Всё сдал! - помощь студентам онлайн Всё сдал! - помощь студентам онлайн

Реальная база готовых
студенческих работ

Узнайте стоимость индивидуальной работы!

Вы нашли то, что искали?

Вы нашли то, что искали?

Да, спасибо!

0%

Нет, пока не нашел

0%

Узнайте стоимость индивидуальной работы

это быстро и бесплатно

Получите скидку

Оформите заказ сейчас и получите скидку 100 руб.!


Разработка системы управления аппарата по розливу воды в стаканчики

Тип Реферат
Предмет Коммуникации и связь
Просмотров
708
Размер файла
195 б
Поделиться

Ознакомительный фрагмент работы:

Разработка системы управления аппарата по розливу воды в стаканчики

Реферат

Курсовой проект содержит 35 страниц, 10 рисунков, 7 таблиц, 49 литературных источников.

ПЛАТФОРМА, ШАГОВЫЙ МОТОР, СТАКАНЧИК, НАСОС, СХЕМОТЕХНИКА, МИКРОКОНТРОЛЛЕР

Объект работы: Аппарат по розливу воды в стаканчики

Цель работы: Разработка системы управления аппарата по розливу воды в стаканчики

В данной курсовой работе проводится описание поэтапной разработки аппарата по розливу воды в стаканчики. Работа включает в себя разработку структурной схемы системы, выбор элементной базы, с описанием отдельных элементов системы, в том числе микроконтроллера. На основе выбранных элементов происходит построение функциональной схемы системы. Проводится разработка алгоритма работы системы и программного кода. В результате получили систему управления аппарата по розливу воды в стаканчики.


Содержание

Введение

1. Анализ задачи

1.1Принцип работы

1.2Платформа

1.3Проверка уровня воды в баке

1.4Наполнение стаканчика водой

1.5Условия работы

2. Выбор и обоснование элементной базы

2.1Электромотор

2.2Водяной насос

2.3Электромагнитное реле

2.4 Микроконтроллер

3. Разработка функциональной схемы

3.1Источник питания

3.2Микроконтроллер

3.3Тактовый генератор

3.4Проверка уровня воды

3.5Индикатор уровня воды

3.6Схема управления шаговым двигателем

3.7 Схема управления насосом

4. Алгоритм работы

4.1Описание блок схемы

4.2Описание хода разработки программного обеспечения

Заключение

Список использованных источников

Приложения

Введение

Курсовой проект по курсу «Микропроцессорные средства» ставит задачей познакомить с азами проектирования устройств, с применением микроконтроллера и написания для него программного обеспечения.

В этой пояснительной записке приводится описание процесса конструирования аппарата по розливу воды в стаканчики. Данный аппарат содержит микроконтроллер с программой, мотор для закачки воды, установка для подачи стаканчиков.

Проведено описание работы, которая была проведена в ходе конструирования, электронная схема аппарата, в которой показано взаимодействие с остальными исполнительными устройствами, описан ход конструирования схемы.

Написание программного обеспечения является одной из основных частей проекта. Приводится блок-схема алгоритма программы, описан ход написания.

К записке прилагаются плакаты с изображением электронной схемы и с блок-схемой алгоритма микропрограммы.

1. Анализ задачи

Проведем анализ поставленной задачи.[1-7] Данный аппарат состоит из множества частей, помимо системы управления на электронной плате, устройство имеет движущийся поднос с шестью стаканчиками, электромотор, приводящий его в движение, закрытый бак для воды на 2 литра, трубки для налива воды, насос, с помощью которого качается вода; запускать аппарат будем кнопкой «ПУСК». Примерная схема аппарата приведена на рисунке 1.1.

Рисунок 1.1 – Схема аппарата по розливу воды в стаканчики

1.1 Принцип работы

Пользователь устанавливает на поднос пустые стаканчики, включает аппарат, при этом начинает светить красный индикатор. Включает питание насоса. И для запуска аппарата нажимает на кнопку «ПУСК». Если уровень воды недостаточен, начнет мигать зеленый индикатор и необходимо долить воды в бак. Если воды достаточно, платформа начнёт движение и передвинет стаканчик под кран; далее аппарат наполнит стаканчик водой и после некоторой паузы передвинет платформу, чтобы наполнить следующий стаканчик и так далее, пока все они не будут заполнены. После окончания работы пользователь выключает аппарат.


1.2 Платформа

Необходимо заметить, что стаканчики стоят на подвижном подносе. Если резко начать вращение подноса, то пустые стаканчики вероятнее всего опрокинутся. Очевидно, что для стаканчика уже наполненного водой коэффициент трения о поднос будет выше, так как его масса будет больше. Поэтому при расчете скорости вращения подноса будем опираться на массу пустого стаканчика. Поднос будет вращаться с некоторой скоростью, заданной эмпирическим путём с помощью электродвигателя, установленного в нижней части подноса.

При плавном ускорении и плавном замедлении стаканчики сохранят устойчивость на подносе, и будут двигаться до целевого положения за меньшее время. Для достижения такого движения воспользуемся шаговым мотором. Будем постепенно раскручивать ротор шагового мотора под управлением программы, чтобы с помощью него повернуть платформу на необходимый угол.

Будем считать, что первый стаканчик уже находится под краном, и при повороте на угол 30° под краном будет стоять второй стаканчик, это позволит избежать ошибки «начального положения».

Когда стаканчики установлены под краном, наливается необходимое количество воды, при этом сначала проверяется, есть ли вода в баке.

1.3 Проверка уровня воды в баке

Чтобы проверить уровень воды в баке воспользуемся оптическим датчиком. Минимальный уровень, соответствует объёму воды необходимого для одного стаканчика (200 мл). Максимальный объём воды ограничен только ёмкостью бака (2 л).

Уровень воды проверяется с помощью светодиода и фотодиода, который установлен на трубке на уровне минимального объёма воды. Трубка присоединена к баку. В этой трубке находиться легкий поплавок, когда уровень воды мал, он перекрывает фотодиод и тем самым информирует о недостаточном объёме воды. Поплавок сделан так, чтобы перекрывать фотодиод даже когда в баке вода отсутствует.

