Устройство управления шлагбаумом

Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство образования Республики Беларусь

БЕЛОРУССКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

ИНФОРМАТИКИ И РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ

Кафедра промышленной электроники

«К защите допускаю»

руководитель работы

«___»___________2012г.

Пояснительная записка

к курсовому проекту

на тему: «Устройство управления шлагбаумом»

Выполнил: Ст. гр. 083122

Трофименко А.А.

Руководитель работы:

Дерюшев А.А.

Минск 2012 г.

Содержание

Введение

1. Обзор литературных источников

1.1 Схема материнской платы шлагбаума[2]

1.2 Плата блока управления шлагбаумом G2080/2080I

2. Выбор и описание прототипов разрабатываемого устройства

3. Разработка структурной схемы

4. Разработка принципиальной схемы

5. Разработка программного обеспечения

6. Моделирование устройства

Заключение

Список использованных источников

• Введение

В различных предприятиях, где имеется пропускной режим, возникает потребность в шлагбауме [1].

Сейчас в продаже особенным спросом пользуется шлагбаум, который относится к автоматическому типу. Если сравнивать с другими видами, на автоматический шлагбаум цена может быть выше, чем на традиционный, но при этом стоит учесть, что он обладает большей функциональностью.

Особенная необходимость в присутствии шлагбаума возникает в случае, когда необходимо обеспечить регулировку большого потока машин оперативным образом. При покупке подобных изделий особенное внимание стоит обращать на качество, что даст возможность максимально продлить срок службы изделия. Управление автоматическим шлагбаумом может производиться в несколько способов: с помощью использования специальной карточки, дающей право доступа, введения запрограммированного кода, а также с помощью использования брелков, или же ключей. Дистанционное управление механизмом становится возможным за счет присутствия специальных пультов. материнский плата шлагбаум моделирование

В продаже можно подобрать различные модели, конструкция которых будет отличаться по размеру, внешнему виду, функциональным возможностям и другим характеристикам. Обширный ассортимент позволит подобрать механизм, который подойдет под потребности определенного предприятия.

Автоматический способ работы позволяет достичь максимального удобства в процессе эксплуатации. Дополнительное удобство достигается за счет возможности максимально быстрой работы, а также небольших размеров..

1. Обзор литературных источников

1.1 Схема материнской платы шлагбаума[2]

Рисунок 1: Схема материнской платы шлагбаума

Светодиодная индикация материнской платы шлагбаума

EGATE-102POWERЕсть питание на материнской плате, рабочий предохранитель

UPНа устройстве управления (радио-брелке или проводном пульте управления) нажата кнопка «Вверх»

DOWNНа устройстве управления (радио-брелке или проводном пульте управления) нажата кнопка «Вниз»

STOPНа устройстве управления (радио-брелке или проводном пульте управления) нажата кнопка «Стоп»

PHOTOСработали фотоэлементы

VEHICLES DETECTORСработал петлевой детектор

DOWN L.M.Стрела шлагбаума достигла крайнего нижнего положения

UP L.M.Стрела шлагбаума достигла крайнего верхнего положения

«Стрелка вверх»Двигатель вращается на подъём стрелы

«Стрелка вниз»Двигатель вращается на спуск стрелы

SСветодиод энкодера (E102-38).Светодиод не горит при отключенном от материнской платы энкодере. Мигает при подсчете энкодером количества оборотов двигателя.

Подключено и настроено на заводе-изготовителе

POWER LINEПодключение питания шлагбаума от сети общего пользования 220 Вольт

CAPASITORПодключение конденсаторной пары 9+9 мкФ(E102-4)

MOTORПодключение электродвигателя шлагбаума (E102-2)

- TEST +Подключение вентилятора двигателя (E102-62)

LIMIT SIGNALСигналы от фотопрерывателя крайних положений (E102-31)

RPM-SENSORСигналы от энкодера шлагбаума -- датчика числа оборотов двигателя (E102-38)

RADIO RECEIVERСигналы от радио-прёмника (E102-5)

BARRIER

TYPE SELECTМикрики режима работы печатной платы (1 SEC, 3 SEC,6 SEC). Материнская плата шлагбаума является универсальной деталью для шлагбаумов EGATE-102-1, EGATE-102-3, EGATE-102-6. Значение микрика должно соответствовать купленной вами модели шлагбаума. Самостоятельное переключение микрика в положение, не соответствующее модели шлагбаума, приводит к преждевременному выходу шлагбаума из строя.

