Микроконтроллерный измеритель частоты оборотов

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ ТА НАУКИ УКРАЇНИ

Національний технічний університет “Харківський політехнічний інститут”

Кафедра обчислювальної техніки та програмування

УДК 681.3

Інв №

ЗАТВЕРДЖУЮ

Завідуючий кафедрою КІТ

__________( )

“_____”_________2006 р.

МІКРОКОНТРОЛЕРНИЙ ВИМІРЮВАЧ

ЧАСТОТИ ОБЕРТІВ

Технічне завдання

xxxxxxxxxxТЗ

Розробники

Керівник проекту

______(xxxxxxx.)

“_____”_________2006 р.

Виконавець

_______(xxxxxxx.)

“_____”_________2006 р.

Ізюм 2006

Содержание

Введение

Выбор и обоснование основных технических решений

1.1 Детализация исходного ТЗ и постановка задачи

1.2 Источники информации (входных сигналов)

1.3 Приемники информации (выходных сигналов)

1.4 Возможные пути (варианты) решения поставленной задачи

1.5 Возможные варианты структурных схем и их сравнительный анализ

1.6 Обоснование выбора структурной схемы

1.7 Обоснование выбора типа ОМК для решения поставленной задачи

2. Структурная схема устройства и её описание

2.1 Структурная схема

2.1.1 Назначение отдельных функциональных блоков

2.2 Описание принципа действия и общий алгоритм работы

2.3 Разработка функциональных схем и блок-схем алгоритмов работы отдельных блоков

3. Разработка функциональной и принципиальной схем устройства

3.1 Описание принципиальной схемы устройства

4. Расчет потребляемой мощности и определение требований к источникам питания

5. Разработка и отладка рабочей программы (управления)

5.1 Блок-схема(ы) алгоритма(ов) и её(их) описание(я)

5.2 Структура программы

5.3 Текст программы (вносится в приложение!)

5.4 Описание модулей программы и её отдельных функциональных модулей

5.5 Технология отладки программы

5.5.1 Компиляция (с распечаткой всех файлов, полученных во время компиляции: obj, lst, erl, sym)

Заключение

Список используемой литературы

Приложения А. Листинг текста программы.

ВВЕДЕНИЕ

Однокристальные микроконтроллеры (ОМК) позволяют существенно расширить интеллектуальные возможности различного рода устройств и систем. Они представляют собой, по сути, специализированные однокристальные микроЭВМ, содержащие для связи с внешней средой встроенные периферийные узлы и устройства, набор которых во многом определяет их функциональные возможности и области применения.

Они стали сегодня одним из самых распространенных элементов программируемой логики. Более двух третей мирового рынка микропроцессорных средств в настоящее время составляют именно однокристальные микроконтроллеры.

В структуру ОМК семейства PIC заложено много различных функциональных особенностей, делающих их самыми высокопроизводительными, микропотребляющими, помехозащищенными, программируемыми пользователем 8-ми битными микроконтроллерами. Благодаря этим особенностям ОМК семейства PIC могут обрабатывать аппаратно-программным способом как дискретные, так и аналоговые сигналы, а также формировать различного рода управляющие сигналы, а также осуществлять связь между собой и ЭВМ, находящейся на более высоком иерархическом уровне в системе.

Существует два принципиально разных подхода к проектированию цифровых устройств: использование принципа схемной логики или использование принципа программируемой логики.

Следует иметь в виду, что наивысшее быстродействие достигается в процессорах, в которых управляющее устройство строится с использованием системной логики, а операционное устройство выполняется в виде устройства, специализированного для решения конкретной задачи.

Если в устройстве, построенном на принципе системной логики, всякое изменение или расширение выполняемых функций влечет за собой демонтаж устройства и монтаж устройства по новой схеме, то в случае МКУ благодаря использованию принципа программируемой логики такое изменение достигается заменой хранящегося в памяти программы новой программой, соответствующей новым выполняемым устройством функциям.