Если уровень воды не достаточен, то необходимо проинформировать пользователя об этом факте. Будем делать это с помощью диода, который будет светить, когда вода есть, и мигать когда воды – нет.

Бак и стаканчики изготовлены из пищевой пластмассы, бак закрытый и герметичный.

1.3 Наполнение стаканчика водой

Вода льётся из тонкого шланга присоединённого через насос к баку с водой. Когда стаканчик под краном, насос начинает качать воду некоторое время (установленное эмпирическим путём), чтобы в стаканчике оказалось необходимое количество воды (200 мл). Насос подключается отдельно, имеет свое питание и включается помощью низковольтного реле.

1.4 Условия работы

Условия роботы будут нормальными, то есть аппарат работает в среде с комнатной температуры, нормальным давлением и влажностью. Установлен аппарат на горизонтальной поверхности на нулевом уровне моря. Работает от бытовой электрической сети 220 В.

2. Выбор и обоснование элементной базы

При осуществлении конструирования аппарата, выделим основные компоненты, необходимые для реализации задачи:

а) электромотор, для вращения подноса со стаканчиками;

б) водяной насос, с помощью которого нальём воды;

в) электромагнитное реле;

г) микроконтроллер, который будет управлять работой аппарата.

Замечание

При поиске элементов, использовалась глобальная сеть Internet. К сожалению, большинство сайтов предлагают данные товары китайского и тайваньского производства. Наиболее популярные сайты:

а) http://chinasuppliers.alibaba.com

б) http://www.made-in-china.com

2.1 Электромотор

Воспользуемся шаговым мотором.[8-17] Они позволяют на заданном шаге вращать ротор в нужное положение, благодаря подаче сигнала на ту или иную катушку возбуждения.

В зависимости от угла, который мы хотим получить необходимо, задать количество шагов.

Изучив характеристики шаговых моторов, предлагаемые как нашими производителями, так и зарубежными, я пришёл к выводу воспользоваться шаговым мотором российского производства НПФ «Электроприбор»[13]; рассмотрим серии FL20STH и FL28STH (рисунок 2.1).


Рисунок 2.1 – Вид шагового мотора серии FL20STH (справа), FL28STH (слева)

Таблица 2.1 – Технические характеристики моторов

Величина полного шага, град1,8
Погрешность углового шага, град±0,09
Погрешность сопротивления обмоток двигателя, %10
Погрешность индуктивности обмоток двигателя, %20
Максимальное радиальное биение вала двигателя, мм0,02
Максимальное осевое биение вала двигателя, мм0,08
Максимальная допустимая осевая нагрузка на валу, Н10
Максимальная допустимая радиальная нагрузка на валу, Н28
Температурный диапазон эксплуатации от минус 20oС до плюс 50oС

Таблица 2.2 – Технические характеристики моторов

НаименованиеРабочий ток/ фазаКрутящий моментМомент инерции ротораВес
Акг*смг*cм2кг
FL20STH30-0604A0,60,180,20,06
FL28STH32-0956A0,950,430,90,11
FL28STH45-0956A0,950,751,20,14
FL28STH51-0956A0,950,91,80,2
FL28STH51-0674A0,671,21,80,2

Согласно приведенным техническим характеристикам (таблица 2.1 и таблица 2.2), воспользуемся мотором FL28STH32-0956A, который потребляет приемлемый ток, легок и достаточно дешев.


2.2 Водяной насос

Выберем, обычный небольшой водяной насос [8, 9, 12, 18, 19, 20], с помощью шлангов будем закачивать воду в стаканчики. Рассмотрим несколько моделей насосов.

Рисунок 2.2 – Вид насоса модели 2013

Таблица 2.3 – Технические характеристики насосов

МодельВыход (ватт)

Диаметр

выхода (мм)

Вольтаж

Макс.

способность (Л/мин)

Макс.

давление (M)

Габариты (L*W*H)(мм)Масса (кг)
12077/121350Гц или 60Гц 100/120В 200/220В8/100.9/1.075*62*950.85
20139/141311/141.3/1.680*67*1050.95
302514/202415/181.8/2.285*70*1351.40

Согласно техническим характеристикам насосов (таблица 2.3), будем брать насос модели 2013 14 Вт (см. рисунок 2.2), который подходит по габаритам и массе.

2.3 Электромагнитное реле

Рассмотрим некоторые виды электромагнитных реле [21] (таблица 2.4).


Таблица 2.4 – Электромагнитные реле

МодельRном. ОмТокВремяUраб. B
Iср. mAIот. mAtср. mCtот. mC
РС4.524.20330108181175...7
РС4.524.2143695151175...7
РС4.524.374457512825..7
РС4.524.3154580116..82..44...8
РФ4.500.421408612945..8
РС4.569.439585111425..8
РС4.524.3161 6001016..82..412...13
РС4.524.3714 20081829..10
РС4.591.0033302158238..43
РС4.524.3801 6001428216..17
РС4.524.3791 6001428216..17
РС4.524.23198023311727...30
РС4.524.2303 40011211713...15
РС4.590.060210281522106
РС4.524.20950030511723..32
РС4.524.3206302336..82..424..32
РС4.524.3196302336..82..424..32

Так как нам требуется низковольтное электромагнитное реле, выберем модель РС4.524.315, время срабатывания и отпускания у которого вполне приемлемы.

2.4 Микроконтроллер

Существует очень много производителей микроконтроллеров [22-30]. Их продукция различается качеством, ценой, а также, самое главное, техническими характеристиками, такими как: производительность микроконтроллера, потребляемое напряжение и ток, количество выводов, таймеров, объём памяти и так далее.

