Курсовая работа: Вариатор скорости вращения асинхронного двигателя
Счетчик/Таймер.
Счетчик-таймер предназначен для обработки внешних и внутренних событий, формирования программно-управляемых временных задержек, выполнения времязадающих функций. В состав ОМК входят два 16 разрядных суммирующих СТ. Счетчик состоит из регистров счетчика TL (младший байт), TH (старший байт), логики управления входными сигналами и триггера переполнения TF . Бит TF устанавливается при переходе счетчика из состояния все “1” во все “0”. Бит TF располагается в битовом пространстве и доступен по прямому адресу. Обращение к TLi , THi производится раздельно по прямым адресам.
Управление работой счетчика выполняется с помощью регистра режима работы TMOD и регистра управления статуса TCON .
GATE 1, GATE 0 - управление блокировкой (при GATEi =1 работа счетчика/таймера разрешается, если INT =1 и TRi =1; если GATEi =0, то работа счетчика зависит только от состояния TRi ; (i =1,0); С/Т1, С/Т0 - выбор режима работы (при С/Т=1 - работа в режиме счетчика от внешних сигналов на входе Ti ; при С/Т=0 - работа в режиме таймера от внутреннего источника сигналов синхронизации); М 1, М 0 - задание основных режимов работы.
В режиме таймера счетчик работает от внутреннего генератора с частотой OSC /12. При работе в режиме счетчика содержимое T/C инкрементируется под воздействием перехода из 1 в 0 внешнего сигнала, подаваемого на соответствующие входы Т 0, Т 1 порта Р 3. Инкремент выполняется после анализа состояния “0” или ”1” на входе Тi , поэтому накладываются определенные ограничения на параметры преобразуемого сигнала: уровень 0 и 1 должен продолжаться не менее OSC /12. Максимальная преобразуемая внешняя частота - OSC /24. Способ запуска СТ устанавливается битом GATE : если GATE =1, то реализуется аппаратный запуск, при котором разрешение счета подается на вход INTi порта Р 3 (уровень 1). Предварительно должен быть установлен бит запуска счетчика TRi в регистре TCON . При программном запуске GATE =0, начало счета задается установкой бита TRi =1.
Режим работы каждого СТ определяется значением битов М 0, М 1 в регистре ТМОD . Счетчики могут быть настроены на один из 4 режимов. Режимы 0,1,2, одинаковы для обоих счетчиков и в этих режимах они полностью независимы. Работа ТС0 и ТС1 в режиме 3 различна. Режим 3 рационально использовать только для СТ0 . При этом установка СТ0 в режим 3 влияет на режим работы СТ1.
Режим 0: Режим 13-ти разрядного счетчика, состоящего из TНi и 5 младших разрядов TLi .
Режим 1: 16-ти разрядный счетчик, состоящий из THi и TLi .
Режим 2: В этом режиме СТ представляет собой 8-разрядный счетчик TLi . При каждом переполнении TLi кроме установки флага TFi происходит автоматическая загрузка содержимого THi в TLi . Требуемый коэффициент деления должен записываться одновременно в THi и TLi . В отличие от режимов 0 и 1 после установки флага переполнения коэффициент деления переписывается автоматически.
Режим 3: В этом режиме счетчик 0 функционирует как 2 независимых счетчика, а счетчик 1 заблокирован и просто сохраняет свой код (выполняет функции регистра). При этом можно настроить счетчик 1 на другие режимы. Режим 3 используется, если необходимо увеличить число действующих счетчиков до 3-х.
При работе в этом режиме ТС0 разделяется на два 8-ми разрядных счетчика, сформированных на базе регистров ТН 0, ТL 0. Счетчик ТН 0 управляется битом ТR 1 и формирует сигнал переполнения ТF 1. Счетчик ТН 0 может работать только в режиме таймера. Установка ТС0 в режим 3 лишает ТС1 бита включения TR 1. Поэтому ТС1 в режимах 0, 1, 2 при GATE =0 всегда включен и при переполнении в режимах 0 и 1 ТС1 обнуляется, а в режиме 2 перезагружается, не устанавливая флага, если ТС0 находится в режиме 3. ТС1 аппаратно связан с блоком синхронизации последовательного порта. Поэтому в режимах 0,1,2 при переполнении ТС1 всегда вырабатывает импульс синхронизации последовательного порта. Если ТС0 работает в режиме 3, то ТС1 может быть настроен на режим 0,1 или 2, но при этом необходимо учитывать, что в процессе работы не формируется бит переполнения, а режим разрешения счета постоянно включен.