Такая гибкость применений вместе с другими связанными с использованием БИС достоинствами (низкой стоимостью, малыми габаритами), а также высокая точность, помехозащищенность, характерные для цифровых методов, обусловили бурное внедрение МКУ в различные сферы производства, научные исследования и бытовую технику.

1 ВЫБОР И ОБОЗНАЧЕНИЕ ОСНОВНЫХ ТЕХНИЧЕСКИХ РЕШЕНИЙ

1.1 Детализация исходного ТЗ и постановка задачи

На вход микроконтроллерного устройства от датчика скорости вращения вала Vи поступают «число-импульсные сигналы» с заданными параметрами tи_min, tпи, и Tи_min,,

где tи_min - минимальная длительность импульса,

tпи - длительность пачки импульсов,

Tи_min - минимальный период следования импульсов.

Необходимо вычислить частоту вращения вала за указанное время tпи и через каждую секунду выводить ее среднее значение на n - разрядный 7 - сегментный светодиодный или жидкокристаллический индикатор (ЖКИ) в виде десятичных чисел с ошибкой не более +10 об/мин. Осуществлять динамическую индикацию Vи с заданной частотой обновления всех разрядов индикатора (Fо).

Сравнить уровни входных сигналов с двумя уставками (нижним Vп1 и верхним Vп2 пороговыми уровнями), хранящимися в виде констант K1 и K2 в памяти данных микроконтроллера, и по результатам сравнения осуществить:

1) Включить зеленый светодиодный индикатор, если K1 < Vи <K2.

2) Включить красный светодиодный индикатор, сформировать и подать на звуковой излучатель (динамик) последовательность импульсных сигналов с заданной частотой (Fз) и скважностью 2, если K1 > Vи >K2

Исходные данные:

· Диапазон изменения скорости вращения

вала Vи - (100 - 10000) Об/мин;

· Нижний пороговый уровень Fп1,

соответствующий константе K1 - (600) Об/мин;

· Верхний пороговый уровень Fп2,

соответствующий константе K2 - (1200) Об/мин;

· Частота последовательности импульсных сигналов, подаваемых

на звуковой излучатель Fз - 1200 Гц;

· Частота обновления всех разрядов индикатора Fо - (36) Гц,

Следующие параметры сигнала устанавливаются из того условия, что минимальная длительность импульса не должна быть больше продолжительности такта МК. При использовании кварцевого резонатора на 4 МГц (t_ц=1 мкс) получаем:

tи_min - минимальная длительность импульса - 10 мкс

tпи - длительность пачки импульсов 1 мс

Tи_min - минимальный период следования импульсов 20 мкс

1.2 Источники информации (входных сигналов)

Входные сигналы поступают от датчика скорости вращения. На рабочем валу закреплен диск из непрозрачного материала с несколькими прорезями. На противоположных сторонах диска закреплены свето и фотодиоды. Бесконтактное построение датчика позволяет значительно увеличить надежность всего устройства и упростить его обслуживание. На выходе такого датчика подключена схема усиления которая выдают прямоугольные импульсы с уровнями логических сигналов.

1.3 Приемники информации (выходных сигналов)

Выходными сигналами являются сигналы тревоги при выходе частоты вращения за заданный диапазон. Так же скорость вращения вала отображается на семисигментном пятиразрядном светодиодном индикаторе.

1.4 Возможные пути (варианты) решения поставленной задачи

Поставленную задачу можно решить чисто аппаратными средствами, или с применением микнрокрнтроллера и специализированной программы.

Общую задачу можно разделить на несколько меньших подзадач.

Рисунок 1.1-Структура решения задачи

Преимущество аппаратной реализации:

1. Высокое быстродействие

2. Уменьшается время на разработку и настройку

Преимущество программной реализации:

1. Меньшая стоимость системы

2. Меньшее количество компонентов, а следовательно большая надежность

3. Время наработки на отказ выше

4. Возможность простой модификации системы (путем перепрограммирования).

1.5 Возможные варианты структурных схем

и их сравнительный анализ

Для реализации данного устройство можно предложить два варианта cтрутурной схемы изображенные на рисунках 1.2 и 1.3

Рисунок 1.2-Структурная схема с двумя дешифраторами

Рисунок 1.3. - Структурная схема с одним дешифратором

Схема с двумя дешифраторами (рис. 1.2) позволяет освободить несколько портов микроконтроллера. Это необходимо при большом количестве управляющих сигналов или большой разрядности индикатора.

