ТЕРМОСТАТКурсовой проектПояснительная запискаРуководитель: Добряк В.А.Студент: Подкорытов А.П.Группа Р-406ДЕкатеринбург 2006СодержаниеВведениеРазработка схемы устройстваПринцип работы термостатаПрограммное обеспечениеЗаключениеБиблиографияПриложение 1. Схема электрическая принципиальнаяПриложение 2. Блок схема программыПриложение 3. Текст программы на языке ассемблераВведение
В настоящее время в микропроцессорной технике выделился самостоятельный класс интегральных схем - микроконтроллеры, которые предназначены для встраивания в приборы различного назначения.
Использование микроконтроллеров в различных изделиях не только приводит к улучшению всех показателей (стоимость, надежность, потребляемая мощность, габариты) и позволяет многократно сократить сроки разработки и отодвинуть сроки морального старения изделий, но и придаёт им принципиально новые потребительские качества: расширенные функциональные возможности, модифицируемость, адаптивность и т.д.
Разработка схемы устройства
Термостат выполнен на однокристальном микроконтроллере Intel 8051. В качестве многоканального АЦП был выбран 8ми канальный АЦП К572ПВ4.
На входы Р0.0-Р0.7 микроконтроллера поступает код выбранного температурного датчика. Выбор датчика осуществляет АЦП, используя сигналы Р2.0-Р2.2. С выхода Р2.3 на вход АЦП поступают синхросигналы, необходимые для выбора датчика и начала преобразования.
Порты Р2.4 и Р2.5 используются для управления реле, через которые подключены исполнительные элементы (вентилятор и нагреватель).
Тактовая частота микроконтроллера задается кварцевым резонатором, частота которого равна 12МГц. АЦП включен по стандартной схеме[5].
Схема устройства приведена в приложении 1.
Принцип работы термостата
Код от температурного датчика поступает на один из портов микроконтроллера (Р0). Поступивший код анализируется микроконтроллером на предмет соответствия температуры заданным рамкам (19оС-21оС). Если температура находится в заданных пределах, то анализируется код следующего датчика (всего 8 датчиков).
Датчики опрашиваются с периодом 320 мкс (если температура всех датчиков находится в заданных пределах). Выбор датчика осуществляется при помощи сигналов Р2.0-Р2.2. Если температура какого-либо датчика окажется за границами заданной области, то включается один из исполнительных элементов (подключены к Р2.4 и Р2.5), и продолжается контроль данного датчика до тех пор, пока температура не придет в норму.
Программное обеспечение
Для работы устройства необходимо программное обеспечение. Блок схема программы приведена в приложении 2.
Для обеспечения устройства работы необходимо вырабатывать сигналы выбора канала и сигнал опроса канала с последующим преобразованием входного напряжения.
На выходе АЦП 8ми разрядный код, соответствующий изменению входного напряжения 0…2.5В. Пусть датчик настроен таким образом, что при изменении температуры в интервале 0оС…50оС, напряжение на входе АЦП изменяется в заданных пределах (0…2.5В). Тогда можно легко найти соответствие между температурой датчика и кодом на выходе АЦП:
температура, оС
двоичный код
0
00000000
50
11111111
19
01011111
21
01101001
Заключение
В ходе выполнения данной курсовой работы был разработан прибор «ТЕРМОСТАТ» на однокристальном микроконтроллере INTEL 8051.
Прибор работает с 8 температурными датчиками, подключенными через многоканальный АЦП и автоматически поддерживает температуру в диапазоне 19°С-21°С.
Библиография
1. Ваша первая программа для микроконтроллера Intel 8051: Методические указания к лабораторной работе №1 по курсу “Микропроцессоры и вычислительные устройства”/ Добряк В.А. Екатеринбург: УГТУ, 1999. 32 с.
2. Система команд микроконтроллера Intel 8051: Методические указания к лабораторной работе №2 по курсу “Цифровые устройства и микропроцессоры”/ Добряк В.А., Рагозин В.К. Екатеринбург: УГТУ, 1999. 32 с.
3. Программирование микроконтроллера Intel 8051 на языке ассемблера: Методические указания к лабораторной работе №3 по курсу “ Цифровые устройства и микропроцессоры”/ Добряк В.А., Рагозин В.К. Екатеринбург: УГТУ, 1999. 26 с.
4. Взаимодействие микроконтроллера Intel 8051 с объектами управления: Методические указания к лабораторной работе №4 по курсу “ Цифровые устройства и микропроцессоры”/ Добряк В.А., Рагозин В.К.. Екатеринбург: УГТУ, 2001. 21 с.
5. Микросхемы ЦАП и АЦП: функционирование, параметры, применение. -М.: Энергоатомиздат, 1990.-320с.:ил. Федоров Б.Г., Телец В.А.
Приложение 1
Схема электрическая принципиальная
Приложение 2
Алгоритм основной программы
Алгоритм обработки прерывания таймера 0
Приложение 3
ORG 0H ;начало программы
MOV P0, #0H ;обнуление Р0
MOV P2, #0H ;обнуление Р2
MOV R7, #0H ;номер датчика температуры
SJMP START ;переход на метку START
ORG 0BH ;программа обработки прерывания о таймера 0
MOV TH0, #11111111B ;"настройка" таймера 0
MOV TL0, #11101010B ;на нужное время срабатывания
PUSH ACC ;сохранение аккумулятора в стеке
MOV A, P0 ;считывание кода температуры одного из ;датчиков
CPL P2.3 ;выдача синхросигнала на АЦП
SUBB A, R5 ;T>21 ?
JNC T21 ;переход, если T>21 MOV A, P0
SUBB A, #1100001B ;T<19 ?
JC T19 ;переход, если T>19
CLR P2.4 ;выключение вентилятора
CLR P2.5 ;выключение нагревателя
SJMP NEXT ;переход на метку NEXT
T21: SETB P2.4 ;включение вентилятора
CLR P2.5 ;выключение нагревателя
SJMP NOCORRECT ;переход на метку NOCORECT
T19: SETB P2.5 ;включение нагревателя
CLR P2.4 ;выключение вентилятора
SJMP NOCORRECT ;переход на метку NEXT
NEXT: INC R7 ;настройка на проверку следующего датчика
СJNE R7, #1000B, NOCORRECT ;R7 = 8
MOV R7, #0H ;переход на нулевой датчик
NOCORRECT: POP ACC ;извлечение аккумулятора из стека