Курсовая работа: Разработка микропроцессорного устройства управления
Прерывание прекращает
нормальный ход программы для выполнения приоритетной задачи, определяемой
внутренним или внешним событием микроконтроллера. При возникновении прерывания
микроконтроллер сохраняет в стеке содержимое счетчика команд PC
и загружает в него адрес соответствующего вектора прерывания. По этому адресу,
как правило, находится команда безусловного перехода к подпрограмме обработки
прерывания. Последней командой подпрограммы обработки прерывания должна быть
команда RETI, которая обеспечивает
возврат в основную программу и восстановление предварительно сохраненного счетчика
команд.
Таблица векторов
прерываний.
Младшие адреса памяти
программ начиная с адреса $0002 отведены под таблицу прерываний. Каждому
прерыванию соответствует адрес в этой таблице, который загружается в счетчик
команд при возникновении прерывания. Положение вектора в таблице также
определяет приоритет соответствующего прерывания: чем меньше адрес, тем выше
приоритет соответствующего прерывания.
Положение таблицы
векторов прерываний может быть изменено. Таблица может располагаться не только
в начале памяти программ, а также и в начале области загрузчика. Причем
перемещение таблицы может быть осуществлено в ходе выполнения программы.
Распределение адресов
таблицы векторов прерываний приведено в таблице 3.2.
Обработка прерываний:
Для глобального
разрешения/запрещения прерываний предназначен флаг I
регистра SREG. Для разрешения
прерываний он должен быть установлен в «1», а для запрещения сброшен в «0».
Индивидуальное разрешение или запрещение прерываний производится
установкой/сбросом соответствующих разрядов регистров масок прерываний.
При возникновении
прерывания флаг I регистра SREG
аппаратно сбрасывается, запрещая тем самым обработку следующих прерываний.
Однако в программе обработки прерывания этот флаг можно снова установить в «1»
для разрешения вложенных прерываний. При возврате из подпрограммы обработки
прерывания флаг I устанавливается
аппаратно.
Все имеющиеся
прерывания можно разделить на два типа. Прерывания первого типа генерируются
при наступлении некоторого события, в результате которого устанавливается флаг
прерывания. Затем, если прерывание разрешено, в счетчик команд загружается
адрес вектора соответствующего прерывания. При этом флаг прерывания аппаратно
сбрасывается.
Прерывания второго типа
не имеют флагов прерываний и генерируются в течение всего времени, пока
присутствуют условия, необходимые для генерации прерывания. Соответственно,
если условия, вызывающие прерывание, исчезнут до разрешения прерывания,
генерации прерывания не произойдет.
Следует помнить, что
при вызове подпрограмм обработки прерываний регистр состояния SREG
не сохраняется. Поэтому пользователь самостоятельно сохранять содержимое этого
регистра при входе в подпрограмму обработки прерывания и восстанавливать его
значение перед вызовом команды RETI.
Поддерживается очередь
прерываний, которая работает следующим образом: если условия генерации одного
или более прерываний возникают в то время, когда флаг общего разрешения
прерываний сброшен, соответствующие флаги устанавливаются в «1» и остаются в
этом состоянии до установки флага общего разрешения прерываний. После
разрешения прерываний выполняется их обработка в порядке приоритета.
Внешние прерывания.
Для
разрешения/запрещения внешних прерываний предназначен регистр EIMSK.
Каждый разряд INTx регистра отвечает за
разрешение/запрещение прерывания с номером, соответствующим номеру разряда.
Если n-й разряд регистра
установлен в «1» и флаг I
регистра SREG также установлен в
«1», то прерывание с вывода INTn
разрешено. Условия генерации прерываний определяется регистрами EICRA
и EICRB. Для индикации
возникновения внешних прерываний предназначен регистр EIFR.
Все внешние прерывания
генерируются даже в том случае, если соответствущие выводы сконфигурированы как
выходы. Эта особенность позволяет генерировать прерывания программно.
