Оформленная лабораторная работа №4 для вариантов 10, 14, 16 (Лаб.раб №4 по Егорову(теория))

Посмотреть архив целиком

Теоретическая часть к лабораторной работе №4.


Цель работы: изучение основных принципов задания программного управления по закону, заданному в виде булевых функций, по алгоритму и по циклограммам, выработка навыков программной реализации заданного этими принципами программного управления и практическое выявление преимуществ и недостатков каждого метода.


1. Согласование МКП с внешними устройствами.

1.1. Подключение микроконтроллера. Порты.


Внешними устройствами (ВУ), подключаемыми к микроконтроллеру МКП-1 могут быть автоматы, станки, роботы, и другое промышленное технологическое оборудование, управляемое дискретно и имеющее входы и выходы, согласуемые по электрическим параметрам с соответствующими входами и выходами микроконтроллера МКП-1.

Для подключения программно управляемых роботов к микроконтроллеру МКП-1, у последнего имеются специальные входы и выходы, называемые портами:

  • Z-порты нагрузок

  • E-порты датчиков.


Порты нагрузок (Z-порты) представляют собой выходные управляющие сигналы микроконтроллера. Порты датчиков (E-порты) являются входными линиями для принятия сигналов от технологического оборудования. Каждый порт выполнен в виде отдельной розетки на задней панели микроконтроллера МКП-1. Максимально может быть установлено 3 порта для нагрузок и 3 порта для датчиков.

Соединение микроконтроллера с оборудованием производится при помощи кабелей связи с розетками.

Схема согласования микроконтроллера с внешним оборудованием приведена на рисунке 4.

Поскольку может быть несколько однотипных портов, то они обозначаются как Z0, Z1, E0, E1 и т д.

Каждая нагрузка и каждый датчик имеет свой индивидуальный номер от 0 до F.

Номер порта вместе с номером датчика или номером нагрузки представляет полный адрес порта (устройства), по которому производится обращение в программе.

Например:

  • Z1D – нагрузка номер D, подключённая к порту Z1, полный адрес выхода 1F

  • E01 – датчик номер 1, подключённый к порту E0, полный адрес входа 01.


Параметры портов.


Выходные сигналы для управления нагрузками Z имеют следующие характеристики:

  • коммутируемое напряжение постоянного тока от 20 до 30 В

  • максимальный коммутируемый ток каждой нагрузки 0,5 А

  • падение напряжения на выходе, не более 2 В.


Входные сигналы от датчиков оборудования:

  • высокий уровень напряжения постоянного тока от 20 до 30 В

  • низкий уровень напряжения постоянного тока, не более 5 В

  • входной ток 13 мА

  • время реакции на фронт 4 мс.


2. Система команд микроконтроллера.


Рассмотрим непосредственно команды управления технологическим оборудованием. Они представлены в таблице 1.

В качестве операндов в этих командах используются адреса входных и выходных портов.

Команды ОЖ0 и ОЖ1 предназначены для полного останова выполнения программы до появления соответствующих сигналов от датчиков, установленных на технологическом оборудовании.

Команды ПР0 и ПР1 напоминают предыдущие две команды, однако они предназначены лишь для проверки состояния сигналов от датчиков. Выполнение следующей команды не задерживается. Эти команды аналогичны командам сравнения, рассмотренным ранее с тем лишь отличием, что сравнение производится содержимого регистра БУ с сигналом от датчика, а не счетчика с числом.

Команды ВКЛ и ВЫКЛ – это команды безусловного включения и выключения нагрузок.

Команды ВЫВ БУ и ВЫВ БУ(инверсный) являются командами условного включения или выключения нагрузок.

Команды работы с портами Таблица 1.

Обозначе-ние

Формат команды

Описание команды

КОП

Операнд

ОЖ0

      1. 01

Адрес входного порта

Ожидание отсутствия входного сигнала. Переход к выполнению следующей команды происходит только при отсутствии сигнала на входе с данным адресом.

ОЖ1

02

Адрес входного порта

Ожидание наличия входного сигнала. Переход к выполнению следующей команды происходит только при наличии сигнала на входе с данным адресом.

ПР0

03

Адрес входного порта

Проверка входа на отсутствие сигнала. При отсутствии сигнала на входе с данным адресом БУ не меняется, иначе сбрасывается.

ПР1

04

Адрес входного порта

Проверка входа на наличие сигнала. При наличии сигнала на входе с данным адресом БУ не меняется, иначе сбрасывается.

ВКЛ

05

Адрес выходного порта

Включить выход с данным адресом.

ВЫКЛ

06

Адрес выходного порта

Выключить выход с данным адресом.

