Курсовая работа: Устройство управления электроплитой

К порту В (РВ4) подключен зуммер, включение и выключение которого происходит при подаче логической ‘1’ и ‘0’ соответственно на РВ4.

Отображение информации о времени и мощности осуществляется на семисегментный индикатор, шина данных которого подключены к порту РВ0, а к РВ1 – тактирующий вход. Цифровой индикатор работает в соответствии с описанием, которое приведено в пункте 3.2.3.

Уровни мощности конфорок подключены к порту D (PD0 – PD2). К PD3 – включение/выключение конфорки 1, к PD4 – включение/выключение конфорки 2. При подаче логической ‘1’ на PD3 происходит включение конфорки 1 на установленную мощность(PD0 – PD2). При подаче логической ‘1’ на PD4 происходит включение конфорки 2 на установленную мощность(PD0 – PD2).

Перечень элементов схемы электрической принципиальной приведён на чертеже БГУИ. XXXXXX.002 ПЭ3.

Схема электрическая принципиальная устройства управления электроплитой приведена на чертеже БГУИ. ХХХХХХ.003 Э3.

4. Проектирование программного обеспечения

4.1 Разработка схемы алгоритма работы системы и программы на ассемблере

С точки зрения программирования разработанное устройство управления электроплитой состоит из программно доступных регистров микроконтроллера и трех портов: В, С и D. Работа системы заключается в определении состояния входных портов, выполнения определённых вычислений и выводе данных из микроконтроллера.

Подробная блок-схема алгоритма программного обеспечения устройства, включающая в себя все аспекты работы периферийных устройств и микроконтроллера приведена в БГУИ. XXXXXX.004 Э8.

Листинг программы с комментариями приведен в приложении А.

4.2 Описание алгоритмаработы системы и программы

Служебные регистры определяют конфигурацию и режимы работы микроконтроллера.

Содержимое регистра INIT (рисунок 4.1) определяет старшие четыре разряда адреса (номер страницы) размещения ОЗУ (биты RAM3-RAM0) и блока внутренних регистров (биты REG3-REG0). При начальной установке микроконтроллера биты данного регистра принимают значения RAM3-RAM0 = 0000 (обращение к странице 0), REG3-REG0 = 0001 (обращение к странице 1). В нашем курсовом проекте принимаются значения, установленные после начальной установки.

7	6	5	4	3	2	1	0
RAM3	RAM2	RAM1	RAM0	REG3	REG2	REG1	REG0

Рисунок 4.1 – Служебный регистр INIT (адрес $103D)

Длительность такта микроконтроллера T_C = 1/F_t определяется генератором тактовых импульсов (ГТИ). Частота следования тактовых импульсов F_t задается кварцевым резонатором, подключаемым к выводам EXTAL и XTAL, или внешним генератором, подключаемым к выводу XTAL. В нашем случае выбран кварцевый резонатор с частотой 8MHz. При этом частота F_t в 4 раза меньше частоты внешнего резонатора или генератора F_t = F_g /4. Импульсы с частотой F_t поступают на выход E микроконтроллера и используются для синхронизации работы других устройств системы.

Так как микроконтроллер работает в рабочем однокристальном режиме, то в процессе начальной установки при включении питания или поступлении сигнала RESET# = 0 в программный счетчик PC загружаются два байта: старший байт PCH из ячейки памяти с адресом $FFFE, младший байт PCL – $FFFF. Эти байты являются адресом первой команды, выполняемой микроконтроллером после начальной установки. Так как микроконтроллер работает в однокристальном режиме, данные байты выбираются из внутреннего ПЗУ. При включении питания требуется время 4064Т_C для запуска ГТИ и установки начального состояния регистров, после чего начинается нормальная работа микроконтроллера. Для начальной установки по сигналу RESET# его длительность должна быть не меньше 4Т_C .

В курсовом проекте для обмена данными с внешними устройствами используются параллельные порты В, С и D. Порты А и E не используются.

При работе портов В, С и D используется блок квитированного обмена (БКО), который обеспечивает прием и выдачу сигналов квитирования STRA, STRB. Функционирование портов B и C определяется регистром управления PIOC (рисунок 4.2), входящим в состав БКО. При значении разряда HNDS = 0 в этом регистре порт В работает в режиме стробированного вывода, порт С – в режиме стробированного ввода. При значении HNDS = 1 порт В работает в режиме нестробированного вывода, а порт С используется для двунаправленного обмена с квитированием.

7	6	5	4	3	2	1	0
STAF	STAI	CWOM	HNDS	OIN	PLS	EGA	INVB

Рисунок 3.3 – Регистр управления PIOC (адрес $1002)

Порт В (регистр PORTB, адрес $1004) используется как 8-разрядный порт вывода данных. Если в регистре управления PIOC установлено значение разряда HNDS = 0, то порт В работает в режиме стробированного вывода. В этом режиме запись данных в регистр PORTB сопровождается формированием импульса на выходе STRB длительностью 2T_C , который служит для внешних устройств запросом на прием данных с выводов порта PB7-PB0. Активный уровень этого импульса определяется значением разряда INVB в регистре PIOC: при INVB = 0 формируется импульс низкого уровня, при INVB = 1 – высокого уровня. Если значение разряда HNDS = 1, то порт В работает в режиме нестробированного вывода, при котором не происходит формирование стробирующего сигнала на выходе STRB.

Порт C используется как 8-разрядный двунаправленный порт. Направление передачи данных определяется для каждого вывода порта путем установки значения соответствующего разряда в регистре направления DDRC (адрес $1007).

При установке в этом регистре значения i-го разряда в 0 i-й вывод порта используется как вход, при установке в 1 – как выход. В курсовом проекте порт С работает всегда на ввод данных.

Порт C имеет два регистра данных: PORTC (адрес $1003) и PORTCL (адрес $1005). Запись данных в регистр PORTCL с выводов порта PC7-PC0 стробируется сигналом на входе STRA, запись или чтение регистра PORTC не сопровождается сигналами квитирования. При чтении регистра PORTC в микроконтроллер вводятся данные, соответствующие текущему состоянию выводов PC7-PC0, при чтении регистра PORTCL вводятся данные, записанные в этот регистр при подаче стробирующего сигнала на вход STRA. При записи в регистры PORTC и PORTCL данные поступают также на выводы порта С, используемые в качестве выходов. При этом запись в PORTCL сопровождается формированием соответствующих сигналов квитирования на выводах STRA и STRB. Так как в данном курсовом порт С служит для стробированного ввода, то обращение к нему происходит через регистр PORTCL.

В программе будем использовать ячейку с меткой MY_CONFIG.Биты в ней показаны на рисунке 3.4.

7	6	5	4	3	2	1	0
0	0	0	0	RAB_KON2	RAB_KON1	Время/мощн.	№ конф.

Рисунок 3.4 – Ячейка с меткой MY_CONFIG

Если RAB_KON2=1, то конфорка 2 работает. Если 0 – то нет.

Если RAB_KON1=1, то конфорка 1 работает. Если 0 – то нет.

Если Время/мощн.=1, то работает режим установки мощности. Если 0 – работает режим установки времени.

Если № конф.=1, то работает режим установки конфорки 2. Если 0 – работает режим установки конфорки 1.