Схема с одним дешифратором (рис. 1.3) наоборот максимально использует порты ввода-вывода микроконтроллера. В этом случае уменьшается количество корпусов необходимых для создания устройства.

1.6 Обоснование выбора структурной схемы

Для реализации устройства выберем структурную схему с одним дешифратором смотри рис. 1.3 так как в используемом ОМК достаточно портов ввода-вывода для непосредственного управления индикатором. К тому же уменьшение количества деталей повышает надежность устройства так как одно из самых ненадежным местом является паянное соединение. Есть так же некоторое снижение енергопотребления.

1.7 Обоснование выбора типа ОМК

Для реализации данного устройства больше всего подходит микроконтроллер типа PIC16F84, так как имеет не высокую стоимость и необходимое число портов ввода/вывода. В его внутренней конфигурации есть таймер, и присутствуют прерывания. На этом микроконтроллере и будет разрабатываться устройство.

2 СТРУКТУРНАЯ СХЕМА УСТРОЙСТВА И ЕЕ ОПИСАНИЕ

2.1 Структурная схема

После обоснования выбора структурной схемы устройства останавливаемся на схеме с одним дешифратором. Структурная схема приведена на рисунке 2.1.

Рисунок 2.1 - Выбранная структурная схема устройства

2.1.1 Назначение отдельных функциональных блоков

Блок индикации

Блок индикации предназначен для отображения скорости вращения вала. Он состоит из дешифратора разрядов и 5-ти семисегментных светодиодных индикатора и представлен на рис. 2.2. Способ индикации - динамический, т.е. в один определенный момент времени информация отображается только на одном из индикаторов. Но благодаря тому, что смена рабочего разряда происходит очень часто, для разрабатываемого устройства с частотой 36 Гц, и инерционности человеческого глаза создается впечатление, что одновременно светятся все разряды.

Для выбора текущего разряда используются порты ОМК RA2-RA4 которые соединены со входами А0-А2 дешифратора К555ИД10. Так как нет необходимости во всех 10 выходах, вход А3 подключен к общему проводу.

Для управления светодиодами текущего разряда используются порты RB1-RB7 микроконтроллера. Все они соединены непосредственно с соответствующими сегментами индикатора, а преобразование в 7-ричный код выполнено программным способом.

Рисунок 2.2 - Функциональная схема блока индикации

Датчик скорости вращения

При разработке заданного устройства не было задачи конструировать датчик скорости вращения. Однако, необходимо заметить, что конструктивно он выполнен на основе оптопары, которая позволяет избежать возникновение дребезга, который требует принятия мер для его устранения. Количество прорезей в диске закрепленном на валу участвует в расчете настоящей частоты вращения. В нашем случае, на диске присутствует 4 прозрачных сектора. Исходя из этого и будем рассчитывать константы в программе.

Блок звуковой сигнализации

Блок звуковой сигнализации предназначен для подачи акустического колебания с заданными параметрами, а именно: скважность 2, частота 1200Гц.

Было принято решение использовать внешний генератор, так как это освобождало один порт, и позволяло значительно упростить программу. К тому же, если подавать звуковой сигнал используя программную реализацию генератора, устройство перестало бы обновлять цифровую шкалу, пока идет звуковой сигнал.

Для генерации меандра используется простейший генератор на двух элементах 2И-НЕ. Заданная частота определяется емкостью конденсатора С1 и сопротивлением резистора R1.

F=1/3(R1C1)

Рисунок 2.3 - Функциональная схема блока звуковой сигнализации

Блок CPU

Блок содержит однокристальный микроконтроллер, который выполняет функции выработки внутренних управляющих стробов. Применен ОМК типа PIC16F84.

На рисунке 2.4 представлена структурная схема этого микроконтроллера.



Рисунок 2.4 - Структурная схема микроконтроллера

А на рисунке 2.5 изображено условное графическое обозначение.

