Микропроцессоры и микро-ЭВМ в РЭС

Микропроцессоры и микро-ЭВМ в РЭС

МИНИСТЕРСТВО ОБЩЕГО И ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО

ОБРАЗОВАНИЯ РФ

МОСКОВСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ АКАДЕМИЯ

ПРИБОРОСТРОЕНИЯ И ИНФОРМАТИКИ

Кафедра конструирования и производства радиоаппаратуры

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

к курсовой работе на тему:

Микропроцессоры и микро-ЭВМ в РЭС

Студент ___________________ О. В. Байдакова

Группа   ПР–7

Специальность 20.08 “Конструирование и технология радиоэлектронных средств”

Работа защищена_________________        Оценка__________________

Руководитель работы_____________         А. К. Малиновский

Москва, 2001г.

МИНИСТЕРСТВО ОБЩЕГО И ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО

ОБРАЗОВАНИЯ РФ

МОСКОВСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ АКАДЕМИЯ

ПРИБОРОСТРОЕНИЯ И ИНФОРМАТИКИ

Кафедра конструирования и производства радиоаппаратуры

ЗАДАНИЕ НА КУРСОВУЮ РАБОТУ

Студентка  О. В. Байдакова       шифр 98159               группа ПР–7

Вечернее отделение.

Специальность 20.08 “Конструирование и технология радиоэлектронных средств”

1.      Тема: “Микропроцессоры и микро-ЭВМ в РЭС”

2.      Текст задания. Разработать автоматизированную систему отбраковки резисторов на производстве. Изготовленные резисторы необходимо рассортировать по допускам и поместить в отдельные контейнеры. Управление операциями по сортировке осуществляется роботом, который берет очередной резистор и помещает его в зажим, он же после измерения сопротивления вынимает его и кладет в соответствующий контейнер. Измерение сопротивления проводиться на основе измерения напряжения на резисторе при прохождении через него известного тока, т. е. Rизм.=Uизм./Iэталон. Управление роботом и измерениями осуществляется МПС. Ее функции следующие:

-         Выдача команды роботу на установку резистора;

-         Проверка, установлен ли резистор;

-         Проведение измерения сопротивления резистора;

-         Команда роботу снять резистор и поместить его в заданный контейнер.

Необходимо предусмотреть включение режима “эталонный резистор”- т. е. Измерение и занесение в память номинального значения при смене партии резисторов. Нужно выбрать значение “эталон” для данного номинала резистора, чтобы выходное напряжение измерителя соответствовало диапазону входных напряжений АЦП. Необходимо в памяти подсчитать число резисторов, попавших в каждый контейнер. Предусмотреть зажигание светодиода “вне допуска” при измеренном сопротивлении резистора, которое не входит в самый широкий заданный допуск.

3.         Исходные данные для проектирования:

Количество полей допуска:   2

Диапазон номиналов резисторов:  1…100Ом

Поля допуска: 5 и 10 %

Вид микропроцессорной системы:   К1816ВЕ48

4.           Содержание пояснительной записки:

Введение.

4.1. Словесное описание работы системы.

4.2. Предварительное распределение памяти.

4.3. Алгоритм функционирования микропроцессорной системы.

4.4. Распределение ресурсов.

4.5. Программа работы системы.

4.6. Контрольный пример.

Заключение.

Руководитель работы___________________________ А. К. Малиновский

Содержание пояснительной записки:

Введение.                                                                                               5 стр.

1. Словесное описание работы системы.                                          5 стр.

2. Предварительное распределение памяти.                                              6 стр.

3. Алгоритм функционирования микропроцессорной системы.   6 стр.

4. Распределение ресурсов.                                                                           8 стр.

5. Программа работы системы.                                                          8 стр.

6. Контрольный пример.                                                                      10 стр.

Заключение.                                                                                          11 стр.

Список использованной литературы                                                12 стр.

2.     Предварительное распределение памяти

Предварительное распределение памяти в системе показано на рис. 2.1. Т. к. программа, управляющая системой скорее всего будет сравнительно небольшой, то она вся поместиться во внутреннем ПЗУ процессора (памяти компьютера), поэтому на рисунке изображена только эта память; внешние ПЗУ не нужны и поэтому распределение для них не показано.

Система будет обрабатывать сравнительно небольшой объем данных, поэтому показания на схеме распределения памяти данных область “ОЗУ данных” скорее всего останется незадействованной.

                Память команд                                                      Память данных

Рис. 2.1.

3. АЛГОРИТМ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ МИКРОПРОЦЕССОРНОЙ СИСТЕМЫ.

Укрупненная структурная схема алгоритма программы, управляющей процессором, изображена на рис. 3.1.

При включении системы вначале она принудительно переходит в режим занесения эталонного сопротивления. Процессор считывает с АЦП значение сопротивления, записывает его в память и обнуляет все счетчики, в которых ведется учет резисторов с определенным допуском.

Далее следует установка и измерение сопротивления очередного резистора. Считанное с АЦП значение сопротивления подвергается обработке процессором и вычисляется процент отклонения сопротивления резистора от эталонного. В зависимости от значения этого отклонения процессором выдается команда роботу на размещение резистора в определенном контейнере и увеличение на единицу соответствующего счетчика резисторов.

Далее анализируется состояние переключателя “ЭТАЛОН”. Если он замкнут, то снова производится замена в памяти эталонного сопротивления и обнуление счетчиков. Если этот переключатель разомкнут, то система начинает обработку следующего резистора.

