Лаб.раб №4 по Егорову(теория) (539919)

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла

Теоретическая часть к лабораторной работе №4.

Цель работы: изучение основных принципов задания программного управления по закону, заданному в виде булевых функций, по алгоритму и по циклограммам, выработка навыков программной реализации заданного этими принципами программного управления и практическое выявление преимуществ и недостатков каждого метода.

1. Согласование МКП с внешними устройствами.

1.1. Подключение микроконтроллера. Порты.

Внешними устройствами (ВУ), подключаемыми к микроконтроллеру МКП-1 могут быть автоматы, станки, роботы, и другое промышленное технологическое оборудование, управляемое дискретно и имеющее входы и выходы, согласуемые по электрическим параметрам с соответствующими входами и выходами микроконтроллера МКП-1.

Для подключения программно управляемых роботов к микроконтроллеру МКП-1, у последнего имеются специальные входы и выходы, называемые портами:

• Z-порты нагрузок

• E-порты датчиков.

Порты нагрузок (Z-порты) представляют собой выходные управляющие сигналы микроконтроллера. Порты датчиков (E-порты) являются входными линиями для принятия сигналов от технологического оборудования. Каждый порт выполнен в виде отдельной розетки на задней панели микроконтроллера МКП-1. Максимально может быть установлено 3 порта для нагрузок и 3 порта для датчиков.

Соединение микроконтроллера с оборудованием производится при помощи кабелей связи с розетками.

Схема согласования микроконтроллера с внешним оборудованием приведена на рисунке 4.

Поскольку может быть несколько однотипных портов, то они обозначаются как Z0, Z1, E0, E1 и т д.

Каждая нагрузка и каждый датчик имеет свой индивидуальный номер от 0 до F.

Номер порта вместе с номером датчика или номером нагрузки представляет полный адрес порта (устройства), по которому производится обращение в программе.

Например:

• Z1D – нагрузка номер D, подключённая к порту Z1, полный адрес выхода 1F

• E01 – датчик номер 1, подключённый к порту E0, полный адрес входа 01.

Параметры портов.

Выходные сигналы для управления нагрузками Z имеют следующие характеристики:

• коммутируемое напряжение постоянного тока от 20 до 30 В

• максимальный коммутируемый ток каждой нагрузки 0,5 А

• падение напряжения на выходе, не более 2 В.

Входные сигналы от датчиков оборудования:

• высокий уровень напряжения постоянного тока от 20 до 30 В

• низкий уровень напряжения постоянного тока, не более 5 В

• входной ток 13 мА

• время реакции на фронт 4 мс.

2. Система команд микроконтроллера.

Рассмотрим непосредственно команды управления технологическим оборудованием. Они представлены в таблице 1.

В качестве операндов в этих командах используются адреса входных и выходных портов.

Команды ОЖ0 и ОЖ1 предназначены для полного останова выполнения программы до появления соответствующих сигналов от датчиков, установленных на технологическом оборудовании.

Команды ПР0 и ПР1 напоминают предыдущие две команды, однако они предназначены лишь для проверки состояния сигналов от датчиков. Выполнение следующей команды не задерживается. Эти команды аналогичны командам сравнения, рассмотренным ранее с тем лишь отличием, что сравнение производится содержимого регистра БУ с сигналом от датчика, а не счетчика с числом.

Команды ВКЛ и ВЫКЛ – это команды безусловного включения и выключения нагрузок.

Команды ВЫВ БУ и ВЫВ БУ(инверсный) являются командами условного включения или выключения нагрузок.

Команды работы с портами Таблица 1.

Команды УСТ БУ ВХ и УСТ БУ ВХ(инверсный) предназначены для чтения состояния датчиков для последующего использования этих данных.

12. Классификация команд микроконтроллера.

По функциональному назначению команды микроконтроллера можно разделить на следующие группы:

• Ввода-вывода,

• Управления программой,

• Управления счетчиками,

• Контроля и редактирования программы,

• Тестового контроля функциональных блоков.

По выполняемым операциям команды можно классифицировать различными способами, так как некоторые команды можно определять по разным группам в зависимости от критерия классификации.

Можно выделить следующие группы команд (причем некоторые команды могут относиться к нескольким группам):

Ввода-вывода,

• Выдержки интервалов времени,

• Изменения линейного выполнения программы,

• Останова программы,

• Отображения информации,

• Подпрограмм,

• Работы с входными портами,

• Работы с выходными портами,

• Работы с однобитной памятью,

• Работы с последовательным интерфейсом,

• Работы с регистром бита условия,

• Работы со счетчиками,

• Редактирования программы,

• Связи с центральной ЭВМ и передачи данных по последовательному интерфейсу,

• Служебные,

• Сравнения,

• Технологические,

• Условных и безусловных действий,

• Условных и безусловных переходов,

• Холостая команда.