Для настройки счетчика на требуемый режим необходимо:
1. Задать требуемый коэффициент пересчета в регистры ТНi , ТLi .
2. Задать режим работы в слове TMOD .
3. При программном вводе-выводе замаскировать соответствующие прерывания от счетчика, а при использовании прерывания- их разрешить.
4. Установить бит разрешения ТRi в слове TCON .
На базе СТ можно организовать преобразователи частоты, временного интервала, периода в код, генераторы и формирователи сигналов. Однако необходимо учитывать, что TFi аппаратно недоступен, поэтому выходные сигналы следует формировать на выходах параллельных портов. При измерении частоты методом среднего возможны два варианта формирования эталонного временного интервала Т эт. Аппаратная реализация предполагает подачу измеряемой частоты на вход Ti , а Т эт – на INTi . При программной реализации Тэт формируется на одном из счетчиков, работающем в режиме таймера; второй счетчик подсчитывает число внешних импульсов. Начало работы второго счетчика задается битом TRi первого счетчика, а конец счета - битом TF первого счетчика. Особенностью формирования выходных частотно-временных сигналов является отсутствие электрического выхода СТ. Поэтому сигналы формируются на свободных выходах портов Р 0-Р 2 в момент установки TRi и TFi .
Последовательный порт.
Последовательный обмен используется при передаче информации на большие расстояния, с целью экономии оборудования. Передача через последовательный порт может быть реализована в режимах синхронного или асинхронного обмена (отличается от синхронного и асинхронного способов передачи информации). При асинхронном режиме формат передаваемого сообщения имеет вид:
Обычно длина символов, бит паритета и стоповые биты задаются программно.
Достоинство такого обмена - повышеная достоверность передаваемой информации.
Недостатки:
· пониженное быстродействие, так как на каждый передаваемый символ требуется 3 или 4 бита сопровождения;
· информация передается по байтам.
При асинхронном обмене требуется меньшее количество линий между приемником и передатчиком, так как синхронизация обеспечивается заданием одинаковой частоты генераторов ГТИ на приемном и передающем конце линии связи. При синхронном обмене информация передается посимвольно, с необязательным битом паритета. В некоторых случаях начало сообщения, его конец и адрес приемника кодируются специальными символами (символами синхронизации). Скорость синхронного обмена возрастает в 5-10 раз, по сравнению с асинхронным. Однако требуется дополнительная линия, к которой подключен ГТИ (генератор тактовых импульсов), общий для приемника и передатчика.
Последовательный порт ВЕ51 осуществляет прием/передачу информации в последовательном коде, младшими битами вперед в дуплексном режиме (одновременный прием и передача информации) или полудуплексном режимах. В состав последовательного канала входят принимающие и передающие сдвиговые регистры , специальный программно-доступный буфер SBUF , регистр управления SCON и логика управления каналом. Запись байта в передатчик осуществляется автоматически, после того, как информация записана в SBUF . Чтение иформации выполняется из этого же регистра после установки флага готовности последовательного канала RI .
Последовательный канал может работать в следующих четырех режимах:
Режим "0" - cинхронный обмен в полудуплексном режиме с частотой OSC /12. Формат посылки - 8 бит. Данные принимаются и передаются через вход RxD , а частота синхронизации формируется на выходе TxD . В этом режиме порт работает как восьмиразрядный сдвиговый регистр.
Режим "1" - асинхронный обмен, десятибитовый кадр, состоящий из стартового (ноль), стопового (единица) битов и 8-разрядного символа. Cкорость приема и передачи определяется частотой переполнения счетчика С/ T1. В зависимости от состояния бита SMOD регистра PCON частота, поступающая на вход схемы синхронизации последовательного канала с выхода С/Т1, может изменяться в два раза. Схема синхронизации делит эту частоту на 16 и использует её для приема/передачи последовательного кода. При использовании этого режима следует запретить прерывание от С/Т1. При приеме стоп-бит заносится в бит RB 8 регистра SCON .