Содержание

Содержание 3

1 Техническое задание 4

2 Структурная схема микропроцессорной системы управления 6

3 Блок чтения информации с датчиков 8

4 Блок вывода управляющих сигналов 11

5 Блок последовательного канала связи 12

6 Пульт управления 13

7 Общий алгоритм управления 14

8 Алгоритм работы блока чтения информации с цифровых датчиков 15

9 Алгоритм работы блока чтения информации с аналоговых датчиков 16

10 Алгоритм работы блока обмена информацией по последовательному каналу связи 18

11 Алгоритм работы блока взаимодействия с оператором 19

12 Алгоритмы обработки аварийных ситуаций 20

13 Расчет электрических параметров микропроцессорной системы управления 22

14 Разработка блока питания 23

Приложение А Схема электрическая принципиальная микропроцессорной системы управления 25

Приложение Б Листинг управляющей программы 28

1 Техническое задание

Обработка цифровой информации

Микропроцессорная система опрашивает двоичные датчики Х1-Х5, вычисляет значение функции f(X1,…,X5). При единичном значении функции система вырабатывает выходной сигнал Y1 = 1 длительностью 110 мкс.

_{В системе имеется также двоичный датчик аварийной ситуации X0, единичный сигнал с которого должен вызывать аварийный останов системы в любой момент времени.}

Обработка аналоговой информации

Сигналы с аналоговых датчиков V1, V2 преобразуются в цифровую форму в АЦП. С выхода АЦП 8-разрядные коды N1 и N2, представляющие собой целые числа без знака, поступают на обработку. Величина К — 8-разрядный код уставки, поступающий с тумблерного регистра пульта управления. Далее система вычисляет функцию N=N1+N2+K. Полученное значение функции сравнивается с константой Q, хранящейся во внутренней памяти. В зависимости от результата сравнения система вырабатывает двоичные управляющие сигналы Y2 (если N < Q) илиY3 (если N > Q) длительностью 420 мкс или 740 мкс соответственно.

Управляющее воздействие Y4 формируется в виде аналогового сигнала V4 с ЦАП и поступает на ИМ. Значение Y4 определяется как восьмиразрядное двоичное число по формуле

Y4=A0+A1*N2

где А0 и А1 — 8-разрядные коэффициенты, хранящиеся во внутренней памяти микроконтроллера,

N2 — 8-разрядный код, поступающий с выхода АЦП.

Предполагается, что исходные величины, поступающие с АЦП, меньше единицы и представляются двоичным числом с фиксированной запятой.

Если после умножения значение Y4 превышает 8 разрядов, но необходимо принимать значение Y4 равное младшему байту.

Обработка запросов на прерывания

Система обрабатывает пять запросов на прерывание:

1. запрос на прерывание по сигналу отказа источника питания IRQ0;

2. запрос на прерывание по сигналу аварийного датчика IRQ1;

3. запрос на прерывание от терминала внешней ЭВМ IRQ2;

4. запрос на прерывание от таймера IRQ3;

5. запрос на прерывание от пульта управления IRQ4.

Прерывание работы системы при отказе источника питания имеет высший приоритет. Система при этом переходит на резервный источник питания (батарейка), вырабатывает сигнал Y5 установки внешних устройств в исходное состояние и передает в последовательный канал связи (если он был активен) код символа «!». Сигнал Y5 представляет собой два прямоугольных импульса длительностью 30 мкс, следующие с интервалом 30 мкс. После выполнения указанных действий микроконтроллер необходимо перевести в режим пониженного энергопотребления.

Прерывание от сигнала аварийного датчика включает на пульте управления световую аварийную сигнализацию с частотой 2 Гц. После этого микроконтроллер необходимо перевести в режим пониженного энергопотребления.

Прерывания от терминала внешней ЭВМ осуществляются при приеме последовательным каналом связи символа управления обменом. Приемник последовательного адаптера выставляет при этом запрос на прерывание работы основной программы с целью передачи в последовательный канал связи запрашиваемой информации. Запрашиваемая информация формируется в зависимости от принятого из канала символа. При приеме символа «D» в канал передается значение Y1, при приеме символа А — значение Y4. После загрузки в буфер передатчика БИС последовательного адаптера запрашиваемой информации управление передается в прерванную программу.

Прерывание от пульта управления влечет за собой выполнение следующих действий:

1. Считать информацию с тумблерного регистра.

2. Записать информацию по заранее заданному адресу.

3. Организовать выход из прерывания.

Пульт управления

Пульт управления должен содержать следующие элементы:

• устройство индикации;

• 8-разрядный тумблерный регистр для установки кода К;

• светодиод аварийной сигнализации, на который подается меандр с частотой 2 Гц;

• кнопку «Сброс», при нажатии на которую производится начальная установка элементов системы;

• тумблер «Останов», опрашиваемый в конце каждого цикла выполнения программы.