Разработка микропроцессорной системы контроля
Краткое сожержание материала:
3
СОДЕРЖАНИЕ
ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ И ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ
1 Описание назначения и устройства микропроцессорной системы контроля
2 Описание функциональной схемы микропроцессорной системы контроля
3 Расчет статической характеристики канала измерения
4 Разработка алгоритма функционирования микропроцессорной системы контроля
5 Разработка программы для микропроцессорной системы контроля
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ И ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ
Разрабатываемая МП система должна осуществлять контроль концентрации газа и обеспечивать:
· индикацию значений концентрации и режима работы системы
· сигнализацию превышения предельно допустимого значения концентрации
· автоматическое отключение (блокировку) подачи газа при превышении концентрации в течение заданного времени
· сброс блокировки и подачу газа по команде с клавиатуры при допустимом значении концентрации
- предельное значение концентрации;
#АЦП = 0 - номер входа АЦП;
- задержка срабатывания блокировки;
# OUT 1 = Р1.1 - номер линии для управления сигнализацией;
# OUT 2 = Р1.2 - номер линии для управления блокировкой;
"1" + "*"- комбинация нажатия кнопок для сброса блокировки.
1 ОПИСАНИЕ НАЗНАЧЕНИЯ И УСТРОЙСТВА МИКРОПРОЦЕССОРНОЙ СИСТЕМЫ КОНТРОЛЯ
Микропроцессорная система контроля служит для индикации значения концентрации и режима работы системы, сигнализации превышения предельно допустимого значения концентрации, автоматического отключения (блокировки) подачи газа при превышении концентрации в течение заданного времени, сброса блокировки и подачи газа по команде с клавиатуры при допустимом значении концентрации.
Микропроцессорная система контроля состоит из микропроцессорной системы, клавиатуры, индикатора, двух сигнализирующих лампочек (L1 «сигнализация», L2 «блокировка») и усилителя.
Термокондуктометрический газоанализатор соединен через усилитель с первым входом микропроцессорной системы. Сигналом с клавиатуры, поступающим на второй вход микропроцессорной системы, можно осуществлять включение или выключение электромагнитного клапана и сброс блокировки.
Первый выход микропроцессорной системы подключен к сигнализирующей лампочке L1 «сигнализация». Второй выход микропроцессорной системы соединен с сигнализирующей лампочкой L2 «блокировка» и электромагнитным клапаном, служащим для подачи газа в аппарат. Третий и четвертый выходы микропроцессорной системы соединены с клавиатурой и индикатором.
2 ОПИСАНИЕ ФУНКЦИОНАЛЬНОЙ СХЕМЫ МИКРОПРОЦЕССОРНОЙ СИСТЕМЫ КОНТРОЛЯ
3
Электромагнитный клапан KL может находиться в двух состояниях: 0 - клапан закрыт и 1 - клапан открыт.
Сигнализирующие лампочки L1 «сигнализация», L2 «блокировка» также могут находиться только в двух состояниях: 0 - лампочка не горит, 1 - лампочка горит.
Сигналом с клавиатуры, поступающим на второй вход микропроцессорной системы, можно осуществлять подачу газа клавишей «2», переход в режим «ожидание» клавишей «1» и снятие блокировки клавишами "1" + "*".
Микропроцессорная система может работать в трех режимах:
regim 1 - ожидание сигнала «рабочий режим» при закрытом электромагнитном клапане;
regim 2 - подача газа в аппарат до заданного значения концентрации с переходом после превышения заданного значения концентрации в течение заданного времени в regim 3 (блокировка) с возможностью подачи сигнала «ожидание» с клавиатуры;
regim 3 - автоматическая блокировка подачи газа в аппарат при превышении заданного значения концентрации в течение заданного времени с возможностью перехода в рабочий режим при нажатии клавиш "1" + "*" и при допустимом значении концентрации.
3 РАСЧЕТ СТАТИЧЕСКОЙ ХАРАКТЕРИСТИКИ КАНАЛА ИЗМЕРЕНИЯ
Напряжение на выходе термокондуктометрического газоанализатора:
,
где - концентрация монооксида углерода;
- радиус нити;
- радиус камеры детектора;
- ток нити;
- длина нити;
- сопротивление нити;
- температурный коэффициент сопротивления платиновой проволоки;
- теплопроводность воздуха;
- теплопроводность монооксида углерода.
Статическая характеристика вторичного преобразователя имеет вид:
,
где - коэффициент усиления; - выходной сигнал усилителя.
;
Статическая характеристика канала измерения будет выглядеть следующим образом:
4 РАЗРАБОТКА АЛГОРИТМА ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ МИКРОПРОЦЕССОРНОЙ СИСТЕМЫ КОНТРОЛЯ
На рисунке 1 представлена блок-схема алгоритма функционирования микропроцессорной системы контроля.
