Устройство координатной защиты

Автор: Пользователь скрыл имя, 21 Декабря 2011 в 20:05, курсовая работа

Описание работы

Таким образом основные функции МПУ:
а) прием и обработка сигнала с датчика угла;
б) отображение H на четырехразрядном цифровом индикаторе;
в) осуществлять установку/снятие защиты;
г) вывод сигналов управления при срабатывании защиты.
Взаимодействие МПУ с индикатором и органами управления представлено на рисунке 1.

Содержание

1 Функциональная спецификация и системные требования……………………...
2 Системно – алгоритмическое проектирование…………………………………..
3 Разработка аппаратных средств…………………………………………………..
4 Разработка программы…………………………………………………………...
5 Трансляция и автономная отладка программы…………………………………
6 Комплексная отладка программы………………………………………………
Список использованных источников……………………………………………...
Приложения А – Исходный текст програм

Работа содержит 1 файл

устройство координатной защиты.docx

— 211.84 Кб (Скачать)

Министерство  образования и науки Российской Федерации

Государственное образовательное учреждение

высшего профессионального образования 

ОРЕНБУРГСКИЙ  ГОСУДАРСТВЕННЫЙ  УНИВЕРСИТЕТ

Электроэнергетический факультет

Кафедра промышленной электроники и

информационно-измерительной  техники 
 
 
 
 
 
 
 

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

по  дисциплине

 «Отладочные средства микропроцессорных систем»

Устройство  координатной защиты

 

Пояснительная записка 

ГОУ ОГУ  210106.4111.10 ПЗ 
 
 
 
 
 

                                                  Руководитель 

                                                  ____________Хлуденев А.В.

                                                  «__»_______________2011г.

                                                  Исполнитель

                                                  студент гр.07 ПЭ

                                                   ______________Крапивин М.А.

                                                  «__»_______________2011г. 
 
 
 
 

Оренбург 2011 

Министерство образования и науки Российской Федерации

 ОРЕНБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

Электроэнергетический факультет

Кафедра промышленной электроники и

информационно-измерительной  техники

 

      Задание на курсовой проект 

            Устройство координатной защиты 

              Исходные данные: Ввод угла подъема стрелы – α

                                                     от 0° до 90° с шагом 1°;

              Длинна стрелы L –8 м

              Вычисление H = L ∙ Sin α – подъема стрелы;

              Сравнение H < Hmax;

              Вывод значений H на семисегментный четырехразрядный индикатор;

              Элементная  база – PIC16F877.

              Разработать:                 1) Схему электрическую

                                                      принципиальную;

                                                      2) Схему алгоритма программы;

                                                      3) Исходный текст программы;

                                                      4) Загрузочный код программы. 

                            Дата выдачи задания "  " сентября 2010г.

                            Руководитель:                           Хлуденев А.В.

                            Исполнитель:                            Крапивин М.А.

                            студент группы 07 ПЭ            

            Срок защиты проекта "  " декабря 2010г.

 

       

             Пояснительная записка содержит   страницы,   рисунков, таблиц и 3  приложения.

       В данном курсовом проекте рассматривается  задача разработки устройства координатной защиты. Программа была написана и отлажена с помощью программы MPLAB IDE.  
 

       Содержание

1 Функциональная  спецификация и системные требования……………………...

2 Системно –  алгоритмическое проектирование…………………………………..

3 Разработка аппаратных средств…………………………………………………..

4 Разработка  программы…………………………………………………………...

5 Трансляция  и автономная отладка программы…………………………………

6 Комплексная  отладка программы………………………………………………

Список использованных источников……………………………………………...

Приложения А  – Исходный текст программы……………………………………

Приложение Б  – Загрузочный код программы…………………………………....

Приложение В – Схема электрическая принципиальная………………………... 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

       1 Функциональная спецификация  и системные требования 

       Устройство  координатной защиты предназначено для контроля подъема стрелы. Будем считать, что в соответствии с требованиями задания устройство будет отображать текущее значение подъём стрелы на четырехразрядном семисегментном индикаторе. В случае превышения допустимого значения защита должна блокировать работу системы. Устройство позволяет изменять значения угла подъема стрелы α с помощью датчика угла.

       При включении устройство будет принимать  значения угла подъема и, производить расчет значений H – подъема стрелы, отображать значения H на индикаторе, осуществлять независимую установку и снятие защиты Hmax с помощью кнопоки, выполнять сравнение H < Hmax и сигнализировать о нарушении данного условия с помощью светодиода.

