1.3. Организация внутренней памяти

Пространство DSEG включает в себя 256 ячеек памяти, часть из которых является одновременно элементами других пространств. Так, первые 32 байта ОЗУ занимают 4 банка РОНов. Служебные регистры, порты ввода/вывода, таймеры, аккумуляторы и др. так же совмещены с ячейками памяти и полями битового сегмента. Это дает возможность обращения к одному физическому объекту разными способами.

1.4. Описание внешних устройств микроЭвм

К “внешним” устройствам микроЭВМ К1816ВЕ52 относятся:

• 4 параллельных двунаправленных порта ввода/вывода P0..P3;

• буфер SBUF и регистр управления SCON последовательного канала;

• таймеры/счетчики T0, T1, их регистр управления TCON и регистр режимов TMOD;

• таймер/счетчик T2, его буферный регистр RCAP2 и регистр управления T2CON;

• регистры управления подсистемой прерываний: регистр приоритетов IP и регистр маски IE;

• регистр управления машиной PCON.

2. Описание микропроцессорной системы управления технологическим процессом

2.1. Описание технологического процесса

Система включает в себя четыре питателя со своими транспортерами, которые поставляют компоненты смеси в приемный бункер, вес которого контролируется электромеханическими весами (рис. 2). Компоненты смеси последовательно поступают в приемный бункер по транспортерам, движение которых прекращается при достижении в бункере заданного веса компонентов. Когда все компоненты смеси в заданных количествах загружены в бункер, выдается команда на открывание люка бункера – процесс подготовки смеси завершен.

Рис. 2. Схема устройства приготовления бетонной смеси

Многие рецепты содержат менее четырех компонент – в этом случае работают не все питатели. Изредка встречаются рецепты, включающие более четырех компонент, однако вес дополнительных компонент весьма мал по сравнению с основными. Соответствующие «навески» готовятся «вручную» на отдельных весах за пределами рассматриваемого процесса.

Контроль за процессом приготовления смеси осуществляется с помощью блока управления, реализованного на релейно-контактных элементах. Значения навесок задается перемычками на наборном поле. Напряжение с выхода поворотного трансформатора на оси весов (оно пропорционально весу бункера) сравнивается с заданным (перемычками) и при совпадении выдается сигнал на останов соответствующего транспортера.

Существующий блок не отвечает современным требованиям как по надежности, так и по реализуемым функциональным возможностям, например, он не может реализовать переключение транспортера на пониженную скорость движения при достижении 90% заданного веса, хотя привод транспортера предусматривает две скорости движения. Весьма неудобно задавать значения весов компонент смеси.

2.2. Режим работы микроконтроллера

В К1816ВЕ52 предусмотрен один основной режим работы – однокристальный. Ресурсов кристалла К1816ВЕ52 вполне достаточно для реализации поставленных задач, поэтому выбирем однокристальный режим. Однако в этом случае проблему динамической индикации и опроса клавиатуры следует решать программно и процесс совмещения во времени индикации, опроса клавиатуры, АЦП и управления приводами требует тщательного анализа.

Оценим возможность совмещения во времени процессов измерения веса (АЦП), динамической индикации и управления.

При оценке примем тактовую частоту микроЭВМ Е = 2 МГц (длительность такта – 0,5 мкс).

На этапе взвешивания микроЭВМ циклически должна:

1. выдать на активный очередной индикатор соответствующий семисегментный код;

2. опросить клавиатуру;

3. преобразовать поступающее на вход АЦП напряжение в код (вес);

4. сравнить текущий вес с заданным;

5. при необходимости – выдать управляющий сигнал на привод;

6. задержка

7. изменить номер активного индикатора;

8. перейти к п.1.

Элементы цикла 1, 2, 4, 5, 7 и 8 содержат несколько (десятков) команд и могут занимать время по 20 .. 50 мкС, измерение состоит из четырех циклов, каждый из которых занимает 16 мкС, таким образом элемент цикла 3 занимает около 80 мкС (с начальным запуском и усреднением). Задержка в цикле индикации при динамической индикации может быть 10 .. 20 мС. Учитывая, что остальные элементы цикла занимают (по максимуму) 650 + 80 = 380 мкС = 0,38 мС, очевидно, что за время задержки индикации символа можно успеть произвести все необходимые действия по анализу состояния системы и управления.

Исходя из проведенного примерного анализа временных характеристик выбираем однокристальный режим работы микроЭВМ.