19. Программируемый интервальный таймер

В МПСУ очень часто встречаются операции создания выдержек времени, подсчета числа импульсов, генерирования импульсов. Для реализации этих операций целесообразно использовать ИМС программируемого интервального таймера (ПИТ) типа КР580ВИ5.

20. Функциональная схема ПИТ приведена на рис.1.57 ПИТ содержит 3 одинаковых 16-разрядных вычитающих счетчика Сч0, Сч1 и Сч2. На выводы CLK подаются счетные импульсы. Сигналом GATE=1 счет разрешается (старт счетчика), а останавливается счет сигналом GATE=0 (стоп счетчика). При обнулении счетчика выставляется сигнал OUT=1.

Управление функциями ПИТ

			A1	A0	Функция
0	1	0	0	0	Загрузка Сч0 с ШД
0	1	0	0	1	Загрузка Сч1 с ШД
0	1	0	1	0	Загрузка Сч2 с ШД
0	1	0	1	1	Загрузка РР с ШД
0	0	1	0	0	Считывание Сч0 на ШД
0	0	1	0	1	Считывание Сч1 на ШД
0	0	1	1	0	Считывание Сч2 на ШД
0	0	1	1	1	Z-состояние ШД ПИТ
1	х	х	х	х	Z-состояние ШД ПИТ
0	1	1	х	х	Z-состояние ШД ПИТ

Каждый канал может быть настроен на один из 6 режимов [1,3,7,8,9,10,19]: 0 – программируемая задержка; 1 – ждущий мультивибратор; 2 – делитель частоты в заданное число раз; 3 – генератор меандра; 4 – строб с программным запуском; 5 – строб с аппаратным запуском. Ниже рассмотрим только режим 0, который используется в МПСУ для создания выдержек времени.

В режиме 0 счетчик предварительно загружается заданным не равным нулю числом N_СЧ. Затем сигналом GATE=1 вычитающий счетчик стартует. Спустя время τ=Т_CLK·N_СЧ, где Т_CLK – период счетных импульсов, счетчик обнулится и выставит сигнал OUT=1. Время τ является выдержкой времени, сформированной ПИТ. Максимальная емкость счетчиков N_{СЧ.МАКС} составляет 2¹⁶=65536 импульсов в режиме двоичного счета и 10⁴ импульсов в режиме десятичного счета. Сигнал OUT=1 можно завести на прерывание или его может проверять периодически МП в процессе выполнения программы. Если во время счета подать сигнал GATE=0, то счетчик остановится, его содержимое сохранится, а с момента подачи GATE=1 счет продолжится от сохраненного значения.

Инициализация ПИТ производится управляющим словом (рис.1.58), где даны пояснения к битам этого слова. Рассмотрим пример инициализации счетчика Сч0 на режим 0 десятичного счета с загрузкой сначала младшего, а затем старшего байта при включении ПИТ в схеме на рис.1.58 для создания выдержки времени 20 с. По схеме на вход CLK0 счетчика подаются импульсы с периодом Т_CLK=20 мс (частотой 50 Гц). Выбор ИМС ПИТ производится битом А7 адреса.

рисунок

Для создания выдержки времени τ=20 с при периоде счетных импульсов Т_CLK=20 мс в счетчик предварительно нужно загрузить число 1000₁₀. Так как 1000₁₀<10⁴, то выберем режим десятичного счета, при котором счетчик представляет собой набор из 4-х двоично-десятичных тетрад, в каждой из которых можно записать число от 0Н до 9Н (десятичные и 16-ричные числа в интервале от 0 до 9 записываются одинаковыми символами). Для записи в Сч0 числа 1000 нужно в старший байт загрузить число 10Н, а в младший – 00Н. Программа инициализации приведена на рис.1.59.

Если бы использовался двоичный счет, то вместо MVI A, 31 надо было ввести MVI A, 30, вместо MVI A, 00 и MVI A, 10 ввести MVI A, Е8 и MVI A, 03.

