R5SUBB A,R3;JCMETKA31ORLA,BJZMETKA32;SETBVLAGCLR VLAG;LJMP METKA32;METKA31:SETB VLAGCLR VLAGSETB VLAGCLR VLAGMETKA32:;;LCALL PREOBR4;LCALL DELENIE10;MOV66H,R0MOV67H,R1;MOVR5,66HMOVR4,67HMOVR3,6EHMOVR2,6FH;CLRCMOV A,R4SUBB A,R2MOV B,AMOV A,R5SUBB A,R3;JCMETKA41ORLA,BJZMETKA42;SETB DAVLCLR DAVL;LJMP METKA42;METKA41:SETB DAVLCLR DAVLSETB DAVLCLR DAVLMETKA42:;MOVR0,60HMOVR1,61HMOV70H,#00000000bMOV71H,#00000000bMOV72H,#00000000bMOV73H,#00000000bMOVR6,70H;LCALL DECIAT1;MOVR0,62HMOVR1,63HMOV74H,#00000000bMOV75H,#00000000bMOV76H,#00000000bMOV77H,#00000000bMOVR6,74H;LCALL DECIAT2;MOVR0,64HMOVR1,65HMOV78H,#00000000bMOV79H,#00000000bMOV7AH,#00000000bMOV7BH,#00000000bMOVR6,78H;LCALL DECIAT3;MOVR0,66HMOVR1,67HMOV7CH,#00000000bMOV7DH,#00000000bMOV7EH,#00000000bMOV7FH,#00000000bMOVR6,7CH;LCALL DECIAT4;LCALLLCDTLCALLDEL10C;LCALLLCDOLCALLDEL10C;LCALLLCDVLCALLDEL10C;LCALLLCDDLCALLDEL10C;LCALLDEL10M;JMP STARTUS;ЗаключениеВ рамках аналитического и проектного разделов было проведено знакомство с объектом разработки, систематизация сведений по рассматриваемой тематике.Результатом курсового пpoектa является устройство предварительной обработки сигналов напряжения с аналоговых датчиков.Отличительными чертами, разработаннойсистемы являются: возможность удаленного контроля и настройки, универсальность и хорошая масштабируемость, низкая, в сравнение с другими системами стоимость.Разработанное устройство полностью удовлетворяет всем требованиям технического задания.Список использованной литературыИ. В. Петров «Программируемые контроллеры. Стандартные языки и приемы прикладного проектирования». Москва. СОЛОН-Пресс. 2004 г.Э. Парр «Программируемые контроллеры. Руководство инженера» перевод с английского. Москва. БИНОМ. 2007 г.Руководство пользователя по программированию ПЛК в CoDeSys 2.3 (Русская версия «Smart Software Solutions GmbH».). ПК Пролог. 2006 г.Каталог «Обзор продукции BECKHOFF» (Русская версия). Москва.2009 г.Трамперт В. Измерение, управление и регулирование с помощью AVR–микроконтроллеров.: Пер. с нем.– Киев.: «МК-Пресс», 2006. – 208с.; ил.Кравченко А.В. 10 Практических устройств на AVR-микроконтроллерах. Книга 1 – М.:Издательский дом «Додэка-XXI», Киев «МК-Пресс», 2008.–224с.; Ил.Кестер У. Аналогово-цифровое преобразование: Под ред. У. Кестера М.: Техносфера, 2007. 1016 с.; ил.Интегральные микросхемы: Микросхемы для аналогово-цифрового преобразования и средств мультимедиа. Выпуск 1 – М. ДОДЭКА, 1996 г., 384 с.Волович Г.И. Схемотехника аналоговых и аналогово-цифровых электронных устройств.– М.: Издательский дом «Додэка-XXI», 2005.–528 с.Никитинский В.З. Маломощные силовые трансформаторы.–М.: «Энергия», 1968.–47 с.Цифровые интегральные микросхемы: Справочник / П. П. Мальцев и др. – М.: Радио и связь, 1994. –240 с.