Переключатели для пользователей

TIMING AUTO-DOWNМеханические переключатели малых размеров (микрики).БИТ 1-2: Время автоматического закрытия стрелы шлагбаума:

5 секунд -- 1 ON, 2 ON

10 секунд -- 1 OFF, 2 ON

20 секунд -- 1 ON, 2 OFF

Функция выключена -- 1 OFF, 2 OFF

БИТ 3: включение функции автоматического подъёма стрелы шлагбаума. Рекомендуется всегда устанавливать БИТ 3 в положение «OFF».

FAN - OFF-ONПринудительное включение кулера двигателя (E102-62).По умолчанию используется положение «OFF» («Выключено»). Вентилятор запустится автоматически при повышенной температуре двигателя (75С).

Разъёмы дополнительных устройств

PHOTO SIGNAL INPUTВходящий сигнал от фотоэлементов (НЗ). Подключается к фотоэлементу-приёмнику.

PHOTO POWER OUTPUTПитание фотоэлементов: 12В (переменный ток), 250 мА (макс). Также успешно работают фотоэлементы, требующие 24В.Питание подается на фотоэлемент-излучатель и фотоэлемент-приёмник.

COM-UP-DOWN-STOPТрёхкнопочный пульт управления шлагбаумом (E102-100).Подключение проводного пульта:

COM- STOP (Стоп) - цепь замкнута (НЗ).

COM-UP (Вверх) - цепь разомкнута (НО).

COM- DOWN (Вниз) - цепь разомкнута (НО).

Подача команд с проводного пульта:

COM- STOP (Стоп) - цепь разомкнута на время нажатия соответствующей кнопки пульта.

COM-UP (Вверх) - цепь замкнута на время нажатия соответствующей кнопки пульта.

COM- DOWN (Вниз) - цепь замкнута на время нажатия соответствующей кнопки пульта.

1.2 Плата блока управления шлагбаумом G2080/2080I

Плата блока управления предназначена для использования совместно со шлагбаумом G2080 или 2080I [3].

Максимальная мощность подключаемого двигателя - 400 Вт

Электропитание устройства 220В, 50Гц подключается к контактам L-N

Схема платы приведена на рисунке 2.

Рисунок 2: Схема платы блока управления шлагбаумом G2080/2080I 1. Предохранитель цепи питания аксессуаров 2А. 2. Предохранитель входной 3,15А. 3. Предохранитель цепи управления 630 мА. 4. Предохранитель цепи питания электродвигателя 10А. 5. Колодки электрических подключений. 6. Разъем подключения радиоприемника. 7. Регулировка SENS - чувствительность токовой системы защиты. 8. Регулировка TCA - время автоматического закрытия. 9. Микропереключатели выбора функций. 10. Кнопка запоминания радиокода. 11. Светодиодный индикатор. 12. Разъем подключения трансформатора. 13. Разъем подключения платы аварийного питания LB35. 14. Перемычка выбора команды кнопки (2-7)

2. Выбор и описание прототипов разрабатываемого устройства

Автоматическое отключение открытия - закрытия шлагбаума системы парковки

Двигатель привода открывания шлагбаума на автостоянке рассчитан на напряжение 12-14 вольт и запитан от понижающего трансформатора через диодный мост. При подаче сигнала от электронного реле, коммутирующего направление тока в двигателе, с задержкой через секунду, симистор подает напряжение 220 вольт на силовой трансформатор, питающий двигатель. Этим полностью предохраняются контакты реле от перегрева и подгорания. Отключение двигателя происходит в обратной последовательности.