4. РАСПРЕДЕЛЕНИЕ РЕСУРСОВ

В регистре R0 банка 0 находится текущее эталонное сопротивление. Остальные регистры банка 0 используются по мере надобности для хранения промежуточных результатов и временного сохранения содержимого аккумулятора.

В регистре R0 банка 1 находится счетчик количества резисторов с сопротивлением вне допуска.

В регистре R2 банка 1 находится счетчик количества резисторов с отклонением не более 10% от эталона.

В регистре R2 банка 1 находится счетчик количества резисторов с отклонением не более 10% от эталона.

В регистре R2 банка 1 находится счетчик количества резисторов с отклонением не более 10% от эталона.

В регистре R2 банка 1 находится счетчик количества резисторов с отклонением не более 10% от эталона.

В регистре R2 банка 1 находится счетчик количества резисторов с отклонением не более 10% от эталона.

Через вывод Р10 процессору сообщается режим работы:

0-     сортировка резисторов по допускам;

1-     смена эталонного сопротивления.

Через вывод Р20 роботу выдается команда “установить резистор”. Активное состояние – 1.

Через вывод Р21 роботу выдается команда положить резистор в контейнер “ВНЕ ДОПУСКА”. Активное состояние – 1.

Через вывод Р22 осуществляется запуск АЦП. Активное состояние – 0.

Через выводы Р25, Р26, Р27, Р28 и Р29 роботу выдается команда положить резистор в контейнер с допуском соответственно. Активное состояние – 1.

На вывод Т0 от робота поступает 1, если резистор установлен.

На вывод Т1 от АЦП поступает 1, когда данные готовы к считыванию.

Программа в памяти начинается с адреса 000h.

5.      ПРОГРАММА РАБОТЫ СИСТЕМЫ.

К полученной программе трудно применить термин “быстродействие”, на это есть несколько причин:

-        В программе есть несколько задержек на неопределенное время ( эти задержки определяются роботом);

-        Программа имеет сильно разветвленную структуру, а выбор ветви в некоторых случаях зависит от внешних условий;

-        Программа представляет собой бесконечный цикл, т. е. программа выполняется с момента включения системы и до выключения.

Для того, чтобы все-таки оценить быстродействие, сделаем некоторые допущения: предположим, что внешние устройства совершенно не затормаживают систему, т. е. если система выдает запрос во внешние устройства, результат приходит мгновенно. Таким образом будет посчитано быстродействие собственно программы.

Для определенности примем, что система работает в режиме сортировки, эталонное значение уже занесено в память и в измеритель установлен резистор с 10% допуском.

Так как программа зациклена, посчитаем количество машинных циклов за один проход программы:

2+2´10+1´4+2+2+1´4+2+1+2+1+(1+2+1+2)´100+1+1+2+(1´11+2+1+2)´8+1+1+1+2+2+2+1+ 2+2+1+1+1+2+2+2+1+1+1+2´7=812 циклов

К процессору подключен кварцевый резонатор на частоту 6 МГц, следовательно тактовая частота процессора равна 6/3=2 МГц; время одного такта равно 0,5 мкс. Один машинный цикл равен пяти тактам, т. е. 2,5 мкс.

Время выполнения одного цикла программы равно 812´2,5=2030 мкс » 2 мс.

6. КОНТРОЛЬНЫЙ ПРИМЕР

Напряжение, подаваемое на АЦП, равно U=Iэт´R; Iэт = 0,025 А

Входные данные: Rэт = 51Ом; Rизм = 53 Ом; Uэт = Iэт´Rэт = 0,025 А´51Ом = 1,28 В

С АЦП в память запишеться число 128 = 80h, т. е. (R0) = 80h

U = Iэт´Rэт = 0,025 А´53 Ом = 1,33 В

С АЦП в аккумулятор запишеться число 133 = 85h.

Находим модель разности эталонного и измеренного сопротивлений:

½Rэт –Rизм ½=½128-133½=½-5½=5

Отклонение в процентах находиться по формуле:

и именно по этой формуле работает написанная выше программа.

Умножаем разность на 100: ½Rэт –Rизм ½´100=500

Делим полученное число на Rэт/800/102 = 3, т. к. деление целочисленное.

Итак, в программе получается, что Rизм имеет отклонение 3% от номинала. На самом деле Rизм имеет отклонение

Число, полученное программой, и число, рассчитанное непосредственно, достаточно близки друг к другу.

Система поместит данный резистор в контейнер с допуском 5%.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В процессе работы была разработана система, способная рассортировать партию резисторов по допускам 5, 10% и брак. Система также подсчитывает число резисторов каждого допуска.

В устройстве предусмотрена возможность смены эталонного сопротивления, записанного в памяти, при смене партии резисторов.

При каждом попадании резистора с отклонением более 10% система подает световой сигнал.

Список использованной литературы.

1.     Микропроцессоры. В 3–х кн. Кн. 1. Архитектура и проектирование микро–ЭМВ. Организация вычислительных процессов: Учебник для вузов. Под редакцией Л. Н. Преснухина. – М.: Высшая школа, 1986г.

2.     Калабеков Б. А. Микропроцессоры и их применение в системах передачи и обработки сигналов: Учебное пособие для вузов. – М.: Радио и связь, 1988г.

3.     В. Н. Пильщиков. Програмирование на языке ассемблер IBM PC. – М.: Диалог МИФИ, 1994г.