Мнемокод	Комментарии
MVI A, 31	Загрузка в аккумулятор управляющего слова 31Н=0011.0001В, в котором D7D6=00 (выбран Сч0), D5D4=11 (запись сначала младшего, а затем старшего байта Сч0), D3D2D1=000 (режим 0), D0=1 (счет десятичный)
OUT 7F	Вывод по адресу 7FН=0111.1111В управляющего слова в регистр РР ПИТ. В адресе А7=0 (выбор ИМС ПИТ), А1А0=11 (адрес РР в ПИТ)
MVI A, 00	Загрузка в аккумулятор младшего байта счетчика
OUT 7C	Вывод по адресу 7СН=0111.1100В младшего байта счетчика Сч0. В адресе А7=0 (выбор ИМС ПИТ), А1А0=00 (адрес Сч0 в ПИТ)
MVI A, 10	Загрузка в аккумулятор старшего байта счетчика
OUT 7C	Вывод по адресу 7СН=0111.1100В старшего байта счетчика Сч0
Рис.1.59. Программа инициализации ПИТ и настройки на выдержку времени 20 с

По окончании счета установится сигнал OUT0=1. Счет после этого может продолжаться сколь угодно долго, однако состояние сигнала OUT0=1 не изменится. Для сброса сигнала OUT0 в 0 необходимо снова провести инициализацию.

Содержимое любого счетчика может быть считано программно двумя способами: чтение с остановкой счетчика и чтение "на лету" – без остановки счета.

Для чтения с остановкой необходимо предварительно сигналом GATE0=0 остановить счет, а затем выполнить программу, приведенную на рис.1.60. Нужно обязательно подряд выполнить две команды чтения IN в соответствии с проведенной инициализацией счетчика (рис.1.59). В результате выполнения программы младший байт окажется в регистре В, а старший байт – в аккумуляторе А МП. После считывания нужно снова запустить счетчик на продолжение счета сигналом GATE0=1.

Мнемокод	Комментарии
IN 7С	Переслать младший байт Сч0 в аккумулятор А МП
MOV B, A	Переслать содержимое аккумулятора А в регистр В МП
IN 7С	Переслать старший байт Сч0 в аккумулятор А МП
Рис.1.60. Программа чтения счетчика с остановкой

Для чтения "на лету" нужно выполнить программу, приведенную на рис.1.61.

Мнемокод	Комментарии
MVI A, 01	Загрузка в аккумулятор управляющего слова 01Н=0000.0001В, в котором D7D6=00 (выбран Сч0), D5D4=00 (чтение счетчика "на лету"), D3D2D1=000 (режим 0), D0=1 (счет десятичный)
OUT 7F	Вывод по адресу 7FН=0111.1111В управляющего слова в регистр РР ПИТ. В адресе А7=0 (выбор ИМС ПИТ), А1А0=11 (адрес РР в ПИТ)
IN 7С	Переслать младший байт Сч0 в аккумулятор А МП
MOV B, A	Переслать содержимое аккумулятора А в регистр В МП
IN 7С	Переслать старший байт Сч0 в аккумулятор А МП
Рис.1.61. Программа чтения счетчика "на лету"

На рис.1.58 приведена МПСУ некоторой насосной установкой, электродвигатель которой включается/выключается контактором К. Ручное управление осуществляется кнопками П и С. В схему введен контакт реле давления РД. Если давление на выходе насоса в норме, то контакт РД разомкнут. При пониженном давлении контакт РД замыкается и если малое давление удерживается, например, в течение 20 с, то насос отключается. Кнопка С и выход сигнала OUT0 с ПИТ заведены на ПКП, причем приоритет кнопки С выше, что отражено в подключении ее к входу IR4 ПКП, а ПИТ подключен к IR7.

Алгоритм МПСУ насосной установкой с контролем давления приведен на рис.1.62, а программа – на рис.1.63.

Блоки 1, 2 и 3 выполняются в начале программы. Подпрограмма загрузки счетчика Сч0 на выдержку 20 с расположена по адресу 03F0.

Блоки 4…9 – основная программа МПСУ насосом.

Блок 5: Включается К, если кнопка П нажата. Сохраняется в ОЗУ по адресу 0С00Н копия сигналов, выведенных через порт РС ППИ.

Блок 6: Проверка, включен ли контактор К ? Если включен, то далее проверить давление, иначе идти на конец программы "Кон. К".

Блок 7: Проверка давления Р насоса, если он включен.

Блок 8: Стоп и перезагрузка счетчика на выдержку 20 секунд без его старта, если есть давление.

Блок 9: Старт счетчика на выдержку времени 20 секунд.

Блок 10: Подпрограмма реакции на нажатие кнопки С.

Блок 11: Подпрограмма реакции на отсутствие давления в течение 20 с.

Адреса подпрограмм блоков 10 и 11 определены при условии, что первый стартовый адрес подпрограмм обслуживания прерываний принят равным 0780Н.

Начальный адрес основной программы управления насосом принят равным 0300Н.