Рисунок 3: Принципиальная схема автоматического отключения открытия - закрытия шлагбаума системы парковки

Схема работы устройства управления шлагбаумом системы парковки начинает работать при первом же нажатии кнопки на пульте управления. При нажатии кнопки на брелке электронная схема включает двигатель и в первые пару секунд система сравнения тока заблокирована, а электродвигатель с максимальным КПД производит движение механизма шлагбаума. Когда полотно достигает своего конечного положения, ток возрастает, переключается реле и двигатель отключается. При повторном нажатии происходит реверсивное вращение механизмов и полотно шлагбаума закрывается. Для экстренной остановки закрытия следует нажать кнопку во время движения механизмов. При возникновении препятствия во время движения полотна шлагбаума, двигатель автоматически отключается за счет схемы сравнения токов системы.

Рисунок 4: Структурная схема автоматического отключения открытия - закрытия шлагбаума системы парковки

3. Разработка структурной схемы устройства

Логика работы устройства управления шлагбаумом согласно условию курсового проекта следующая, при подаче команды с центрального дистанционного пульта шлагбаум поднимается, достигнув вертикального положения, он ждет 1 минут, после чего опускается до горизонтального положения и ожидает прихода новой команды.

Проектируемое устройство делится на два модуля: пульт дистанционного управления и устройство управления шлагбаумом. В устройстве управления шлагбаумом производятся основные механические действия по регулированию положения шлагбаума и прием команд. Пультом дистанционного управления формируются и передаются команды.

Сами действия поднятие и опускание шлагбаума производится электродвигателем, который будет работать в двух режимах - прямого и обратного хода. При подключении питания к напряжению с положительной полярностью производится вращение вала электродвигателя в одну сторону (режим прямого хода), при изменении полярности на противоположную, вал вращается в обратную сторону (режим обратного хода). Для запуска электродвигателя используется блок включения, в состав которого входят два реле, одно замыкает цепь с положительной полярностью питания, второе с отрицательной. Реле работают попеременно, нельзя допускать одновременное их включение, иначе произойдет короткое замыкание.

Замыкание и размыкание реле регулируется блоком управления, основным устройством которого является микропроцессор. Микропроцессор отслеживает команды приходящие с приемника, по ним он определяет момент включения электродвигателя в режим прямого хода. По сигналам с блока датчиков положения микропроцессор определяет текущее положение шлагбаума и, исходя из этого, либо отключает электродвигатель, либо включает его в режим обратного хода, либо ожидает истечения времени задержки (1 минута) или прихода команды на поднятие.

Так как передача команд на устройство управления шлагбаумом производится по радиоканалу настроенному на частоту 433 МГц, то обязательным его блоком будет являться приемник с приемной антенной.

Пульт дистанционного управления является отдельным мобильным устройством, которое формирует управляющие команды и передает их по радиоканалу. Условием курсового проекта предусмотрена одна команда - включение поднятия шлагбаума, которая формируется блоком ввода. Передача команд осуществляется с помощью передатчика.

В состав устройства управления шлагбаумом войдут следующие блоки:

1. Электродвигатель

2. Блок включения электродвигателя

3. Блок управления

4. Датчики положения шлагбаума

5. Приемник

В состав пульта дистанционного управления войдут следующие блоки:

1. Блок ввода

2. Передатчик

4. Разработка принципиальной схемы устройства

В разработанном устройстве для управления всеми блоками используется микропроцессор AVR. Выберем наиболее подходящую модель микропроцессора, учитывая следующие условия: количество выводов его корпуса должно быть не менее 5; 2 вывода для управления режимом работы электродвигателя, 2 вывода для приема данных с датчиков, 1 вывод для приема информации с приемника. В своем составе микропроцессор должен иметь таймер, объем памяти программ должен позволять хранить 164 байта данных. Выдвинутым требованиям соответствует микропроцессор ATtiny15 [5].

