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 Keil Software mVision v.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;светит светодиод
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
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
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
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
MOVC A,@A+DPTR;в аккумуляторе время задержки
MOVTH0, A;загружаем время задержки в TH0
MOVDPTR, #TL_MOTOR;загружаем адрес ячейки с временем 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
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
MOVTL0, A;загружаем время в TL0
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
MOVC A,@A+DPTR;в аккумуляторе время паузы
MOVTH0, A;загружаем время паузы в TH0
MOVDPTR, #TL_PAUSE;загружаем адрес ячейки с временем паузы
MOVTL0, A;загружаем время паузы в TL0
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
MOVDPTR, #TL_LED;загружаем адрес ячейки с временем задержки
MOVTL0, A;загружаем время задержки в TL0
JMPLED_WINK;переход на следующий цикл
Заключение
При проектировании аппарата по розливу воды в стаканчики, созданном на основе микроконтроллера Atmel AT89C1051, 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. #"_Toc104357032">Приложения
Приложение А
Функциональная схема аппарата
Приложение Б
Блок-схема алгоритма
Приложение В
Программа
NAME PROGRAM
BEGIN:
EXIT:
END
Страницы: 1, 2, 3, 4, 5