Рисунок 2.5 - Условное графическое обозначение

2.2 Описание принципа действия и общий алгоритм работы

Измерение скорости вращения вала основано на подсчете количества импульсов пришедших с датчика за определенный промежуток времени. В нашем случае за 1 секунду. Выбор такого относительно большого отрезка времени позволяет определять скорость с достаточной точностью.

Сразу после включения устройства происходит запуск программы с последующей инициализацией переменных. Начинается динамическое отображение нулевых значений. При возникновении положительного импульса на входе устройства запускается обработчик прерывания по входу RB0, который инкрементирует переменные счета. По истечении 1 секунды прерывание от таймера запускает свой обработчик, который преобразовывает полученное значение в десятичный вид и подпрограмма индикации выводит уже его на цифровую шкалу.

Одновременно с этим происходит сравнение результатов замера с константами хранящимися в памяти данных.

В случае выхода скорости вращения вала за указанные границы гасится зеленый светодиод, зажигается красный и подается звуковой сигнал.

Рисунок 2.6 - Блок схема общего алгоритма

2.3 Разработка функциональных схем и блок-схем алгоритмов работы отдельных блоков

Так программа состоит из нескольких блоков - подпрограмм приведем алгоритмы роботы их по отдельности.

Подпрограмма динамической индикации:

Рисунок 2.7 - Блок схема подпрограммы динамической индикации

Подпрограмма обработки прерывания от порта RB0. В этой подпрограмме при каждом прерывании которое приходит от события на RB0 происходит увеличение счетчика импульсов на 1. В случае переполнения младшего разряда добавляется единица к старшему.

Рисунок 2.8 - Блок схема подпрограммы обработки прерывания

3 РАЗРАБОТКА ПРИНЦИПИАЛЬНОЙ СХЕМЫ УСТРОЙСТВА

3.1 Разработка принципиальной схемы

На основании технического задания вышеизложенных принятых решений, и опираясь на функциональные схемы отдельных блоков разработаем схему электрическую принципиальную. Схема электрическая принципиальная представлена в документе КІТЗІ11.022887.006 СЭ3.

Для устранения перегрузки в каждую линию семисегментного светодиодного индикатора включены резисторы.

3.2 Описание принципиальной схемы устройства

Основным элементом разрабатываемого устройства является однокристальный микроконтроллер типа PIC16F84. Для генерации тактовых импульсов используется встроенный генератор с подключенным внешним кварцевым резонатором на 4 МГц. Схема подключения кварцевого резонатора к микроконтроллеру изображена на рисунке 3.1. Для начального сброса используется также внутренняя схема так как нет необходимости в использовании внешней схемы сброса.

С1

С2

Рисунок 3.1 - Схема подключения кварцевого резонатора

К выводу RB0 подключен внешний датчик скорости вращения. Поскольку на выходе датчика действуют сигналы с нормальными логическими уровнями (0…5 В) нет необходимости применять специальные средства для преобразования уровней.

Выводы порта В RB1-RB7 используются для управления элементами индикации. Они соединены с соответствующими выводами индикатора.

Красный и зеленый светодиоды подключены к портам RA0 и RA1. Их катоды соединены с общим проводом через ограничивающие резисторы номиналом 330 Ом.

Рисунок 3.2 - Схема подключения светодиодов

Звуковой генератор подключен к RA1. При появлении логической единицы на этом выводе начинается генерация звуковых колебаний с заданной частотой. В генераторе применена микросхема К155ЛА3 содержащая в себе 4 логических элемента 2И-НЕ.



Рисунок 3.3 - Схема звукового генератора

Элементы DD3 и DD4 выполняют роль буфера усиливая колебания и развязывая нагрузку от задающего генератора. Такое включение позволяет увеличить громкость сигнала и стабильность частоты генерации.

Для уменьшения влияния помех по цепям питания применяются керамические и электролитические конденсаторы относительно большой емкости включенные параллельно клеммам питания.