Рисунок 5: Блок- схема ATtiny15

Отличительные особенности микропроцессора ATtiny15:

Высокопроизводительный, 8-ми разрядный AVR® микроконтроллер с низким уровнем энергопотребления

Усовершенствованная RISC архитектура:

90 мощных инструкций - большинство выполняются за один такт

32 х 8 рабочих регистров общего назначения + регистры управления периферией

Полностью статическое функционирование

Память данных и программного кода:

1 Кбайт Flash- программная память с поддержкой внутрисистемного программирования, ресурс: 1000 циклов запись/ стирание

64 байт энергонезависимой памяти EEPROM с поддержкой внутрисистемного программирования, ресурс: 100 000 циклов записи/ стирания

Программируемая блокировка для безопасности содержимого Flash

Периферия:

Прерывание и переход в рабочий режим при изменении логического уровня на входе

Два 8-ми разрядных таймера/ счетчика с отдельным предварительным делителем частоты

Один выходной канал 150 кГц, с высокоскоростной, 8-ми разрядной ШИМ 4-х канальный, 10-ти разрядный АЦП один дифференциальный вход сигнала напряжения с опциональным усилением х20

Встроенный аналоговый компаратор

Программируемый следящий таймер с встроенным генератором

Специализированные функции микроконтроллера:

Функция внутрисистемного программирования по SPI- порту

Усовершенствованная функция инициализации при включении питания

Программируемая цепь детектирования аварийного отключения питания

Встроенный, калиброванный 1.6 МГц настраиваемый генератор

Встроенный тактовый генератор на 25.6 МГц для таймера / счетчика

Внешние и внутренние источники прерывания

Режимы пониженного энергопотребления:

Покоя (Idle), и отключения (Power Down)

Функции I/O и корпус:

8-pin PDIP/SOIC

6 программируемых линий I/O

Напряжение питания:

От 2.7 В до 5.5 В (ATtiny15L)

Внутренняя тактовая частота 1.6 МГц

Коммерческий и индустриальный диапазоны эксплуатационных температур

По условию курсового проекта устройство должно открывать шлагбаум при получении сигнала с пульта дистанционного управления, работающего на частоте 433МГц. Для реализации канала на частоте 433МГц предусмотрены блоки приемника [6] и передатчика [7].

Схема приемника, показанная на рисунке 6, настроена на частоту 433.92 МГц. Сигнал от антенны поступает на вход УРЧ микросхемы без применения входного контура. Нагрузкой УРЧ служит контур L1-C8 (на схеме L3-C3) настроенный на несущую частоту.

Частота гетеродина задается кварцевым резонатором Q1 (на схеме ZQ2) на частоту 13,2256 МГц. В схеме гетеродина происходит умножение этой частоты на 32. В результате, частота гетеродина равна 423,2192 МГц, что при промежуточной частоте 10,7 МГц делает приемник настроенным на частоту 433,92 МГц.

Частота ПЧ выделяется пьезокерамическим фильтром Z1 (на схеме Z1). Импульсы данных выделяются на вывод 25 и поступают на внешний цифровой декодер.



Рисунок 6: Схема приемника на частоте 433,92 МГц

Для передачи данных на небольшое расстояние, можно использовать радиопередатчик на микросхеме MAX1472, работающий на частоте 433.92 МГц.

Данные поступают на вывод 6 (рисунок 7). Резонатор Q1 (на схеме ZQ1) работает в задающем генераторе передатчика. Затем, его частота умножается в схеме микросхемы на 32. Контур L1-C1 (на схеме L1-C1) настроен на 433.92 МГц. Это контур на выходе выходного каскада передатчика.

Катушка L1 содержит 3 витка провода диаметром 0,35 мм. Диаметр катушки 2,5 мм. а длина катушки - 5 мм Каркаса и сердечника нет

Передающая антенна представляет собой диполь из двух штырей длиной по 4 см Диполь можно сделать на печатной плате или из двух проволок.



Рисунок 7: Схема приемника на частоте 433,92 МГц

MAX1473 315/433 МГц супергетеродинный ASK приемник с расширенным динамическим диапазоном [8].