Рассмотрим некоторых производителей, продукция, которых наиболее доступна на рынке [27, 29](таблица 2.5):

а) InfineonTechnologies

б) Atmel

Таблица 2.5 – Микроконтроллеры

DeviceFlash (Kbytes)Mask ROM (Kbytes)EEPROM (Kbytes)RAM (Bytes)F.max (MHz)Vcc (V)I/O Pins16-bit TimersWatchdog
Atmel
AT80C51RD21280602.7-5.5323Yes
AT83C510312512162.7-5.5192
AT83C51RB2161280602.7-5.5323Yes
AT83C51RC2321280602.7-5.5323Yes
AT83EB51144256243.0-3.6112Yes
AT87C5103512162.7-6.0192
AT89C1051164242.7-6.0151
AT89C20512128242.7-6.0152
AT89C2051x22128162.7-6.0152
AT89C40514128242.7-6.0152
AT89C51AC23221280402.7-6.0343Yes
AT89C51AC36422304602.7-6.0323Yes
AT89C51ED26422048602.7-5.5323Yes
AT89C51IC2321280602.7-5.5343Yes
AT89C51ID26422048602.7-5.5323Yes
AT89C51RB2161280602.7-5.5323Yes
AT89C51RC32512334.0-6.0323Yes
AT89C51RC2321280602.7-5.5323Yes
AT89C51RD2642048602.7-5.5323Yes
AT89C55WD20256334.0-6.0323Yes
AT89LP20522256202.4-5.5152Yes
AT89LP40524256202.4-5.5152Yes
AT89LS514128162.7-4.0322Yes
AT89LS528256332.7-4.0323Yes
AT89LS5312256122.7-6.0323Yes
AT89LS825282256122.7-6.0323Yes
AT89LV5520256122.7-5.5323
AT89S514128334.0-5.5322Yes
AT89S528256334.0-5.5323Yes
AT89S5312256244.0-6.0323Yes
AT89S825282256244.0-6.0323Yes

Таблица 2.5 – Микроконтроллеры (продолжение)

AT89S8253122256242.7-5.5323Yes
T89C5115162512402.7-5.5202Yes
TS80C31X2128602.7-5.5322
TS80C32X2256602.7-5.5323
TS80C51RA2512602.7-5.5323Yes
TS80C51RD21280602.7-5.5323Yes
TS80C52X28256602.7-5.5323
TS80C54X216256602.7-5.5323Yes
TS80C58X232256602.7-5.5323Yes
TS83C51RB216512602.7-5.5323Yes
TS83C51RC232512602.7-5.5323Yes
TS83C51RD2641024602.7-5.5323Yes
TS87C51RB2512602.7-5.5323Yes
TS87C51RC2512602.7-5.5323Yes
TS87C51RD21024402.7-5.5323Yes
TS87C52X2256602.7-5.5323
TS87C54X2256602.7-5.5323Yes
TS87C58X2256602.7-5.5323Yes
TSC80251G2D1024242.7-5.5323Yes
TSC83251G2D321024242.7-5.5323Yes
TSC87251G2D1024162.7-5.5323Yes
InfineonTechnologies
C504-L/-2R16512242.7-5.5324Yes
C504-2E1028202.7-5.5343Yes
C505A-4E1028202.7-5.5343Yes
C505CA-4E/4R/2R-L/-2R161028202.7-5.5343Yes
C505L-4E512202.7-5.5463Yes
C508-4R/-2R/-L32161280202.7-5.5483Yes
C508-4E32161280202.7-5.5483Yes
C509-L3328162.7-5.5645Yes
C515C-L/-8R642304102.7-5.5573Yes
C515C-8E642304102.7-5.5573Yes
C515-L256242.7-5.5563Yes
C517A-L2304182.7-5.5684Yes
C868-1RG8512402.7-5.5183Yes
C868-1RR8512402.7-5.5183Yes
C868-1SG8512402.7-5.5183Yes
C868-1SR8512402.7-5.5183Yes
XC86612476826,672.7-5.5273Yes

Проанализируем сколько выводов нам необходимо (таблица 2.6).

Из таблицы видно, что достаточно одного порта в/в для подключения внешних устройств. Для подсчета времени работы воспользуемся таймером, поэтому в микроконтроллере должен быть хотя бы один таймер/счетчик. Аппарат будет работать в условиях комнатной температуры, вполне достаточно иметь корпус, рассчитанный на коммерческое использование (0ºС–70ºС).

Таблица 2.6 – Анализ количества необходимого количества выходов в/в

УстройствоКомментарийНеобходимое количество выходов в/в
НасосРаботает от сети, включается через реле1
Шаговый моторПитаются все четыре обмотки4
Индикатор уровня водыДля работы светодиода1
Датчик уровня водыОпрос датчика1
Всего7

Будем пользоваться микроконтроллером AtmelAT89C1051, так как прост и используется в обычном DIP корпусе, обладает 1К Flashпамяти, имеет достаточное количество выводов, работает на приемлемой частоте и напряжении, имеет 1 16-битный таймер.


3 Разработка функциональной схемы

3.1 Источник питания

Рисунок 3.1 – Источник питания

Питается аппарат от источника 220В 50Гц, с помощью внешнего источника питания получим напряжение, значение которого не превышает 12В (рисунок 3.1). Необходимо подать на стабилизатор напряжение, имеющее пульсации в пределах 10%. Для этого воспользуемся полярным конденсатором. Рассчитаем его емкость. [31-40]

Для подстраховки от возможных отклонений напряжения в сети максимальный размер пульсаций не должен превышать 2В за период. Тогда С = 5000 мкФ.

Далее напряжение подается на трехвыводной стабилизатор напряжения 7805, с выхода которого получим постоянное напряжение в 5В.

Светодиод установлен, чтобы сигнализировать о включенном питании, резистор установлен для обеспечения необходимого тока светодиода. Так как светодиод светит при 20 мА, рассчитать сопротивление резистора не сложно: по закону Ома получим R = U / I = (5-2) / 0,02 = 150 Ом.


3.2 Микроконтроллер

Как было указано выше, для работы аппарата был выбран микроконтроллер AtmelAT89C1051 [29] (рисунок 3.2).