В блоке 1 производится настройка индикатора для отображения информации и инициализация таймера/счетчика 0.
В блоке 2 задается regim 1 и устанавливается предельное значение концентрации 0,2.
В блоке 3 производится проверка, является ли regim 1 текущим режимом. При невыполнении этого условия программа переходит к блоку 8.
В блоке 4 производится закрытие электромагнитного клапана.
В блоке 5 осуществляется отключение сигнализирующих лампочек.
В блоке 6 производится проверка, нажата ли клавиша «2». При выполнении этого условия программа переходит к блоку 7, где устанавливается regim 2, в противном случае - к блоку 3.
В блоке 8 производится проверка, является ли regim 2 текущим режимом. При невыполнении этого условия программа переходит к блоку 18.
В блоке 9 выполняется подпрограмма индикации С(х).
В блоке 10 производится открытие электромагнитного клапана и присваивается начальное значение переменной time=0.
В блоке 12 производится проверка, нажата ли клавиша «1». При выполнении этого условия программа переходит к блоку 13, где устанавливается regim 1.
В блоке 14 выполняется проверка превышения концентрации при regim 2. При невыполнении этого условия программа переходит к блоку 8.
В блоке 15 производится включение сигнализирующей лампочки L1.
В блоке 16 выполняется проверка превышения заданного времени. При не выполнении этого условия программа переходит к блоку 14, в противном случае - к блоку 17, где устанавливается regim 3.
В блоке 18 производится проверка, является ли regim 3 текущим режимом. При невыполнении этого условия программа переходит к блоку 3.
В блоке 19 производится закрытие электромагнитного клапана и выполняется подпрограмма индикации С(х).
В блоке 20 производится проверка превышения предельного значения концентрации. При выполнении этого условия программа переходит к блоку 21, в котором включает сигнализирующие лампочки L1 и L2, иначе - к блоку 22, где включает сигнализирующую лампочку L2 и выключает L1.
В блоке 23 производится проверка нажатия клавиш "1" + "*" при допустимом значении концентрации. При невыполнении этого условия программа переходит к блоку 18, иначе - к блоку 24, в котором устанавливается regim 2 .
На рисунке 2 представлена блок-схема алгоритма опроса клавиатуры.
В блоке 1 инициализируется переменная scan для опроса первого столбца клавиатуры.
В блоке 2 производится проверка окончания сканирования последнего столбца. Если условие выполняется, то программа переходит к блоку 4, где осуществляется выход из подпрограммы.. Если нет, то программа переходит к блоку 3.
В блоке 3 производится вывод значения переменной scan в порт P4 для сканирования клавиатуры.
В блоке 5 осуществляется ввод с порта P4 и присвоение этого значения переменной key.
В блоке 6 выполняется проверка факта нажатия кнопки в опрашиваемом столбце.
При обнаружении нажатой кнопки выполняется блок 7, в котором производится возвращение в основную программу значения переменной key, в противном случае - блок 8.
Блок 8 осуществляет модификацию переменной scan путем сдвига влево для сканирования следующего столбца.
В блоке 9 производится инкрементация переменной scan. Далее программа переходит к блоку 2.
На рисунке 3 представлена блок-схема алгоритма индикации С(х).
В блоке 1 инициализируется переменная chan.
В блоке 2 производится проверка равенства бита ADCS=1 регистра ADCON. Если условие выполняется, то АЦП не готов к выполнению новых преобразований и программа возвращается к блоку 2. Если нет, то программа переходит к блоку 3.
В блоке 3 устанавливаются биты ADR0-ADR2 для выбора канала АЦП.
В блоке 4 производится проверка равенства бита ADCI=1 регистра ADCON. Если условие не выполняется, то программа переходит к блоку 6, где осуществляется установление бита ADCS в 0, с последующим переходом к блоку 11. Если да, то программа переходит к блоку 5.
В блоке 5 выполняется прис...
Проектирование микропроцессорной измерительной системы
Разработка микропроцессорной системы для контроля и индикации параметров изменяющегося по случайному закону 8-ми разрядного двоичного кода. Проектиров...
Разработка микропроцессорной системы управления насосным агрегатом
Разработка функциональной схемы микропроцессорной системы управления насосным агрегатом. Архитектура последовательных шин передачи данных RS232 и ISP....
Проектирование микропроцессорной системы
Разработка микропроцессорной системы управления технологическим объектом. Выбор и расчет элементов системы, разработка ее программного обеспечения. Со...
Разработка схемы микропроцессорной системы
Общее понятие о микроконтроллерах, их использование и назначение. Разработка проекта микропроцессорной системы сбора данных с использованием стендов S...