Отличительные особенности:

Оптимизирован для работы на частотах 315 или 433 МГц

Работает от однополярного источника питания от +3.3 до +5.0 В

Встроенная система АРУ обеспечивает высокий динамический диапазон

Перестраиваемая частота фильтра подавления помех по зеркальному каналу

Возможность выбора отношения частоты гетеродина к частоте задающего генератора (32 или 64)

Ток потребления в рабочем режиме 5.2 мА

Потребление в дежурном режиме 2.5 мкА

Время запуска 250 мкс

Встроенный 50 дБ фильтр подавления помех по зеркальному каналу

Чувствительность -114 dBm

MAX1473 - полностью интегрированный низко потребляющий супергетеродинный приемник, изготовленный по КМОП технологии, предназначенный для приема сигналов с АМн (ASK) в диапазоне частот от 300 до 450 МГц. Прибор имеет входной динамический диапазон от -114 до 0 dBm. Малое количество внешних компонентов и низкий ток потребления делают этот прибор идеальным для применения в дешевых автомобильных системах и бытовой технике. Прибор состоит из малошумящего усилителя (LNA), фильтра подавления помех по зеркальному каналу, системы ФАПЧ с ГУН, 10.7 МГц усилителя - ограничителя ПЧ с индикатором уровня принимаемого сигнала (RSSI) и аналоговых узлов восстановления данных. Прибор содержит дискретную одношаговую схему АРУ, которая уменьшает коэффициент усиления LNA на 35 дБ при превышении входным РЧ сигналом уровня -57 dBm.

MAX1472 маломощный однокристальный ASK передатчик диапазона 300 - 450 МГц [9]

Отличительные особенности:

Однополярное питание от 2.1 до 3.6 В

Потребление в рабочем режиме менее 5.3 мА

Поддержка ASK с глубиной модуляции до 90 дБ

Регулируемая выходная мощность, имеющая максимальный уровень +10 dBm

Работа от миниатюрных кварцевых резонаторов

Миниатюрный 3x3 мм 8- выводной SOT23 корпус

Малое время запуска генератора прибора - 220 мкс

MAX1472 - VHF/UHF передатчик со встроенной системой ФАПЧ, предназначенный для передачи сигналов с OOK/ASK в диапазоне частот от 300 до 450 МГц. MAX1472 обеспечивает передачу информационных сигналов, имеющих максимальную скорость 100 кбит/с и имеет регулируемую мощность выходного сигнала с максимальным уровнем более +10 dBm при работе на 50 Ом нагрузку. Задающий генератор, работающий от внешнего кварцевого резонатора, позволяет устранить проблемы, возникающие при использовании генераторов с опорным фильтром на ПАВ, и обеспечить большую глубину модуляции, малое время установки частоты, высокую стабильность несущей и невысокую температурную зависимость. Все эти параметры позволяют улучшить эффективность приемников, построенных на основе приборов типа MAX1470 или MAX1473, представляющих собой супергетеродинные приемники.

Для определения команды на открывание шлагбаума предназначена кнопка SB1 пульта дистанционного управления, когда она отжата пульт передает единицу, если ее нажать то замкнется цепь и на резисторе R1 упадет напряжение, в результате передатчик передаст логический ноль. Микропроцессор DD2 снимет команду с приемника и сформирует соответствующий сигнал на открывание шлагбаума.

Регулировка режимом работы двигателя M1 производится с помощью реле K1, K2. При замыкании реле K1, ток течет через электродвигатель по цепи от +12В на землю, в результате двигатель работает в режиме прямого хода и поднимает шлагбаум. При срабатывании реле K2, ток протекает от земля на -12 В, двигатель работает в режиме обратного хода и опускает шлагбаум.

Для управляемого электронным способом замыкания цепи нагрузки используется реле G2R1E5DC [10] , его характеристики:

Номинальное напряжение катушки5 В

Тип тока катушкиDC

Мощность катушки максимальная900 мВт

Номинальный ток коммутации16 А

Коммутируемое напряжение DC (макс)30 В

Коммутируемое напряжение AC (пиковое)250 В

Напряжение изоляции катушка-контакты5 кВ

Рабочая температура-40...70 °C

Максимальный ток катушке реле около 180 мА, следовательно, для управления им следует использовать транзистор (VT1, VT2) ток в коллекторе которого должен быть больше этой величины, выберем транзистор PN2222 [11], его паспортные данные:

Тип материала: Si

Полярность: npn

Максимальная рассеиваемая мощность (Pc): 500mW

Максимально допустимое напряжение коллектор-база (Ucb): 60V

Максимально допустимое напряжение коллектор-эмиттер (Uce): 30V

Максимально допустимое напряжение эмиттер-база (Ueb): 5V

Максимальный постоянный ток коллектора (Ic): 800mA

Предельная температура PN-перехода (Tj): 150°C

Граничная частота коэффициента передачи тока (ft): 250MHz

Статический коэффициент передачи тока (hfe): 100MIN

Транзисторы управляется портами PB3, PB4 микропроцессора, для согласования по напряжению в цепь базы включены резисторы R2, R2, их сопротивление рассчитывается исходя из следующих соображений: максимальный ток на транзисторе 800мА, коэффициент передали по току 100, напряжение на выводе контроллера около 4,7 В, падение напряжения на база-эммитер 0,7 В:

Iбэ = Iк макс/ hfe = 800 мА/100 = 8 мА(1)

R = (Uконтр - Uбэ)/Iбэ = (4,7В - 0,7В)/8мА = 500 Ом(2)

Выберем резисторы сопротивлением 510 Ом.

В реле в качестве исполнительного элемента используется катушка. А катушка имеет сильную индуктивность, так что резко оборвать ток в ней невозможно. Если это попытаться сделать, то потенциальная энергия, накопленная в электромагнитом поле, вылезет в другом месте. При нулевом токе обрыва, этим местом будет напряжение -- при резком прерывании тока, на катушке будет мощный всплеск напряжения, в сотни вольт. Если ток обрывается механическим контактом, то будет воздушный пробой -- искра. А если обрывать транзистором, то его просто напросто сжечь. Для борьбы с этим явлением поставим параллельно с катушкой диоды VD1,VD2 при нормальной работе диод включен встречно напряжению и ток через него не идет, а при выключении напряжение на индуктивности будет уже в другую сторону и пройдет через диод.

Определение положения шлагбаума производится датчиками виде кнопок SB2, SB3. Когда шлагбаум опущен (находится в горизонтальном положении), то он прижимает датчик закрытия (кнопка SB3), когда шлагбаум поднят (находится в вертикальном положении), то зажимается концевой выключатель (кнопка SB2). Определение нажатия кнопки осуществляется следующим образом: когда кнопка находится в отжатом состоянии, цепь не замкнута через кнопку на землю, и ток через резистор (R2,R3) не течет, следовательно, на резисторе не происходи падения напряжения и на вход порта поступает логическая единица, если нажать на кнопку, то цепь замкнется, через резистор потечет значительный ток, а на порт микропроцессора поступи логический нуль. Анализируя состояния порта, определяется нажатие кнопки.

5. Разработка программного обеспечения

.include "tn15def.inc"//подключить библиотеку

.org 0

rjmp reset//перейти к началу программы

//++++++++++ таблица вектаров прерывания +++++++++++++++++++++++++++++++++

.org 1nop//rjmp EXT_INT0;

.org 2nop//rjmp EXT_INT1;

.org 3rjmp TIM1_COMPA

.org 4nop//rjmp TIM1_OVF

.org 5nop//rjmp TIM0_OVF;

.org 6nop//rjmp EE_RDY;

.org 7nop//rjmp ANA_COMP;

.org 8nop//rjmp ADC;

//++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++

reset:

//++++++++++++++ начальные установки +++++++++++++++++++++++++++++++++++++

ldi r16,0xf8

out ddrb,r16//установить все выводы порта B

ldi r16,0xff

out pinb,r16//установить все выводы порта B

//++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++

//++++++++++++++++ настройка прерывания по таймеру 1 ++++++++++++++++++++++

ldi r17,(1<<OCIE1A)

out TIMSK,r17//разрешить прерывание по событию "совпадение A" таймера/счетчика Т1

ldi r17,(0<<PWM1)+(1<<COM1A1)+(1<<COM1A0)

out TCCR1,r17//режим работы таймера Т1 -- normal, таймер Т1 отключен от выводов PD6,PD5,PD4