PDIP/SOIC

Рисунок 3.2 – Назначение выводов AtmelAT89C1051

Технические характеристики:

• Совместим с MCS-51™ продуктами;

• 1Kбайт программируемой flashпамяти – рассчитанной: 1,000 запись/удаление циклов;

• 2.7Vдо 6Vрабочий диапазон;

• 0 Hz to 24 MHz;

• 64 байт SRAM;

• 15 программируемых I/Oвыходов;

• Один 16-BitТаймер/Счетчик;

• Три источника прерывания;

• Внутренний Аналоговый компаратор;

Описание:

AT89C1051 это низковольтный, высокопроизводительный CMOS 8-битный микроконтроллер с 1К байт программируемой памятью. Устройство собрано с использованием высоко плотной технологии и совместимо с индустриальным стандартом инструкций MCS-51™. Используя многослойный 8-битный CPU с памятью в монолитном чипе, делает AtmelAT89C1051 мощным микроконтроллером, обеспечивающим высокую гибкость и стоимостную эффективность решений множества ориентированных на контроль устройств.

В дополнение AT89C1051 проектировался со статической логикой для операций упавшей до нуля частоты и поддерживает два программно выбираемых энергосберегающих режима.

Подключение устройств к микроконтроллеру:

Список подключений и описание см. таблица 3.1. [42-46]

Таблица 3.1 – Подключения

№ ножкиОписание
20Питание +5В
19Р1.7 используется для подачи напряжения на одну из обмоток шагового мотора
18Р1.6 используется для подачи напряжения на одну из обмоток шагового мотора
17Р1.5 используется для подачи напряжения на одну из обмоток шагового мотора
16Р1.4 используется для подачи напряжения на одну из обмоток шагового мотора
15Р1.3 используется для запуска насоса через реле
14Р1.2 используется для установки светодиода сигнализирующего о недостаточном уровне воды в баке.
13Р1.1 не используется
12Р1.0 не используется
11Р3.7 Обеспечивает проверку уровня воды
10Земля
9Р3.5 не используется
8Р3.4 не используется
7Р3.3 не используется
6Р3.2 не используется
5Вход на инвертированный амплитудный осциллятор
4Выход с инвертированного амплитудного осциллятора
3Р3.1 не используется
2Р3.0 не используется
1Сброс Устанавливаем кнопку для сброса.

3.3 Тактовый генератор

Используем осциллятор с частотой 24 МГц (рисунок 3.3). Ёмкость конденсаторов равна 30 пФ, что рекомендует производитель, описывая данную схему в технической документации. [29, 31-40]

Рисунок 3.3 – Тактовый генератор

3.4 Проверка уровня воды

Рисунок 3.4 – Схема проверки уровня воды

Схема проверки воды в баке состоит из излучающего фотоны светодиода и принимающего фотодиода [31-41] (рисунок 3.4).

Фотодиод находиться на трубке, соединенный с баком. Он установлен на уровне соответствующий минимальному уровню воды. В трубке находиться поплавок, который перекрывает фотодиод, когда уровень воды мал.

Для работы светодиода необходимо обеспечить ток 20мА, для этого установлены резисторы. Рассчитывается он просто: по закону Ома получим

R = U / I = (5-2) / 0,02 = 150 Ом.

Схема соединена с портом микроконтроллера Р3.7, с помощью которого программно будем проверять достаточно воды в баке или нет. Если высокий уровень, то воды достаточно, а если низкий, то воды не достаточно и необходимо проинформировать об этом пользователя, с помощью светодиода, отвечающего за низкий уровень воды (он будет мигать).

3.5 Индикатор уровня воды

Рисунок 3.5 – Индикатор уровня воды

Индикатор представляет собой светодиод зеленного цвета (рисунок 3.5), который будет светить, когда уровень воды достаточен, и мигать, если необходимо долить воду в бак. [31-41]

Для работы светодиода необходимо обеспечить ток 20мА, для этого установлены резисторы. Рассчитываются они просто: по закону Ома получим

R = U / I = (5-2) / 0,02 = 150 Ом

Схема присоединена к порту Р1.2, с помощью которого будем программно управлять светодиодом.

3.6 Схема управления шаговым двигателем

Как указывалось выше, для работы используется шаговый двигатель российского производства FL28STH32-0956A [13]. Вот некоторые его характеристики:

· Рабочий ток 0,95А;

· Крутящий момент 0,43 кг*см;

· Момент инерции ротора 0,9 г*cм2;

· Вес 0,11 кг.

Для работы мотора необходимо обеспечить ток в 0,95А для этого установлены блоки усиления (рисунок 3.6). Транзистор выбран так, чтобы обеспечить необходимый ток для работы шагового двигателя, а конкретно, если двигатель потребляет 0,95А, а выход микроконтроллера 20мА, то соответственно необходимый коэффициент усиления ≈50, для его обеспечения воспользуемся схемой Дарлингтона. [31-40]


Рисунок 3.6 – Сема управления шаговым мотором

Схема присоединена к 4 портам: с Р1.4 по Р1.7. Каждый порт отвечает за свою обмотку, таким образом, программно будем подавать сигнал на ту или иную обмотку и тем самым будем раскручивать ротор мотора.

3.7 Схема управления насосом

Для работы используется насос 2013 14Вт, имеющий отдельное питание от сети 220В, который включается с помощью низковольтного реле (рисунок 3.7). С помощью трубок он будет качать воду в стаканчики.

В схеме используется низковольтное реле российского производства РС4.524.315 [21] работающее от напряжения 4В и срабатывает при 80 мА, для обеспечения таких показателей достаточно внутреннего сопротивления реле.


Рисунок 3.7 – Схема управления насосом

Реле срабатывает при открытом транзисторе, который открывается подачей с порта Р1.3 логического нуля. При подаче логического нуля транзистор открывается, и ток проходит через реле, он срабатывает и запускает насос.


4 Алгоритм работы

4.1 Описание блок схемы

Разработку программного обеспечения начнём с создания продуманного алгоритма, который приведён в виде блок-схемы (Приложение Б). [47, 48, 49]

Первым функциональным действием аппарата будет подсчет наполненных стаканчиков, для этого введём специальную переменную, в которую в начале работы обнулим.