Адрес	Код команды				Метка	Мнемокод	Комментарии
0000	3E	90			М1	MVI A, 90	Инициализация ППИ: порт РА на ввод; порты В и С на вывод
0002	D3	DF				OUT DF
0004	3E	92			М2	MVI A, 92	Инициализация ПКП (см. рис.1.50)
0006	D3	BE				OUT BE
0008	3E	07				MVI A, 07
000А	D3	BF				OUT BF
000С	31	00	10		М3	LXI SP, 1000	Загрузка вершины стека
000F	CD	F0	03			CALL 20c	Загрузка Сч0 на выдержку 20 с
0012	FB					EI	Разрешение прерываний
Начало блока основных программ пользователя
:					:	:	:
					Нач.К
0300	DB	DC			М4	IN DC	Чтение порта РА
0302	E6	08				ANI 08	Выделение бита состояния кнопки П
0304	C2	11	03			JNZ M6	К не включать, если П не нажата
0307	3A	00	0C		M5	LDA 0C00	А←КопРС (копия порта РС ППИ)
030A	F6	01				ORI 01	Установка бита включения контактора
030C	32	00	0C			STA 0C00	Сохранить КопРС по адресу 0С00 ОЗУ
030F	D3	DE				OUT DE	Включить контактор К
0311	3A	00	0C		M6	LDA 0C00	А←КопРС
0314	E6	01				ANI 01	Выделение бита состояния контактора
0316	СA	3A	03			JZ Кон.К	На конец программы, если К выключен
0319	DB	DC			М7	IN DC	Чтение порта РА
031B	E6	10				ANI 10	Выделение бита реле давления РД
031D	CA	30	03			JZ M9	На М9, если нет давления
0320	3A	00	0C		M8	LDA 0C00	А←КопРС (копия порта РС ППИ)
0323	E6	ВF				ANI ВF	Подготовка байта для остановки Сч0
0325	32	00	0C			STA 0C00	Сохранить КопРС по адресу 0С00 ОЗУ
0328	D3	DE				OUT DE	Остановить счетчик Cч0
032A	СD	F0	03			CALL 20c	Вызов программы инициализации ПИТ
032D	C3	3A	03			JMP Кон.К	На конец программы
0330	3A	00	0C		M9	LDA 0C00	А←КопРС (копия порта РС ППИ)
0333	F6	40				ORI 40	Подготовка байта для старта Сч0
0335	32	00	0C			STA 0C00	Сохранить КопРС по адресу 0С00 ОЗУ
0338	D3	DE				OUT DE	Стартовать счетчик Cч0
033A					Кон.К		1-я команда программы управления другим объектом
:					:	:	:
03F0	F5				20 c	PUSH PSW	Сохранить в стеке PSW (см. рис.1.15)
03F1	3E	31				MVI A, 31	Инициализация ПИТ (см. рис.1.59)
03F3	D3	7F				OUT 7F
03F5	3E	00				MVI A, 00

Рис.1.63. Программа управления насосом с контролем давления

Адрес	Код команды				Метка	Мнемокод	Комментарии
03F7	D3	7C				OUT 7C
03F9	3E	10				MVI A, 10
03FB	D3	7C				OUT 7C
03FD	F1					POP PSW	Извлечь из стека PSW
03FE	C9					RET	Выйти из подпрограммы
Конец блока основных программ пользователя
07A0	F5				M10	PUSH PSW	Сохранить в стеке PSW
07A1	3A	00	0C			LDA 0C00	А←КопРС (копия порта РС ППИ)
07A4	E6	ВЕ				ANI ВЕ	Выключить К и остановить Сч0
07A6	D3	DE				OUT DE
07A8	32	00	0C			STA 0C00	Сохранить КопРС по адресу 0С00 ОЗУ
07AB	3E	20				MVI A, 20	Вывод в ПКП слова конца прерывания (см. рис.1.51)
07AD	D3	BE				OUT BE
07AF	F1					POP PSW	Извлечь из стека PSW
07B0	FB					EI	Разрешить прерывания
07B1	C9					RET	Выйти из подпрограммы
07B2	00	…	00			NOP	6 холостых операций
07B8	FB				M11	EI	Разрешить прерывания
07B9	C3	A0	07			JMP M10	Идти на метку М10
Рис.1.63. Продолжение

В программе используется копия порта РС, по которой проверяется (блок 6), подано ли питание на контактор К, который подключен к биту РС0 порта РС ППИ, и работает ли насос ? Непосредственная проверка битов РС0 и РС6 в порту РС невозможна.