ldi r17,(1<<CS13)+(1<<CS12)+(1<<CS11)+(1<<CS10)

out TCCR1,r17//настроить пределить таймера Т1 clk/1024

ldi r17,0xF0

out OCR1A,r17//установить старший байт времени срабатывания прерывания таймера Т1

ldi r17,0x00

out TCNT1,r17//установить старший байт времени срабатывания прерывания таймера Т1

sei//общее разрешение прерываний

//++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++

ldi r19,0//сбросить регистор общего назначения

//++++++++ зацикливание основной программы на опросе датчика движения ++++

cycle:

ldi r23,100//установить время задержки

inc_250_250:

rcall delay_250//подпрограмма задержки

sbis PINB,0//проверить пришла ли информация с пульта дистанционного управления

rcall open//вызвать подпрограмму открытия шлагбаума

sbis PINB,1//проверить сработал ли датчик закрытия

rcall end_close//вызвать подпрограмму остановки закрытия шлакбаума

sbis PINB,2//проверить сработал ли концевой выключатель

rcall end_open//вызвать подпрограмму остановки открытия шлакбаума

sbrc r19,0//открытие шлагбаума разрешено

sbi PORTB,3//открыть шлакбаум

sbrc r19,2//закрытие шлагбаума разрешено

sbi PORTB,4//закрыть шлакбаум

sbrs r19,0//открытие шлагбаума запрещено

cbi PORTB,3//остановить открытие шлакбаума

sbrs r19,2//закрытие шлагбаума запрещено

cbi PORTB,4//остановить закрытие шлакбаума

sbrc r19,1//ожидание закрытия шлакбаума

inc r25//инкрементировать счетчик задержки перед закрытием

cpse r23,r25//сравнить время и счетчик задержки

rjmp inc_250_250//вернуться инкрементированию счетчика

sbr r19,4//дать команду на упускание шлакбаума

cbr r19,2//не реагировать на концевой выключатель

ldi r25,0//сбросить счетчик задержки перед закрытием

rjmp cycle//зациклить программу

//++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++

////////// подпрограмма задержки //////////////////////////////////////////////////////////////

delay_250:

ldi r21,250//установить время задержки

ldi r20,0//сбросить счетчик задержки

ldi r22,0//сбросить счетчик задержки

inc_250:

inc r20//инкрементировать счетчик задержки

nop

nop

cpse r20,r21//сравнить время и счетчик задержки

rjmp inc_250//вернуться инкрементированию счетчика(r20<r21)

inc r22

cpse r21,r22//сравнить время и счетчик задержки

rjmp inc_250//вернуться инкрементированию счетчика(r21<r22)

nop

ret//выход из подпрограммы

////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////

//============ подпрограмма обработки прерывания по переполнению таймера ======

TIM1_COMPA:

sbr r19,4//дать команду на упускание шлакбаума

cbr r19,2//не реагировать на концевой выключатель

ldi r25,0//сбросить счетчик задержки перед закрытием

ldi r17,0x00

out TCNT1,r17//сбросить счетчик таймера1

reti//выйти из прерывания

//====================================================================

//=========== подпрограмма открытия шлакбаума ======================

open:

sbr r19,1//разрешить открытие шлакбаума

ret//выйти из подпрограммы

//====================================================================

//=========== подпрограмма остановки открытия шлакбаума ====================

end_open:

sbrc r19,1//сработала ли команда на остановку закрытия

ret//выйти из подпрограммы

start_timer:

cbr r19,1//запретить открытие шлакбаума

sbr r19,2//сработала команда на остановку закрытия

ldi r17,0x00

out TCNT1,r17//сбросить счетчик таймера1

ret//выйти из подпрограммы

//====================================================================

//=========== подпрограмма закрытия шлакбаума ============================

end_close:

sbrc r19,0//есть ли команда на открытие шлакбаума

ret//выйти из подпрограммы

cbr r19,2//не реагировать на концевой выключатель

ldi r25,0//сбросить счетчик задержки перед закрытием

cbr r19,4//запретить закрытие шлакбаума

ret//выйти из подпрограммы

//====================================================================

6. Моделирование устройства

Моделирование устройства произведено в программе Proteus 7.7 (рисунок 8). Так как основная задача моделирования отладить программу микропроцессора и продемонстрировать корректную ее работу и работу основных блоков устройства, то из схемы моделирования исключены передатчик и приемник, а радиоканал заменен электрической линией.