Следующим действием будет проверка на наличие достаточного количества воды в баке. Для этого микроконтроллером будет опрошен фотодиодный датчик, и если окажется, что он перекрыт поплавком, то значит, уровень воды маловат и требуется долить воды в бак. Информировать пользователя о недостатке воды будет светодиод, который будет мигать. Это будет происходить за счет того, что микроконтроллер будет попеременно подавать сигнал на включение и выключение, через порт, к которому присоединён светодиод.

Если уровень воды достаточен, включим светодиод индикации уровня воды, подав сигнал на порт, к которому присоединен светодиод.

Далее проверяем, что имеются пустые стаканчики, для этого проверяем специальную переменную, которая считает количество заполненных стаканчиков. Если мы заполнили водой все стаканчики, то завершаем работу аппарата. А если все же остались пустые стаканчики, то работа аппарата продолжается.

Для позиционирования следующего стаканчика необходимо повернуть платформу, на которой они установлены. Это делается с помощью шагового мотора, который проворачивает насколько оборотов ротора и с помощь червячно-реечного механизма поворачивает платформу на определенный угол.

Когда мы знаем, что стаканчик находиться под краном, запускаем насос. Для этого микроконтроллер подаёт сигнал на соответствующий порт и выжидает некоторое время, достаточное для заполнения стаканчика водой. Когда время выходит мотор выключается.

Далее для удобства выжидается набольшая пауза, и аппарат переходит в режим заполнения следующего стаканчика.

4.2 Описание хода разработки программного обеспечения

Опишем ход реализации программы (Приложение В). [47, 48, 49]

Проверка синтаксиса и отладка программы осуществлялось с помощью программы фирмы KeilSoftwaremVisionv.2.04b.

Перед началом указывается адрес начала программы.

org 000h

ljmp BEGIN

Далее перечисляются необходимые переменные.

N_GLASS:DB6H;количество стаканчиков

N_MOTOR_COUNT:DB2H;количество оборотов ротора мотора

N_STEP:DB8H;шагом одного оборота ротора мотора

STEPS:DB90H, 10H, 30H, 20H, 60H, 40, 0C0H, 80H;шаги

TH_MOTOR:DB;задержка перед следующим шагом

TL_MOTOR:DB;задержка перед следующим шагом

TH_PUMP:DB;время работы мотора

TL_PUMP:DB;время работы мотора

TH_LED:DB;задержка смены состояния светодиода

TL_LED:DB;задержка смены состояния светодиода

TH_PAUSE:DB;задержка для паузы

TL_PAUSE:DB;задержка для паузы

В начале программы осуществляем настройку таймера/счетчика:

MOVP0, #0H;на выводы порта P0 - логический ноль

MOVTMOD, #01H;настройка таймера

Указывает что, таймер/счетчик будет работать в 1 режиме, то есть в этом режиме таймерный регистр имеет разрядность 16 бит. При переходе из состояния "все единицы" в состояние "все нули" устанавливается флаг прерывания от таймера TF0.

Далее начинается работа аппарата:

MOV R0, #0H;R0 - количество заполненных стаканчиков; обнуляем

NEXT_GLASS:

JNBP3.7, LED_WINK;если сигнала нет - воды недостаточно, мигает светодиод

Обнуляется регистр R0, в котором будет храниться количество уже заполненных стаканчиков. Снимается сигнал с порта P3.7, на котором стоит датчик уровня воды, и если оказалось что уровень нулевой, что означает отсутствие необходимого количества воды, осуществляем переход на процедуру, которая заставляет мигать индикатор уровня воды.

START:

CLRP1.2;светитсветодиод

MOVDPTR, #N_GLASS;загружаем адрес ячейки с количеством стаканчиков

CLR A;очищаем аккумулятор

MOVC A,@A+DPTR;в аккумуляторе количество стаканчиков

SUBB A, R0;контрольное вычитание

JZEXIT;если все стаканчики заполнены на выход

Снимаем сигнал с порта Р1.2, тем самым заставляем светить датчик уровня воды. Далее осуществляем проверку на наличие пустых стаканчиков, для этого делаем пробное вычитание, если все стаканчики заполнены, заканчиваем работу аппарата.

Осуществляем поворот ротора двигателя за счет подачи сигналов на порт. Осуществляем это через цикл. После каждой итерации делаем небольшую задержку, для этого заполняем регистры TH0 и TL0, и вызываем процедуру таймера.

MOTOR:

MOVDPTR, #N_MOTOR_COUNT;загружаем адрес ячейки с количеством оборотов ротора мотора

CLR A;очищаем аккумулятор

MOVC A,@A+DPTR;в аккумуляторе количество оборотов ротора мотора

MOVR1, A;сохраняем это число в R1

NEXT_ROUND:

MOVDPTR, #N_STEP;загружаем адрес ячейки с количеством шагов

CLR A;очищаем аккумулятор

MOVC A,@A+DPTR;в аккумуляторе количество шагов

MOVR2, A;сохраняем это число в R2

MOVDPTR, #STEPS;загружаем адрес ячейки с последовательностью шагов

NEXT_STEP:

MOVR6, DPH;сохраняем адрес в регистрах R6 и R7, они пригодятся позже

MOVR7, DPL

CLR A;очищаем аккумулятор

MOVC A,@A+DPTR;в аккумуляторе очередной шаг

MOVP1, A;вывод в очередного шага в порт P1

MOVDPTR, #TH_MOTOR;загружаем адрес ячейки с временем задержки

CLR A;очищаем аккумулятор

MOVC A,@A+DPTR;в аккумуляторе время задержки

MOVTH0, A;загружаем время задержки в TH0

MOVDPTR, #TL_MOTOR;загружаем адрес ячейки с временем задержки

CLR A;очищаем аккумулятор

MOVC A,@A+DPTR;в аккумуляторе время задержки

MOVTL0, A;загружаем время задержки в TH0

CALLTIMER;вызов процедуры опроса таймера

MOVDPH, R6;выгружаем из R6 и R7 адрес ячейки текущего шага

MOVDPL, R7

INCDPTR;получение адреса ячейки следующего шага

DECR2;декремент количества шагов

MOVA, R2;пересылка в аккумулятор для контроля

JNZNEXT_STEP;если не все шаги пройдены - продолжаем

DECR1;декремент количества поворотов ротора

MOVA, R1;пересылка в аккумулятор для контроля

JNZNEXT_ROUND;если не все обороты сделаны - продолжаем

MOVP1, #0H;закончили работу с двигателем

Запуск насоса осуществляется с помощью подачи сигнала логического нуля на порт Р1.3, выдерживается необходимая пауза с помощью процедуры таймера и сигнал с порта снимается.