4. Описание системы
индикации
4.1 Светодиоды
Для отображения двух
состояний обычно используют светодиоды. В системе имеется семь светодиодов
32Ж40-К4-П2 со следующими характеристиками:
·
Цвет
свечения – красный
·
Длина
волны – 625 нм
·
Максимальная
сила света – 100 мКд
·
Видимый
телесный угол – 40 град.
·
Максимальное
прямое напряжение – 12 В
·
Рабочая
температура – -60...85 С
4.2 Описание кнопок
В системе используется
24 кнопки типа B170G (4 отдельные и 20 в составе клавиатуры), имеющие следующие
характеристики:
·
Фиксация
нет
·
Сопротивление
изолятора – не менее 100 МОм
·
Сопротивление
контактов – не более 0.05 Ом
·
Рабочее
напряжение – 30 В
·
Предельное
напряжение – 250В переменного тока в течение 1 мин.
·
Рабочий
ток – 0.1 А
5. Объект управления,
алгоритм управления
К
выводам PC0..PC2
через устройство сопряжения подключен двигатель постоянного тока.
К
выводам РD0..РD2
– кнопки запуска двигателя постоянного тока
К
выводам РE0..РE1
подключены светодиоды отражающие состояние двигателя постоянного тока.
К
выводам РА0..РА7 подается оцифрованный сигнал с датчика оборотов
6. Заключение
Результатом выполнения
данной курсовой работы является разработка электрической принципиальной схемы
микропроцессорного устройства управления двигателя постоянного тока на базе
контроллера ATmega 128. Произведен
выбор компонентов устройства, приведены их основные характеристики. Написан
пакет подпрограмм на языке Assembler
для корректной работы устройства. Подпрограммы являются универсальными и
предназначены для работы с любыми моделями двигателей. Для корректной работы
устройства управления необходимо правильно выбрать комплект устройств
сопряжения. Рекомендации по выбору приведены в пояснительной записке. Выводом
данной курсовой работы является, то что системы управления, построенные на базе
микроконтроллеров позволяют упростить регулирование технологическими
процессами.
7. Используемая
литература
1 . Микроконтроллеры AVR
семейств Tiny и Mega
фирмы ATMEL А. В. Евстифеев.
Москва Издательский дом «Додэка-XXI»
2006г.
2 . www.dipchip.ru
3. www.chipinfo.ru
4. ЛП_ЛС2_8МГц.doc Лабораторный
практикум «Архитектура, программирование и применение 8-разрядных
микроконтроллеров семейства ATMEL ATmega».
Приложение А
.device
ATmega128
.include
"m128def.inc"
.def
tmp=r16
.cseg
.org
0
Rjmp
iniz
.org
40
Iniz:
Ldi
temp,High(RamEnd)
Out
sph,temp
Ldi
temp,Low(RamEnd)
Out
spl,temp
Ldi
tmp, 0xff
Out
ddrc, tmp
Out
ddrd, tmp
Out
portd,tmp
Out
ddra,tmp
Ldi
tmp, 0x00
Out
ddre,tmp
Out
porte,tmp
;
подпрограмма управления
Uprav:
Sbis
portd.7
Rjmp
stup1
Rjmp
uprav
Stup1:
Ldi
tmp,0x00
Out
porta,tmp
Ldi
tmp,0x01
out
porte,tmp
Ldi
tmp,porta
cN1:
Cpi
tmp,n1
Breq
stup2
Rjmp
cn1
Stup2:
Ldi
tmp,0x01
Out
portd,tmp
Ldi
tmp,0x02
out
porte,tmp
cN2:
Cpi
tmp,n2
Breq
stup3
Rjmp
cn2
Stup3:
Ldi
tmp,0x02
Out
portb,tmp
Ldi
tmp,0x03
out
porte,tmp
Rjmp
uprav
|