Рисунок 3.4 - Схема включения фильтрующих конденсаторов

3.2 Расчет элементов

Расчет токоограничивающих резисторов

Токоограничивающие резисторы включенные последовательно со светодиодами (рисунок 3.2) рассчитываем исходя из того, что для нормального отображения сигналов, ток через них должен находиться на уровне 10 мА. На выходе порта микроконтроллера напряжение логической единицы составляет 5 В, а падение напряжения на светодиоде равняется примерно 2 В.

Ом

Резисторы такого же номинала применим и для ограничения тока через семисегментные индикаторы.

Расчет времязадающей цепочки в генераторе

Частота следования импульсов в генератора изображенном на рисунке 3.3 зависит от параметров RC цепочки по следующему условию:

(3.1)

Исходя из нагрузочной способности логических элементов в составе микросхемы К155ЛА3, примем сопротивление резистора равным 10 КОм. Из формулы 3.1 найдем С (в микрофарадах):

(3.2)

мкФ

4 РАСЧЕТ ОСНОВНЫХ ПАРАМЕТРОВ И ХАРАКТЕРИСТИК

4.1 Расчет потребляемых токов

Расчет потребляемых токов сводится к тому, что необходимо определить суммарное потребление тока всеми микросхемами, то есть:

(4.1)

где Iобщ - общий ток, потребляемый устройством,

Ik - ток, потребляемый k-той микросхемой,

m - общее число микросхем,

n - число микросхем данного типа.

Токи, потребляемые каждой микросхемой, показаны в таблице 4.1.

Потребление токов микросхемами

Таблица 4.1

№ п/п	Тип микросхемы	Количество	Ток одной микросхемы, mA	Общий ток,mA
1.	К155ЛА3	1	12	12
2.	К555ИД10	1	13	13
3.	PIC16F84	1	3	3
4.	АЛ324А	5	35*	35
ВСЕГО	63

* при свечении 8 и динамической индикации

Получаем общий ток потребления:

4.2 Расчет потребляемой мощности

Расчет потребляемой мощности сводится к тому, что необходимо определить мощность потребляемую устройством, то есть:

(4.2)

где Робщ - общая потребляемая мощность,

Uпит - напряжение питания,

Iобщ - общий ток потребления.

Общая потребляемая мощность составляет не более 0,4 Вт.

4.3 Расчет надежности

Интенсивность отказов характеризуется отношением числа изделий в единицу времени к числу изделий, продолжающих оставаться исправными к началу рассматриваемого промежутка времени:

(4.3)

где m - число изделий, отказавших за время t,

N - число исправно работающих изделий к началу промежутка времени.

Если предположить, что отказы различных элементов взаимно независимы и каждый отказ носит катастрофический характер, то есть полностью нарушают работоспособность, то интенсивность отказов устройства равна сумме интенсивностей отказов элементов, составляющих устройство:

(4.4)

где i - интенсивность отказов элементов i-го типа,

ni - количество элементов i-го типа входящего в устройство.

Наработка на отказ равна:

(4.5)

Интенсивность отказов элементов следующая:

микросхемы - 0.8510^-6 (ч^-1),

резисторы - 0.910^-6 (ч^-1),

конденсаторы - 1.410^-6 (ч^-1).

Тогда,

(ч^-1)

Поскольку не учтена интенсивность отказа некоторых элементов примем что наработка на отказ составит около 30 000 часов. Такую надежность устройства можно считать приемлемой.

5 РАЗРАБОТКА И ОТЛАДКА РАБОЧЕЙ ПРОГРАММЫ МКУ

5.1 Блок - схема алгоритма и его описание

Схема алгоритма работы микроконтроллера приведена на рисунке 5.1.

Рис. 5.1 - Схема алгоритма работы микроконтроллера

5.2 Структура программы

Микроконтроллер выполняет следующие функции:

прием сигналов с датчика скорости;

преобразование результатов замера в десятичный формат;

формирование управляющих импульсов индикации;

принятие решения о выходе параметров за границы рабочих

выдача сигнальных сообщений.