PUMP:

SETBP1.3;включение насоса

MOVDPTR, #TH_PUMP;загружаем адрес ячейки с временем работы насоса

CLR A;очищаем аккумулятор

MOVC A,@A+DPTR;в аккумуляторе время работы насосы

MOVTH0, A;загружаем время в TH0

MOVDPTR, #TL_PUMP;загружаем адрес ячейки с временем работы насоса

CLR A;очищаем аккумулятор

MOVC A,@A+DPTR;в аккумуляторе время работы насосы

MOVTL0, A;загружаем время в TL0

CALLTIMER;вызов процедуры опроса таймера

CLRP1.3;выключить насос

Происходит учёт заполненного стаканчика, регистр R0 инкрементируется. Выжидается небольшая пауза с помощью процедуры таймера и происходит переход на следующую итерацию заполнения следующего стаканчика.

INCR0;инкремент количества заполненных стаканчиков

MOVDPTR, #TH_PAUSE;загружаем адрес ячейки с временем паузы

CLR A;очищаем аккумулятор

MOVC A,@A+DPTR;в аккумуляторе время паузы

MOVTH0, A;загружаем время паузы в TH0

MOVDPTR, #TL_PAUSE;загружаем адрес ячейки с временем паузы

CLR A;очищаем аккумулятор

MOVC A,@A+DPTR;в аккумуляторе время паузы

MOVTL0, A;загружаем время паузы в TL0

CALLTIMER;вызов процедуры опроса таймера

JMPNEXT_GLASS;переходим к заполнению следующего стаканчика

Функция таймера производит запуск установкой бита TR0. Далее опрашивает бит переполнения TF0, и если это бит устанавливается, работа таймера завершается.

TIMER:;процедура опроса таймера

SETBTR0;запускаем таймер

TIMER_STEP:

JBTF0, TIMER_STEP;ждем переполнения таймера

CLRTR0;выключаем таймер

RET;выход из процедуры

Процедура мигания светодиода, отвечающего за уровень воды. Заключается в выполнении включения или выключения светодиода через некоторые промежутки времени.

LED_WINK:;процедура мигания светодиода

JNBP1.2, SET_WINK;если светодиод - выключен, включим

SETBP1.2;выключить светодиод

JMPWAIT_WINK;обеспечим задержку смены состояния

SET_WINK:

CLRP1.2;включим светодиод

WAIT_WINK:

MOVDPTR, #TH_LED;загружаем адрес ячейки с временем задержки

CLR A;очищаем аккумулятор

MOVC A,@A+DPTR;в аккумуляторе время задержки

MOVTH0, A;загружаем время задержки в TH0

MOVDPTR, #TL_LED;загружаем адрес ячейки с временем задержки

CLR A;очищаем аккумулятор

MOVC A,@A+DPTR;в аккумуляторе время задержки

MOVTL0, A;загружаем время задержки в TL0

CALLTIMER;вызов процедуры опроса таймера

JMPLED_WINK;переход на следующий цикл


Заключение

При проектировании аппарата по розливу воды в стаканчики, созданном на основе микроконтроллера AtmelAT89C1051, с использованием насоса 2013 и шагового мотора FL28STH32-0956A, мы научились создавать полноценные устройства, организовывать их работу.

Работой микроконтроллера управляет микропрограмма, реализующая логику аппарата. Создавая программное обеспечение, мы получили опыт программирования на языках низкого уровня.

Несомненно, выполнение данного курсового проекта привело к пониманию функционирования микроконтроллеров и способов реализации логики разнообразных устройств.


Список использованных источников

1. Масааки И. Гемба кайдзен: Путь к снижению затрат и повышению качества/ пер. с англ. – М.: Альпина Бизнес Букс, 2005

2. Массааки И. Кайдзен: путь к успеху японских компаний/ Пер. с англ. – М.: Альпина Бизнес Букс, 2004

3. Хэрри М., Шредер Р. 6 SIGMA. Концепция идеального менеджмента. – М. : «Эксмо», 2003

4. Ньюэлл Ф. Почему не работают системы CRM. Как добиться успеха, позволив клиентам управлять отношениями с вашей компанией. – М.: Добрая книга, 2004

5. Митник Кевин. Искусство обмана. – М.: Компания АйТи, 2004

6. Голдрад Элияху, Кокс Джефф. Цель: процесс непрерывного совершенствования. – Мн. «Попурри», 2004

7. Делл Майкл. От Dell без посредников: стратегии, которые совершили революцию в компьютерной индустрии – М. 2004

8. http://chinasuppliers.alibaba.com

9. http://www.made-in-china.com

10. http://www.commlinx.com.au

11. http://www.discovercircuits.com

12. http://www.directindustry.com

13. http://electroprivod.ru

14. http://www.cs.uiowa.edu

15. http://www.anaheimautomation.com

16. http://stepmotor.ru

17. http://www.commlinx.com.au

18. http://www.caopump.com

19. http://www.legoeducationstore.com

20. http://www.allproducts.com.tw

21. http://radio-spravochnik.by.ru/

22. http://www.futurlec.com/

23. http://www.st.com

24. http://www.keil.com

25. http://www.cpu-world.com

26. http://microcontroller.com

27. http://www.infineon.com

28. http://www.ti.com

29. http://www.atmel.com

30. http://www.maxim-ic.com

31. П. Хоровиц, У. Хилл. Искусство схемотехники: в 2-х томах./Перевод с англ. под ред. М. В. Гальперина. – М.: Мир, 1986

32. Т. Мотоока, Х. Хорикоси, М. Сакаути, Х. Танака, Х. Танака, Т. Сайто. Компьютеры на СБИС. В двух книгах./Перевод с японского под ред. В. М. Кисельникова. – М.:Мир, 1988

33. Г.И.Пухальский,Т.Я.Новосельцева.- Цифровые устройства: Учебное пособие для втузов.- СПб.: Политехник, 1996 г.

