Курсовая работа: Разработка микропроцессорной системы цифрового термометра на базе микроконтроллера

При считывании данных из памяти EEPROM необходимо записать требуемый адрес в EEADR регистр и затем установить бит RD EECON1<0> в единицу. Данные появятся в следующем командном цикле в регистре EEDATA и могут быть прочитаны. Данные в регистре EEDATA защелкиваются. Пример фрагмента программы считывания данных из памяти данных-констант EEPROM приведена ниже:

Считывание из памяти данных-констант

Bcf STATUS , RP0 ; Установка банка 0.

Movlw CONFIG_ADDR ;

Movwf EEADR ; Адрес чтения.

Bsf STATUS , RP0 ; Установка банка 1.

Bsf EECON1 , RD ; Чтение EEPROM.

Bcf STATUS , RP0 ; Установка банка 0.

Movf EEDATA , W ; Считанные данные W.

При записи в память EEPROM, необходимо сначала записать требуемый адрес в EEADR регистр и данные в EEDATA регистр. Затем выполнить специальную обязательную последовательность команд, производящую непосредственную запись:

Movlw 55h ;

Movwf EECON2 ; Запись 55 h.

Movlw AAh ;

Movwf EECON2 ; Запись AA h.

Bsf EECON1 , WR ; Установка бита WR,

; начало цикла записи.

Во время выполнения этого участка программы, все прерывания должны быть запрещены для точного выполнения временной диаграммы. Время записи - примерно 10мс. Фактическое время записи будет изменяться в зависимости от напряжения, температуры и индивидуальных свойств кристалла. В конце записи бит WR автоматически обнуляется, а флаг завершения записи EEIF, он же запрос на прерывание, устанавливается. Пример фрагмента программы записи в память данных-констант EEPROM приведена ниже:

; Запись в память данных-констант.

Bsf Status , RP0 ; Установка банка 1.

Bcf Intcon , GIE ; Запрет прерываний.

; Обязательая последовательность команд.

Movlw 55h ;

Movwf EECON2 ; Запись 55 h.

Movlw Aah ;

Movwf EECON2 ; Запись AA h.

Bsf EECON1, WR ; Установка бита WR,

; начало цикла записи.

;Bsf Intcon , GIE ; Разрешение прерываний.

Для предотвращения случайных записей в память данных предусмотрен специальный бит WREN в регистре EECON1. Рекомендуется держать бит WREN выключенным, кроме тех случаев, когда нужно обновить память данных. Более того, кодовые сегменты, которые устанавливают бит WREN и те, которые выполняют запись должны храниться на различных адресах, чтобы избежать случайного выполнения их обоих при сбое программы.

4.  Разработка алгоритма работы устройства

Алгоритм работы устройства показан на рис. 4. После инициализации регистров микроконтроллера устанавливают пределы в текущих регистрах экстремальных значений. В регистры текущих максимальных температур записывается минимальная измеряемая термодатчиком температура (-55,0°С), а в регистры минимальных температур — максимальная измеряемая температура (+99,9°С). При таких установках любое значение температуры, измеренное первым, будет записано в регистр как максимальных, так и минимальных температур, поскольку оно окажется заведомо больше -55,0° и заведомо меньше +99,9 °. Дальнейшие измеренные значения будут сравниваться с первой записанной температурой и, при необходимости, корректировать значения регистров максимума и минимума. Такие же предельные установки регистров выполняются каждый день в полночь после записи в память значении экстремальных температур прошедшего дня.

Вообще, термодатчик может измерять максимальную температуру до +125°, но, во-первых, таких температур наружного воздуха просто не бывает, а во-вторых, автором были использованы все 96 регистров общего назначения основного банка. Поэтому оказалось разумным остановиться на максимальной измеряемой температуре +99,9°.

По завершении предельных установок выполняется инициализация ЖКИ. При инициализации ЖКИ без опроса освобождения от цикла записи зачастую возникают затруднения с включением индикатора.

Далее выполняется проверка кнопок. Обычно при проверке кнопок при установке режима индикации выполняется загрузка регистров индикации, но в данном случае из-за большого числа регистров индикации устанавливаются только флаги режимов. Если установлен флаг текущего режима индикации, то далее выполняется вывод на индикацию.

Рис. 3. Алгоритм работы термометров с памятью

Если выполнять вывод на индикацию обычным способом, т.е. последовательным заполнением всех знакомест, то потребуется 32 регистра индикации, поэтому вывод на индикацию выполняется построчно. Поскольку при разработке программы был испытан дефицит регистров общего назначения, все текущие и экстремальные значения температур сохраняются в двоичном коде, а перед выводом на индикацию перекодируются в двоично-десятичный код, который сразу записывается в регистры индикации. После вывода на индикацию первой (верхней) строки значения второй строки перекодируются и записываются в те же регистры индикации, а затем — выводятся на индикацию.

Для определения температуры с точностью 0,1 градуса термодатчиком DS18B20 необходимо время 0,75 с, поэтому каждое измерение одним термодатчиком выполняется один раз в две секунды. Измерение первым термодатчиком происходит каждую четную, а вторым — каждую нечетную секунду. На рис. 3 измерение двух температур показано параллельно, хотя в действительности они выполняются последовательно. После каждого измерения температуры происходит проверка кнопок и вывод на индикацию.

После каждого принятого от термодатчика значения температуры выполняется сравнение текущей температуры с температурой, сохраненной в регистрах максимальной и минимальной температуры. Сравнение температур начинается со сравнения знаков измеренного и сохраненного значения. После сравнения знаков, при необходимости, сравниваются значения измеренных и сохраненных величин. Алгоритм сравнения знаков и выполняемые действия в зависимости от результата сравнения можно понять, рассмотрев табл. 1.

Например, при сравнении на максимальное значение, если знаки сохраненного и измеренного значения — положительны, а измеренное значение больше сохраненного, то оно переписывается в регистр максимального значения. При сравнении на минимальное значение и аналогичной разности измеренного и сохраненного значений запись в регистры минимума выполняется, если оба знака — отрицательные. Если при сравнении на максимум сохраненный знак — положительный, а измеренный — отрицательный, то явно измеренное значение температуры будет меньше сохраненного значения, поэтому нет смысла его сохранять. Ситуация с частой сменой знаков измеренной и сохраненной температурами возможна при измерении температуры вблизи нуля.

Таблица 1. Сопоставление результатов сравнения и действий

Знаки сохраненных экстремальных температур сохраняются с помощью флагов регистра, но использовать их для сравнения неудобно. По этой причине для сравнения используются значения знаков для вывода на индикацию (в кодировке ASCII минус 0x30). Так, например, знак "-" обозначен числом 253, а "+" — 251. При таком обозначении легко определить равенство или неравенство знаков и, воспользовавшись табл. 1, выполнить соответствующие действия.

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12