       Таким образом основные функции МПУ:

       а) прием и обработка сигнала с датчика угла;

       б) отображение H на четырехразрядном цифровом индикаторе;

       в) осуществлять установку/снятие защиты;

       г) вывод сигналов управления при срабатывании защиты.  

       Взаимодействие МПУ  с индикатором и органами управления представлено на рисунке 1. 

       

 

       Рисунок 1 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

       2 Системно – алгоритмическое  проектирование 

       Как и разработка любого электронного устройства, разработка МПУ начинается с разработки структурной или функциональной схемы. Устройство координатной защиты  обязательно должно содержать устройство вычисления  подъёма стрелы H, а также устройства  сравнения подъёма стрелы Н с его допустимыми значениями и позволять задавать значения угла подъема стрелы α.

       Для установки-снятия защит будем использовать кнопку ‘’Установка-снятие защиты’’.

       Следующий блок – устройство индикации. Выберем  в качестве устройства отображения  заданного угла подъёма светодиодные семисегментные индикаторы.

         Для управления семисегментными индикаторами принято решение использовать специализированный контроллер MC14489BP. Контроллер MC14489BP принимает от МК в последовательном двоичном коде символы, выполняет преобразование в семисегментный код и управляет работой индикаторов. Таким образом, блок индикации будет состоять из контроллера MC14489BP и собственно индикаторов. Структурная схема устройства координатной защиты приведена на рисунке 2. 

       

 

       Рисунок 2 – Структурная схема устройства координатной защиты 

       В соответствии с принятыми решениями  МК должен выполнять большинство  основных функций МПУ, включая:

       1) приём значения α с датчика угла;

       2) расчет значений подъема стрелы (H = L ∙ Sin α);

       3) установку ограничений Hmax;

       4) сравнение H < Hmax ;

       5) отображение значений H на индикаторе;

       Теперь  необходимо решить, какие функции  будут выполняться аппаратно  периферийными модулями МК, а какие  функции будут выполняться программой. Функция 1 реализуется аппаратно встроенным в МК модулем 10-разрядного АЦП. Для функций 2, 3, 4, 5 подойдет программная реализация.  
 

       3 Разработка аппаратных  средств 

       Тип микроконтроллера задан . Поэтому задача разработки аппаратных средств сводится к разработке принципиальной электрической схемы МПУ и настройке встроенных периферийных модулей МК. Разработка принципиальной схемы МПУ сводится к дублированию схемы учебно-отладочного стенда с возможным удалением из нее неиспользуемых элементов и связей.

       Выберем элементы и узлы необходимые для данной задачи. Кроме МК и элементов цепей питания потребуются:

       - кнопка S1 – «Установка/снятие защиты»;

       - элементы, обеспечивающие работу  цифровых индикаторов;

       - встроенный модуль АЦП;

       Полученная  принципиальная схема МПУ приведена  в приложении В.

       Данные  от МК к контроллеру MC14489BP должны передаваться через синхронный последовательный интерфейс, включающий три линии:

       - Data_in – данные;

       - Clk - синхроимпульсы;

       - CS  – выборка кристалла.

       В соответствии со схемой МПУ сигналы  Data_in и Clk должны формироваться на линиях 1 и 0 порта PORTE, сигнал CS на линии 3 порта PORTB. Поэтому эти линии портов необходимо настроить на вывод. Для настройки модуля PORTE  воспользуемся таблицей 1. Настройка линий на ввод-вывод определяется содержимым управляющего регистра TRISE. Так как линии порта PORTE могут использоваться, как аналоговые входы, то следует также выполнить их настройку для работы в режиме цифровых линий. Настройка выполняется разрядами PCFG3-PCFG0 регистра ADCON1. 

       Таблица 1 – Регистры и биты, связанные  с работой PORTE

      Адрес Имя Бит 7 Бит 6 Бит 5 Бит 4 Бит 3 Бит 2 Бит 1 Бит 0
      09h PORTE - - - - - RE2 RE1 RE0
      89h TRISE IBF OBF IBOV PSPMODE - Рег. напр. данных

      PORTE

      9Fh ADCON1 ADFM - - - PCFG3 PCFG2 PCFG1 PCFG0

Информация о работе Устройство координатной защиты