34. http://www.engineering-sample.com/

35. http://cxem.net

36. http://kazus.ru

37. http://www.techlib.com

38. http://www.uoguelph.ca

39. http://www.fujitsu.com

40. http://www.usdigital.com

41. http://www.ledtronics.com

Приложения

Приложение А

Функциональная схема аппарата

Приложение Б

Блок-схема алгоритма

Приложение В

Программа

NAME PROGRAM

org 000h

ljmp BEGIN

N_GLASS:DB6H;количество стаканчиков

N_MOTOR_COUNT:DB2H;количество оборотов ротора мотора

N_STEP:DB8H;шагом одного оборота ротора мотора

STEPS:DB90H, 10H, 30H, 20H, 60H, 40, 0C0H, 80H;шаги

TH_MOTOR:DB;задержка перед следующим шагом

TL_MOTOR:DB;задержка перед следующим шагом

TH_PUMP:DB;время работы мотора

TL_PUMP:DB;время работы мотора

TH_LED:DB;задержка смены состояния светодиода

TL_LED:DB;задержка смены состояния светодиода

TH_PAUSE:DB;задержка для паузы

TL_PAUSE:DB;задержка для паузы

LED_WINK:;процедура мигания светодиода

JNBP1.2, SET_WINK;если светодиод - выключен, включим

SETBP1.2;выключить светодиод

JMPWAIT_WINK;обеспечим задержку смены состояния

SET_WINK:

CLRP1.2;включим светодиод

WAIT_WINK:

MOVDPTR, #TH_LED;загружаем адрес ячейки с временем задержки

CLR A;очищаем аккумулятор

MOVC A,@A+DPTR;в аккумуляторе время задержки

MOVTH0, A;загружаем время задержки в TH0

MOVDPTR, #TL_LED;загружаем адрес ячейки с временем задержки

CLR A;очищаем аккумулятор

MOVC A,@A+DPTR;в аккумуляторе время задержки

MOVTL0, A;загружаем время задержки в TL0

CALLTIMER;вызов процедуры опроса таймера

JMPLED_WINK;переход на следующий цикл

TIMER:;процедура опроса таймера

SETBTR0;запускаем таймер

TIMER_STEP:

JBTF0, TIMER_STEP;ждем переполнения таймера

CLRTR0;выключаем таймер

RET;выход из процедуры

BEGIN:

MOVP0, #0H;на выводы порта P0 - логический ноль

MOVTMOD, #01H;настройка таймера

MOV R0, #0H;R0 - количество заполненных стаканчиков; обнуляем

NEXT_GLASS:

JNBP3.7, LED_WINK;если сигнала нет - воды недостаточно, мигает светодиод

START:

CLRP1.2;светитсветодиод

MOVDPTR, #N_GLASS;загружаем адрес ячейки с количеством стаканчиков

CLR A;очищаем аккумулятор

MOVC A,@A+DPTR;в аккумуляторе количество стаканчиков

SUBB A, R0;контрольное вычитание

JZEXIT;если все стаканчики заполнены на выход

MOTOR:

MOVDPTR, #N_MOTOR_COUNT;загружаем адрес ячейки с количеством оборотов ротора мотора

CLR A;очищаем аккумулятор

MOVC A,@A+DPTR;в аккумуляторе количество оборотов ротора мотора

MOVR1, A;сохраняем это число в R1

NEXT_ROUND:

MOVDPTR, #N_STEP;загружаем адрес ячейки с количеством шагов

CLR A;очищаем аккумулятор

MOVC A,@A+DPTR;в аккумуляторе количество шагов

MOVR2, A;сохраняем это число в R2

MOVDPTR, #STEPS;загружаем адрес ячейки с последовательностью шагов

NEXT_STEP:

MOVR6, DPH;сохраняем адрес в регистрах R6 и R7, они пригодятся позже

MOVR7, DPL

CLR A;очищаем аккумулятор

MOVC A,@A+DPTR;в аккумуляторе очередной шаг

MOVP1, A;вывод в очередного шага в порт P1

MOVDPTR, #TH_MOTOR;загружаем адрес ячейки с временем задержки

CLR A;очищаем аккумулятор

MOVC A,@A+DPTR;в аккумуляторе время задержки

MOVTH0, A;загружаем время задержки в TH0

MOVDPTR, #TL_MOTOR;загружаем адрес ячейки с временем задержки

CLR A;очищаем аккумулятор

MOVC A,@A+DPTR;в аккумуляторе время задержки

MOVTL0, A;загружаем время задержки в TH0

CALLTIMER;вызов процедуры опроса таймера

MOVDPH, R6;выгружаем из R6 и R7 адрес ячейки текущего шага

MOVDPL, R7

INCDPTR;получение адреса ячейки следующего шага

DECR2;декремент количества шагов

MOVA, R2;пересылка в аккумулятор для контроля

JNZNEXT_STEP;если не все шаги пройдены - продолжаем

DECR1;декремент количества поворотов ротора

MOVA, R1;пересылка в аккумулятор для контроля

JNZNEXT_ROUND;если не все обороты сделаны - продолжаем

MOVP1, #0H;закончили работу с двигателем

PUMP:

SETBP1.3;включение насоса

MOVDPTR, #TH_PUMP;загружаем адрес ячейки с временем работы насоса

CLR A;очищаем аккумулятор

MOVC A,@A+DPTR;в аккумуляторе время работы насосы

MOVTH0, A;загружаем время в TH0

MOVDPTR, #TL_PUMP;загружаем адрес ячейки с временем работы насоса

CLR A;очищаем аккумулятор

MOVC A,@A+DPTR;в аккумуляторе время работы насосы

MOVTL0, A;загружаем время в TL0

CALLTIMER;вызов процедуры опроса таймера

CLRP1.3;выключить насос

INCR0;инкремент количества заполненных стаканчиков

MOVDPTR, #TH_PAUSE;загружаем адрес ячейки с временем паузы

CLR A;очищаем аккумулятор

MOVC A,@A+DPTR;в аккумуляторе время паузы

MOVTH0, A;загружаем время паузы в TH0

MOVDPTR, #TL_PAUSE;загружаем адрес ячейки с временем паузы

CLR A;очищаем аккумулятор

MOVC A,@A+DPTR;в аккумуляторе время паузы

MOVTL0, A;загружаем время паузы в TL0

CALLTIMER;вызов процедуры опроса таймера

JMPNEXT_GLASS;переходим к заполнению следующего стаканчика

EXIT:

END


Нет нужной работы в каталоге?

Сделайте индивидуальный заказ на нашем сервисе. Там эксперты помогают с учебой без посредников Разместите задание – сайт бесплатно отправит его исполнителя, и они предложат цены.

Цены ниже, чем в агентствах и у конкурентов

Вы работаете с экспертами напрямую. Поэтому стоимость работ приятно вас удивит

Бесплатные доработки и консультации

Исполнитель внесет нужные правки в работу по вашему требованию без доплат. Корректировки в максимально короткие сроки

Гарантируем возврат

Если работа вас не устроит – мы вернем 100% суммы заказа

Техподдержка 7 дней в неделю

Наши менеджеры всегда на связи и оперативно решат любую проблему

Строгий отбор экспертов

К работе допускаются только проверенные специалисты с высшим образованием. Проверяем диплом на оценки «хорошо» и «отлично»

1 000 +
Новых работ ежедневно
computer

Требуются доработки?
Они включены в стоимость работы

Работы выполняют эксперты в своём деле. Они ценят свою репутацию, поэтому результат выполненной работы гарантирован

avatar
Математика
История
Экономика
icon
138383
рейтинг
icon
3048
работ сдано
icon
1327
отзывов
avatar
Математика
Физика
История
icon
137726
рейтинг
icon
5836
работ сдано
icon
2641
отзывов
avatar
Химия
Экономика
Биология
icon
92388
рейтинг
icon
2003
работ сдано
icon
1260
отзывов
avatar
Высшая математика
Информатика
Геодезия
icon
62710
рейтинг
icon
1046
работ сдано
icon
598
отзывов
Отзывы студентов о нашей работе
51 762 оценки star star star star star
среднее 4.9 из 5
Университет Синергия
Огромное благодарность Вам! Приятно было с Вами работать.. Надеюсь и на дальнейшее сотрудн...
star star star star star
МГСУ
Оценка "ОТЛИЧНО"! Спасибо!!! Быстро, качественно. без замечаний!!! РЕКОМЕНДУЮ!!!
star star star star star
ЮУрГУ
Качественная работа не к чему придраться, в короткие сроки, спасибо большое
star star star star star

Последние размещённые задания

Ежедневно эксперты готовы работать над 1000 заданиями. Контролируйте процесс написания работы в режиме онлайн

только что

Решить 2 задачи

Решение задач, Численные методы

Срок сдачи к 25 апр.

только что

Регулирование работы с обращениями граждан в регионах Российской Федерации

Курсовая, Организация работы с обращениями граждан

Срок сдачи к 7 мая

только что

Курсовой проект

Курсовая, электроэнергетические системы и сети

Срок сдачи к 21 мая

только что

Выполнение контрольной работы в сооответствии с методичкой

Контрольная, технология машиностроения

Срок сдачи к 30 апр.

1 минуту назад

Исследование возможностей и особенностей работы с контейнеризацией на...

Курсовая, Операционные системы

Срок сдачи к 15 мая

1 минуту назад

-

Контрольная, Комплексная механизация и автоматизация погрузочно - разгрузочных и складских работ

Срок сдачи к 1 мая

2 минуты назад

Изометрический чертёж упаковки

Чертеж, Инженерная графика

Срок сдачи к 27 апр.

2 минуты назад

К этой лабораторной уже было 2 задания

Лабораторная, Проектирование архитектуры программных систем

Срок сдачи к 29 апр.

3 минуты назад

Контрольная по предмету «Математика»

Контрольная, Математика

Срок сдачи к 30 апр.

3 минуты назад

Характеристика качества воды

Другое, Промышленная экология

Срок сдачи к 25 апр.

3 минуты назад

Ответить на 50 вопросов

Ответы на билеты, Криминология

Срок сдачи к 3 мая

4 минуты назад

Нужно найти 2 художественных произведения или книги

Другое, стилистика и анализ текста, лингвистика

Срок сдачи к 2 мая

4 минуты назад

Реферат по предмету «История России»

Реферат, История России

Срок сдачи к 25 апр.

4 минуты назад
4 минуты назад

Физ. культура и фсин

Диплом, Физическая культура во фсин

Срок сдачи к 7 июня

5 минут назад

Написать отчет по практике

Отчет по практике, Программирование

Срок сдачи к 26 апр.

5 минут назад
planes planes
Закажи индивидуальную работу за 1 минуту!

Размещенные на сайт контрольные, курсовые и иные категории работ (далее — Работы) и их содержимое предназначены исключительно для ознакомления, без целей коммерческого использования. Все права в отношении Работ и их содержимого принадлежат их законным правообладателям. Любое их использование возможно лишь с согласия законных правообладателей. Администрация сайта не несет ответственности за возможный вред и/или убытки, возникшие в связи с использованием Работ и их содержимого.

«Всё сдал!» — безопасный онлайн-сервис с проверенными экспертами

Используя «Свежую базу РГСР», вы принимаете пользовательское соглашение
и политику обработки персональных данных
Сайт работает по московскому времени:

Вход
Регистрация или
Не нашли, что искали?

Заполните форму и узнайте цену на индивидуальную работу!

Файлы (при наличии)

    это быстро и бесплатно