ВЫВ БУ

12

Адрес выходного порта

Вывод бита условия прямой.

Выход с данным адресом устанавливается в соответствии со значением БУ.

ВЫВ БУ

13

Адрес выходного порта

Вывод бита условия инверсный.

Выход с данным адресом устанавливается противоположно значению БУ.

УСТ БУ ВХ

1E

Адрес входного порта

БУ принимает значение сигнала на данном входе.

УСТ БУ ВХ

1F

Адрес входного порта

БУ принимает инверсное значение сигнала на данном входе.


Команды УСТ БУ ВХ и УСТ БУ ВХ(инверсный) предназначены для чтения состояния датчиков для последующего использования этих данных.

12. Классификация команд микроконтроллера.


По функциональному назначению команды микроконтроллера можно разделить на следующие группы:

  • Ввода-вывода,

  • Управления программой,

  • Управления счетчиками,

  • Контроля и редактирования программы,

  • Тестового контроля функциональных блоков.


По выполняемым операциям команды можно классифицировать различными способами, так как некоторые команды можно определять по разным группам в зависимости от критерия классификации.

Можно выделить следующие группы команд (причем некоторые команды могут относиться к нескольким группам):

Ввода-вывода,

  • Выдержки интервалов времени,

  • Изменения линейного выполнения программы,

  • Останова программы,

  • Отображения информации,

  • Подпрограмм,

  • Работы с входными портами,

  • Работы с выходными портами,

  • Работы с однобитной памятью,

  • Работы с последовательным интерфейсом,

  • Работы с регистром бита условия,

  • Работы со счетчиками,

  • Редактирования программы,

  • Связи с центральной ЭВМ и передачи данных по последовательному интерфейсу,

  • Служебные,

  • Сравнения,

  • Технологические,

  • Условных и безусловных действий,

  • Условных и безусловных переходов,

  • Холостая команда.

В данной работе рассмотрены практически все (за исключением нескольких) команды микроконтроллера МКП-1.


3. Принципы задания программного управления.


Существует 3 основных принципа задания программного управления промышленным оборудованием:

  1. По закону, заданному в виде булевых функций.

  2. По алгоритму, в зависимости от условий вычислительного процесса.

  3. По циклограммам.


3.1. Программное управление по закону, заданному в виде булевых функций.


Законы управления описываются в виде булевых функций.


Пример: Y1=X0*X1*(-X2)

Y2=-Y1

Y3=X4*Y1


Где: -Y1 – знак «минус» обозначает инверсию сигнала,

X0, X1, X2, X4, - сигналы от датчиков,

Y1, Y2 и Y3 - выходные управляющие сигналы.


Закон управления описывает состояние нагрузок в зависимости от состояния датчиков (связь между входными и выходными воздействиями) в каждый момент времени.

Для реализации программного управления по закону должно быть установлено соответствие между обозначениями входных и выходных сигналов в формуле закона управления и номерами портов микроконтроллера, например:


X0 – сигнал от входного порта E00,

X1 - сигнал от входного порта E05,

X2 - сигнал от входного порта E0A,

X4 - сигнал от входного порта E0B,

Y1 – выходной сигнал (состояние) выходного порта Z2F,

Y2 - – выходной сигнал (состояние) выходного порта Z1A.


Теперь, используя команды управления портами, можно написать программу управления технологическим оборудованием. Поскольку закон управления описывает состояние нагрузок в зависимости от состояния датчиков в каждый момент времени, то имеет место цикловое программное управление, а значит, последней командой в программе должна быть команда безусловного перехода на первую (по счету) команду, т.е. программа должна быть зациклена в бесконечный цикл.


Можно указать следующие преимущества программного управления по закону, заданному в виде булевых функций:

  • Простота и наглядность.

  • Четкое описание процесса.

  • Компактность программы даже для системы с большим количеством нагрузок и датчиков.


Однако, у этого вида программного управления имеются и следующие недостатки:

  • Трудность применения для сложных систем.

  • Отсутствие возможности ожидания сигналов.

  • Серьёзные затруднения с использованием временных интервалов задержки.

  • Невозможность применения для систем без обратной связи или с неполной обратной связью.


3.2. Программное управление по алгоритму, в зависимости от условий вычислительного процесса.


Случайные файлы

Файл
96371.rtf
VANDEYK.DOC
56317.rtf
70910.rtf
100109.rtf




Чтобы не видеть здесь видео-рекламу достаточно стать зарегистрированным пользователем.
Чтобы не видеть никакую рекламу на сайте, нужно стать VIP-пользователем.
Это можно сделать совершенно бесплатно. Читайте подробности тут.