4.6 Уточненная схема управляющей микроЭвм

По результатам сделанного подбора микросхем начертим уточненную схему управляющей микроЭВМ (рисунок 24) и функциональную схему управляющей микроЭВМ (приложение А1).

ОУ

Y₄

ЦАП К572ПА1

ОМВЭВМ К1816ВЕ51

AB

CB

КПДП КР580ВТ57

Буферный регистр К589ИР12

D

УВВ

B

АЦП К1113ПВ1

Сигналы с датчиков

Рисунок 24 – Уточненная структурная схема управляющей микроЭВМ

Для сопряжения блоков АЦП и ЦАП с микроЭВМ использован многорежимный буферный регистр К589ИР12.

5 Разработка программного обеспечения

5.1 Алгоритм управления объектом

Обработка информации от цифровых датчиков и выдача управляющего воздействия y₁ производится путем ввода значений х₁, х₂, х₃ и вычисления значения булевой функции f₁(х₁, х₂, х₃, x₄).

При единичном значении f₁ вырабатывается управляющий сигнал y₁=1 длительностью t₁. Это значит, что через t₁ после выдачи y₁ = 1 необхо­димо выработать y₁=0.

При обработке информации с аналоговых датчиков ПМ принимает коды NU₁, NU₂ с выходов АЦП и код константы К с регистра пуль­та управления. Далее вычисляется значение функции NU=f₂max (NU₁; NU₂,) и сравнивается с константой Q, хранящейся в ПЗУ. В зависимости от ре­зультатов сравнения вырабатывается (аналогично у₁) один из двух двоичных управляющих сигналов у₂ или у₃ заданной длительности по следую­щему правилу: если NU < Q, то выдать у₂ длительностью t₂, иначе выдать у₃ длительностью t₃.

Далее формируется управляющее воздействие Y₄, для чего с АЦП вводится значение NU₃ и производится вычисление по формуле:

Y₄=A₀+A_lхNU₃.

Значение Y₄ в виде 8-разрядного кода выдается на вход ЦАП.

Все двоичные переменные и константы, участвующие в вычислени­ях: NU₁, NU₂, NU₃, К, Q, Ао, A₁, Y₄ рассматриваются как целые без знака.

После выдачи всех управляющих воздействий проверяется со­стояние тумблера "СТОП" на пульте управления. Если СТОП=0, цикл управления начинается с начала, иначе выполняется процедура останова системы, включающая следующие действия: формируется сигнал установ­ки системы в исходное состояние путем подачи на линию начальной уста­новки интерфейса двух прямоугольных импульсов длительностью 30 мкс интервалом 30 мкс; выполняется команда процессора СТОП.

Алгоритм управления, заданный видом функцией:

Управляющее воздействие , длительность управляющих сигналов t₁ = 100 c;

NU = max(NU₁;NU₂) длительность управляющих сигналов t₂=220 c, t₃=30 c.

5.2 Разработка блок-схемы управляющей системы

По заданному алгоритму управления составим блок-схему управляющей программы (рисунок 25).

-вычисления значения булевой функции f₁(х₁, х₂, х₃, x₄)

-вычисление значения функции f2(max(NU₁;NU₂))

да

-проверка состояния тумблера «СТОП» на пульте управления

Рисунок 25 - Блок-схема управляющей программы

Блок-схемы вычисления значений булевой функции f₁(х₁, х₂, х₃, x₄) и функции NU=f₂ max(NU₁; NU₂,) представлены на рисунках 26 и 27, соответственно.

- ввод в ЦП двоичных кодов с выходов АЦП и констант К и Q

-

вычисление значения функции

f₂(max(NU₁; NU₂,))

нет

- условие на результат вычисления

нет

да

-

да

выдача управляющего сигнала

Выдача управляющих

сигналов

Рисунок 26 - Блок-схема вычисления значения функции f₁(х₁, х₂, х₃, x₄)

- ввод в ЦП двоичных кодов с выходов АЦП и констант К и Q

- вычисление значения функции

f₂(max(NU₁; NU₂,))

- условия на результат вычисления

- вычисление функции Y₄

Рисунок 27 - Блок-схема вычисления значения функции f₂(max(NU₁; NU₂, ))

6 РЕАЛИЗАЦИЯ УСТРОЙСТВА НА БАЗЕ МИКРОПРОЦЕССОРА

К1816ВЕ51

Рассмотрим электронную клавишную вычислительную машину (ЭКВМ) МК-152, разработанную на базе однокристальной микроЭВМ W77LE516, аналогичной по архитектуре К1816ВЕ51, однако имеющей больший объем памяти и быстродействие.

ЭВМ относится к настольным программируемым микрокалькуляторам с выходом на внешние устройства ввода-вывода.

Функциональные возможности ЭВМ:

- проведение вычислений в режиме непосредственного выполнения команд пользователя (автоматический режим);

- проведение вычислений по программе, введенной пользователем (режим выполнения программы);

- сохранение данных в энергонезависимом электронном блокноте и считывание из него;

- просмотр и редактирование текстовой информации, хранение текстовой информации в энергонезависимой памяти;

- запись текстовой информации на встроенный или внешний электронный диск и считывание с них;

- обмен данными с внешними устройствами, измерительными приборами, печатающими устройствами и другими ЭВМ по последовательному и параллельному интерфейсам;

- формирование интервалов заданной длительности, генерация звуковых сигналов;

- определение даты, дня недели и времени суток при помощи часов с автономным питанием;

- загрузка встроенной программы через последовательный интерфейс.

Питание ЭВМ осуществляется от однофазной сети переменного тока частотой (50 +- 1) Гц, напряжением 220 В с допускаемым отклонением в пределах от минус 33 до плюс 22 В.