В данной работе рассмотрены практически все (за исключением нескольких) команды микроконтроллера МКП-1.

3. Принципы задания программного управления.

Существует 3 основных принципа задания программного управления промышленным оборудованием:

1. По закону, заданному в виде булевых функций.

2. По алгоритму, в зависимости от условий вычислительного процесса.

3. По циклограммам.

3.1. Программное управление по закону, заданному в виде булевых функций.

Законы управления описываются в виде булевых функций.

П ример: Y₁=X₀*X₁*(-X₂)

Y₂=-Y₁

Y₃=X₄*Y₁

Где: -Y₁ – знак «минус» обозначает инверсию сигнала,

X₀, X₁, X₂, X₄, - сигналы от датчиков,

Y₁, Y₂ и Y₃ - выходные управляющие сигналы.

Закон управления описывает состояние нагрузок в зависимости от состояния датчиков (связь между входными и выходными воздействиями) в каждый момент времени.

Для реализации программного управления по закону должно быть установлено соответствие между обозначениями входных и выходных сигналов в формуле закона управления и номерами портов микроконтроллера, например:

X ₀ – сигнал от входного порта E00,

X₁ - сигнал от входного порта E05,

X₂ - сигнал от входного порта E0A,

X₄ - сигнал от входного порта E0B,

Y₁ – выходной сигнал (состояние) выходного порта Z2F,

Y₂ - – выходной сигнал (состояние) выходного порта Z1A.

Теперь, используя команды управления портами, можно написать программу управления технологическим оборудованием. Поскольку закон управления описывает состояние нагрузок в зависимости от состояния датчиков в каждый момент времени, то имеет место цикловое программное управление, а значит, последней командой в программе должна быть команда безусловного перехода на первую (по счету) команду, т.е. программа должна быть зациклена в бесконечный цикл.

Можно указать следующие преимущества программного управления по закону, заданному в виде булевых функций:

• Простота и наглядность.

• Четкое описание процесса.

• Компактность программы даже для системы с большим количеством нагрузок и датчиков.

Однако, у этого вида программного управления имеются и следующие недостатки:

• Трудность применения для сложных систем.

• Отсутствие возможности ожидания сигналов.

• Серьёзные затруднения с использованием временных интервалов задержки.

• Невозможность применения для систем без обратной связи или с неполной обратной связью.

3.2. Программное управление по алгоритму, в зависимости от условий вычислительного процесса.

Данный вид программного управления описывается в виде «как он есть» с помощью алгоритма. Понятие алгоритма общеизвестно, и поэтому в объяснении не нуждается.

Алгоритм описывает программу управления на уровне командной реализации и учитывает все особенности данного процесса. В алгоритме могут вычисляться и определённые математические функции и преобразования, исходными данными для которых является или информация от оборудования, или сторонняя информация, а результаты вычислений могут использоваться программой управления для принятия решения о том или ином дальнейшем воздействии на технологическое оборудование.

При описании программного управления по алгоритму могут использоваться все известные алгоритмические структуры, такие как ветвления, циклы, подпрограммы, переменные и константы.

Характеристики

Тип файла документ

Документы такого типа открываются такими программами, как Microsoft Office Word на компьютерах Windows, Apple Pages на компьютерах Mac, Open Office - бесплатная альтернатива на различных платформах, в том числе Linux. Наиболее простым и современным решением будут Google документы, так как открываются онлайн без скачивания прямо в браузере на любой платформе. Существуют российские качественные аналоги, например от Яндекса.

Будьте внимательны на мобильных устройствах, так как там используются упрощённый функционал даже в официальном приложении от Microsoft, поэтому для просмотра скачивайте PDF-версию. А если нужно редактировать файл, то используйте оригинальный файл.

Файлы такого типа обычно разбиты на страницы, а текст может быть форматированным (жирный, курсив, выбор шрифта, таблицы и т.п.), а также в него можно добавлять изображения. Формат идеально подходит для рефератов, докладов и РПЗ курсовых проектов, которые необходимо распечатать. Кстати перед печатью также сохраняйте файл в PDF, так как принтер может начудить со шрифтами.

Список файлов лабораторной работы