Программа содержит следующие участки программы:

INIT - производит перевод всех портов устройства в исходное состояние;

INT_START - обработчик прерываний;

DINAM - подпрограмма обновления состояния индикатора;

MAIN - основная программа;

5.3 Листинг программы

Листинг программы приведен в приложении А.

5.4 Описание модуля программы

Блок-схема подпрограммы отображения информации на индикаторе показана на рисунке 5.2.



Рис. 5.2 - Схема алгоритма работы подпрограммы индикации

После получения разряда отображаемого значения происходит его преобразование в семисегментный код и последующая запись полученного значения в порт А. В порт В записывается адрес текущего разряда. После короткой задержки происходит вывод информации во все остальные разряды.

5.5 Технология отладки программы

При разработке и отладке программы была использована бесплатная программа Mplab предоставляемая фирмой Microchip.

MPLAB - это интегрированная среда разработки (IDE) для семейства микроконтроллеров PICmicro фирмы Microchip Technology Incorporated. MPLAB позволяет писать, отлаживать и оптимизировать программы для Ваших разработок. MPLAB включает текстовый редактор, симулятор (виртуальный отладчик), менеджер проектов и поддерживает эмуляторы (внутрисхемные отладчики) MPLAB-ICE и PICMASTER , программаторы PICSTART Plus и PRO MATE II и другие средства и инструменты разработок фирмы Microchip и других фирм.

Инструментальные средства MPLAB, организованные как ниспадающие меню и определяемые быстрые клавиши, позволяют:

- ассемблировать, компилировать исходный текст;

- отлаживать логику работы, наблюдая с помощью симулятора или, в реальном времени, с эмулятором MPLAB-ICE ;

- просматривать переменные в окнах просмотра;

- программировать кристаллы с помощью программаторов PICSTART Plus или PRO MATE II

- и многое другое.

Отладка программы выполнялась с помощью MPLAB Simulator Stimulus, который можно влиять на входы порта. Выбераем пункт меню Debug > Simulator Stimulus > Asynchronous Stimulus на экране появится диалоговое окно, показанное на рисунке 5.3.

Рисунок 5.3 - Окно Asynchronous Stimulus

С помощью этого окна можно после запуска симуляция изменять состояние входов. Предварительно надо назначить кнопкам соответствующие разряды порта В, и в свойствах кнопки Togger следует отметить „галочкою”

Для проверки работоспособности программы, ее необходимо отладить пошагово путем нажатия клавиши F8 и посмотреть значение всех задействованных в работе регистров и как они изменяются с помощью окна watch который можно создать Window/New Watch Window и включить у него необходимые регистры).

В конечном итоге для отладки программы необходимо выполнить следующие шаги:

1. Открыть проект ссс.pjt.

2. Откомпилировать его (Project/Buld All) и убедиться в отсутствии ошибок.

3. Подключить Asynchronous Stimulus.

4. Вывести на экран окно значений регистров.

5. Начать пошаговую отладку (F8) и анализировать состояние регистров.

6. В нужен момент нажать кнопку в окне Asynchronous Stimulus для изменения состояния порта В.

Для того, чтобы начать отладка сначала можно произвести сброс (F6).

На рисунке 5.4 приведенные окна watch, Asynchronous Stimulus и фрагмент программы, когда на входе нет импульса.

На рис. 5.5 приведенные окна watch, Asynchronous Stimulus и фрагмент программы , когда на входе порта есть импульс.



Рисунок 5.4 - На входе нет импульса.

Рисунок 5.5 - На входе есть импульс

В процессе отладки была проверена работоспособность программы и приблизительно оценена максимальная частота следования импульсов на входе. Самая длинная ветка обхода программы составляет примерно 300 команд с учетом обхода всех циклов. При частоте кварцевого резонатора 4 МГц, один так выполняется за 1 мкс, следовательно наибольшее время между реакциями на импульс составляет около 0,3 мс. При скорости вращения вала 10 000 об/мин и 4 прозрачным секторам на датчике частота следования импульсов будет равна 666 Гц. Что соответствует периоду в 15 мс.

Максимально допустимая частота на входе устройства оказалась на уровне 3000 Гц. Что эквивалентно скорости вращения вала в 50 000 об/мин.