Изначальный режим работы устройства - «Шлагбаум закрыт», в этом режиме шлагбаум находится в горизонтальном положении, датчик закрытия замкнут. При поступлении команды с пульта дистанционного управления запускается электродвигатель в режиме прямого хода, датчик закрытия следует отжать, так как шлагбаум поднимается электродвигателем. Затем следует зажать концевой выключатель, имитируя принятие шлагбаумом вертикального положения, электродвигатель остановится. По истечению одной минуты электродвигатель вновь заработает, но уже в режиме обратного хода, концевой выключатель следует отжать, так как шлагбаум опускается. После нажатия датчика закрытия электродвигатель остановиться, ожидая поступления очередной команды с пульта.



Рисунок 8. Устройство управления шлагбаумом схема моделирования

Заключение

В результате выполнения курсового проекта было спроектировано «Устройство управления шлагбаумом»: разработаны структурная и принципиальная схемы, написана программа для микропроцессора, произведено моделирование работы устройства. Разработанное устройство открытие шлагбаума по команде с пульта дистанционного управление, закрытие производится по истечению задержки длительностью в одну минуту.

В процессе выполнения курсового проекта был получен практический опыт в написании программы на языке ассемблер для микропроцессора AVR.

Список использованных источников

[1] Автоматический шлагбаум - это максимальная функциональность [Электронный ресурс]. - Электронные данные. - Режим доступа : http://www.prodom.by/oborudovanie/avtomaticheskiy-shlagbaum--eto-maksimalnaya-funktsionalnost.html

[2] Схема материнской платы шлагбаума [Электронный ресурс]. - Электронные данные. - Режим доступа : http://шлагбаум-автоматический.рф/инструкция-на-шлагбаум/схема-материнской-платы-шлагбаума/

[3] Documentazione Tecnica T46-M [Электронный ресурс] : Datasheet / Came Cancelli Automatici - Электронные данные. - Режим доступа : came_zl38.pdf.

[4] Автоматическое отключение открытия - закрытия шлагбаума системы парковки [Электронный ресурс]. - Электронные данные. - Режим доступа: http://www.kruso.su/avtomat/123-sistema-parkovki.html

[5] ATtiny15 [Электронный ресурс]. - Электронные данные. - Режим доступа: http://www.gaw.ru/html.cgi/txt/ic/Atmel/micros/avr/attiny15.htm

[6] РАДИОПРИЕМНИК ДАННЫХ НА ИМС MAX1473 [Электронный ресурс]. - Электронные данные. - Режим доступа: http://k88882.narod.ru/radio007.html

[7] РАДИОПЕРЕДАТЧИК ДАННЫХ НА ИМС МАХ1472 [Электронный ресурс]. - Электронные данные. - Режим доступа: http://k88882.narod.ru/radio006.html

[8] MAX14723[Электронный ресурс]. - Электронные данные. - Режим доступа: http://www.gaw.ru/html.cgi/txt/ic/Maxim/rf/rf/max1472.htm

[9] MAX1472 [Электронный ресурс]. - Электронные данные. - Режим доступа: http://www.gaw.ru/html.cgi/txt/ic/Maxim/rf/rf/max1473.htm

[10] G2R1E5DC (OMRON) [Электронный ресурс]. - Электронные данные. - Режим доступа: http://www.compel.ru/infosheet/OMRON/G2R1E5DC/

[11] Биполярные транзисторы. Типовые характеристики. Справочник. Даташиты. Описания [Электронный ресурс]. - Электронные данные. - Режим доступа: http://alltransistors.com/ru/transistor.php?transistor=44846

[12] Евстафеев А.В. Микроконтроллеры AVR семейств Tiny и Mega фирмы ATMEL; Додэка - XXI, М. 2008;

Размещено на Allbest.ru