Курсовая работа: Разработка микропроцессорной системы цифрового термометра на базе микроконтроллера
Movwf EECON2 ; Запись 55 h.
Movlw Aah ;
Movwf EECON2 ; Запись AA h.
Bsf EECON1, WR ; Установка бита WR,
; начало цикла записи.
;Bsf Intcon , GIE ; Разрешение прерываний.
Для предотвращения случайных записей в память данных предусмотрен специальный бит WREN в регистре EECON1. Рекомендуется держать бит WREN выключенным, кроме тех случаев, когда нужно обновить память данных. Более того, кодовые сегменты, которые устанавливают бит WREN и те, которые выполняют запись должны храниться на различных адресах, чтобы избежать случайного выполнения их обоих при сбое программы.
4. Разработка алгоритма работы устройства
Алгоритм работы устройства показан на рис. 4. После инициализации регистров микроконтроллера устанавливают пределы в текущих регистрах экстремальных значений. В регистры текущих максимальных температур записывается минимальная измеряемая термодатчиком температура (-55,0°С), а в регистры минимальных температур — максимальная измеряемая температура (+99,9°С). При таких установках любое значение температуры, измеренное первым, будет записано в регистр как максимальных, так и минимальных температур, поскольку оно окажется заведомо больше -55,0° и заведомо меньше +99,9 °. Дальнейшие измеренные значения будут сравниваться с первой записанной температурой и, при необходимости, корректировать значения регистров максимума и минимума. Такие же предельные установки регистров выполняются каждый день в полночь после записи в память значении экстремальных температур прошедшего дня.
Вообще, термодатчик может измерять максимальную температуру до +125°, но, во-первых, таких температур наружного воздуха просто не бывает, а во-вторых, автором были использованы все 96 регистров общего назначения основного банка. Поэтому оказалось разумным остановиться на максимальной измеряемой температуре +99,9°.
По завершении предельных установок выполняется инициализация ЖКИ. При инициализации ЖКИ без опроса освобождения от цикла записи зачастую возникают затруднения с включением индикатора.
Далее выполняется проверка кнопок. Обычно при проверке кнопок при установке режима индикации выполняется загрузка регистров индикации, но в данном случае из-за большого числа регистров индикации устанавливаются только флаги режимов. Если установлен флаг текущего режима индикации, то далее выполняется вывод на индикацию.
Рис. 3. Алгоритм работы термометров с памятью
Если выполнять вывод на индикацию обычным способом, т.е. последовательным заполнением всех знакомест, то потребуется 32 регистра индикации, поэтому вывод на индикацию выполняется построчно. Поскольку при разработке программы был испытан дефицит регистров общего назначения, все текущие и экстремальные значения температур сохраняются в двоичном коде, а перед выводом на индикацию перекодируются в двоично-десятичный код, который сразу записывается в регистры индикации. После вывода на индикацию первой (верхней) строки значения второй строки перекодируются и записываются в те же регистры индикации, а затем — выводятся на индикацию.
Для определения температуры с точностью 0,1 градуса термодатчиком DS18B20 необходимо время 0,75 с, поэтому каждое измерение одним термодатчиком выполняется один раз в две секунды. Измерение первым термодатчиком происходит каждую четную, а вторым — каждую нечетную секунду. На рис.3 измерение двух температур показано параллельно, хотя в действительности они выполняются последовательно. После каждого измерения температуры происходит проверка кнопок и вывод на индикацию.
После каждого принятого от термодатчика значения температуры выполняется сравнение текущей температуры с температурой, сохраненной в регистрах максимальной и минимальной температуры. Сравнение температур начинается со сравнения знаков измеренного и сохраненного значения. После сравнения знаков, при необходимости, сравниваются значения измеренных и сохраненных величин. Алгоритм сравнения знаков и выполняемые действия в зависимости от результата сравнения можно понять, рассмотрев табл. 1.
Например, при сравнении на максимальное значение, если знаки сохраненного и измеренного значения — положительны, а измеренное значение больше сохраненного, то оно переписывается в регистр максимального значения. При сравнении на минимальное значение и аналогичной разности измеренного и сохраненного значений запись в регистры минимума выполняется, если оба знака — отрицательные. Если при сравнении на максимум сохраненный знак — положительный, а измеренный — отрицательный, то явно измеренное значение температуры будет меньше сохраненного значения, поэтому нет смысла его сохранять. Ситуация с частой сменой знаков измеренной и сохраненной температурами возможна при измерении температуры вблизи нуля.
Таблица 1. Сопоставление результатов сравнения и действий
| Сохр. Мах | + | + | - | - |
| Измеренное | + | - | + | - |
| Действие | И>С =3 | нет записи | запись | и<с = з |
| Сохр. Min | + | + | - | - |
| Измеренное | + | - | + | - |
| Действие | и <с = з | запись | нет записи | И>С =3 |
Знаки сохраненных экстремальных температур сохраняются с помощью флагов регистра, но использовать их для сравнения неудобно. По этой причине для сравнения используются значения знаков для вывода на индикацию (в кодировке ASCII минус 0x30). Так, например, знак "-" обозначен числом 253, а "+" — 251. При таком обозначении легко определить равенство или неравенство знаков и, воспользовавшись табл. 1, выполнить соответствующие действия.
Если термодатчик отключен от микроконтроллера, то на индикаторе высветится температура -00,0, а поскольку такой температуры не существует, то легко определить неисправность термодатчика.
Если при проверке кнопок окажется, что установлен режим просмотра, то вначале анализируется установленная дата. Если установлена текущая (сегодняшняя) дата, то в регистры индикации считываются текущие экстремальные значения, а если установлено прошедшее число, то данные считываются из памяти EEPROM.
При выборке из памяти значения всех 16 регистров считываются в регистры записи/считывания, а выделенный знак записывается в регистры индикации. Регистры записи/считывания являются промежуточными между регистрами текущих и экстремальных значений при записи в регистры индикации.
Для записи и считывания в энергонезависимую память экстремальных значений одного дня требуется 16 регистров. При объеме памяти 128x8 можно сохранить данные за 8 дней (128/16 = 8). Запись для одного термодатчика выполняется в следующей последовательности.
1. Часы максимума.
2. Минуты максимума.
3. Градусы максимума.
4. Десятые доли градусов максимума.
5. Часы минимума.