5.5.1 Компиляция (с распечаткой всех файлов, полученных во время компиляции: lst, erl, sym)

В ходе компиляции был получен объектный модуль и НЕХ - файл пригодный для прошивки в память микроконтроллера.

Приведем фрагменты файлов полученных во время компиляции:

Файл ccc.lst:

MPASM 02.50.02 Intermediate CCC.ASM 4-5-2006 23:02:41 PAGE 1

LOC OBJECT CODE LINE SOURCE TEXT

VALUE

Warning[205]: Found directive in column 1. (LIST)

00001 LIST P=16F84

00002 ;Описание встроенных в контроллер ресурсов

00000001 00003 RTCC EQU 0x01

00000002 00004 PCL EQU 0x02

0000000A 00005 PCLATH EQU 0x0A

00000085 00006 TRISA EQU 0x85

00000086 00007 TRISB EQU 0x86

00000081 00008 OPTIONS EQU 0x81

00000003 00009 STATUS EQU 3

00000005 00010 RP0 EQU 5

00000005 00011 PORTA EQU 0x05

00000006 00012 PORTB EQU 0x06

00000008 00013 EEDATA EQU 0x08

00000009 00014 EEADR EQU 0x09

00000088 00015 EECON1 EQU 0x88

00000089 00016 EECON2 EQU 0x89

00000002 00017 WREN equ 2

00000001 00018 WR equ 1

00000000 00019 RD equ 0

00000004 00020 FSR EQU 4

00000000 00021 F0 EQU 0

0000000B 00022 INTCON EQU 0x0B

00000000 00023 C equ 0

00000002 00024 Z equ 2

00000000 00025 RBIF equ 0

00000002 00026 RTIF equ 2

00000007 00027 GIE equ 7

00000003 00028 RBIE equ 3

00029

00030 ;Переменные и константы,используемые для вывода информации на индикатор

00000003 00031 R_ST equ 3

00000004 00032 C_ST equ 4

0000000C 00033 NumL EQU 0x0C

0000000D 00034 NumH EQU 0x0D

0000000E 00035 REZIM EQU 0x0E

0000000F 00036 Thou EQU 0x0F

00000010 00037 Hund EQU 0x10

00000011 00038 Tens EQU 0x11

00000012 00039 Ones EQU 0x12

00000013 00040 TEMP1 EQU 0x13

00000014 00041 I EQU 0x14

00000015 00042 J EQU 0x15

00043

00044 ;* Регистр программных флагов:

00045 ;* бит 0-устанавливается каждые 1с, сигнализирует о переполнении TimeL

00046 ;* бит 1-устанавливается после каждого нового измерения периода оборота

00047 ;* бит 2-Установлен если K_ZAP

00048 ;* бит 3-Установлен если K_ZAP

00000016 00049 FLAGS EQU 0x16

00000017 00050 BACKUPW EQU 0x17

00000018 00051 K_ZAP EQU 0x18

00000019 00052 Ti12 EQU 0x19

Фрагмент файл ссс.err:

Warning[205] C:\PROGRA~1\MPLAB\CCC.ASM 1 : Found directive in column 1. (LIST)

Message[305] C:\PROGRA~1\MPLAB\CCC.ASM 335 : Using default destination of 1 (file).

Message[305] C:\PROGRA~1\MPLAB\CCC.ASM 346 : Using default destination of 1 (file).

Message[305] C:\PROGRA~1\MPLAB\CCC.ASM 362 : Using default destination of 1 (file).

Message[305] C:\PROGRA~1\MPLAB\CCC.ASM 367 : Using default destination of 1 (file).

Message[305] C:\PROGRA~1\MPLAB\CCC.ASM 383 : Using default destination of 1 (file).

Message[305] C:\PROGRA~1\MPLAB\CCC.ASM 507 : Using default destination of 1 (file).

Message[302] C:\PROGRA~1\MPLAB\CCC.ASM 524 : Register in operand not in bank 0. Ensure that bank bits are correct.

Message[302] C:\PROGRA~1\MPLAB\CCC.ASM 526 : Register in operand not in bank 0. Ensure that bank bits are correct.

Message[302] C:\PROGRA~1\MPLAB\CCC.ASM 528 : Register in operand not in bank 0. Ensure that bank bits are correct.

Message[302] C:\PROGRA~1\MPLAB\CCC.ASM 529 : Register in operand not in bank 0. Ensure that bank bits are correct.

Message[302] C:\PROGRA~1\MPLAB\CCC.ASM 531 : Register in operand not in bank 0. Ensure that bank bits are correct.

Message[302] C:\PROGRA~1\MPLAB\CCC.ASM 533 : Register in operand not in bank 0. Ensure that bank bits are correct.

Фрагмент файл ссс.hex:

:100000008316850187303A288B1397000308A900CF

:100010000B1D112864000B112908830017088B178A

:100020000900861F3228A10B32288B110230A10053

:10003000161831281F081D02031CA00A9F00200863

:100040001E02A00001301C02031D28281A082928BE

:10005000190801029F07031CA00A1F08A20020081C

:10006000A30096142830A4000B1029088300170859

:100070008B17090086000130810083128601A601DA

:100080009801A50128309B009D019E0101309C0034

:100090000230A1001430A400A701A8019601161592

:1000A000A8308B008B195C280230A10016101D08A7

:1000B0009F001E08A0008B1525082607031D961219

:1000C00086187F282A088C002B088D00E620063031

:1000D00094000E089300F820061C752805300E02C7

:1000E0000319752805308E009617061D52280F300B

:1000F0000E02031952280F308E009613522825083D

:100100008C008D01D420961F88280310180D892893

:1001100026088C008D01E620003094000E08930024

:10012000F820522801301C02031D98281A0899282B

:100130001908FF3C9D0703189E280800A40BA5285A

:10014000A301A30996141430A4009B0BAA2816122D

:1001500041309B0001302702031CAF28A703013068

:100160002802031CB428A8039E0F08001614AC0B29

:10017000080096161230AC00AB1EC128AA01AB01D4

:100180000800AA0F0800AB0A080016190800961903

:1001900008001808890089030310890D902199002F

:1001A000890A90219A0008001030840003309400DE

:1001B000940A000893000F301302031DF820063044

:1001C000140203190800840AD82808000F3084009C

:1001D00000309400000893000F301302031DF82034

:1001E000940A0430140203190800840AEA2808005B

:1001F0000F308500930503190429851100000516A9

:1002000000000512930BFF28140885000821080040

:10021000C8309500961C74298B1322088C00230883

:100220008D008B17A601093093003D3095000C0816

:1002300093020318222901309502031822290D0880

:10024000950228290D089502031C2829A60A1729BA

:100250000C089307031C950A0D08950703108D0CD5

:100260008C0C0C0813020318392901309502031C69

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В данном проекте был разработано устройство измерения скорости вращения вала. Это устройство предназначено для фиксации скорости вращения вала, выдачи предупредительных сигналов в случае выхода измеряемого параметра за указанные рамки и отображения на цифровом табло текущего значения.

Устройство реализовано на однокристальном микроконтроллере типа PIC16F84.

Применение в устройстве данного однокристального микроконтроллера привело к возможности оперативно меняя программу работы в широких пределах корректировать алгоритм обработки данных. Также улучшились весогабаритные параметры.

Устройство имеет следующие характеристики:

Потребляемая мощность не более 0,4 Вт;

Наработка на отказ около 30000 часов;

Максимальная измеряемая скорость вращения 50 000 об/мин.

Как одно из возможных улучшений можно предложить для увеличения быстродействия использовать микроконтроллер другого типа, например SX.

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

Ю.В. Новиков, О.А. Калашников "Разработка устройств сопряжения". Издательство "ЭКОМ", Москва, 1998г. 355 с.

В.В. Скороделов "Проектирование устройств на однокристальных микроконтроллерах с RISC-архитектурой". Ч1,Ч2, Учебное пособие.

В.Л. Шило «Популярные цифровые микросхемы». Издательство «Радио и связь», Москва, 1987 г. 352 с.