Проектирование автоматизированнь2х станков и комплексов (831035), страница 36
Текст из файла (страница 36)
Операции влияют на биты переполнения, переноса и четности в регистре состояния микроконтроллераPSW.В командах сложения и вычитания аккумулятор являетсяпервым операндом и принимает результат операции. Вторым операндом может быть регистр общего назначения, ячейка резидентного ОЗУ с косвеннорегистровой или прямой адресацией или непосредственно байт данных. Выполняются эти команды в течение одного машинного цикла.DIVУмножение МUL АВ и делениеныхцикла.ДляихпроведениявАВ выполняются за четыре машинмикроконтроллереестьспециальныйрегистр В, в который записывают один из сомножителей или делитель.
Второй сомножитель или делимое заносят в аккумулятор. После выполненияоперации умножения старший байт результата помещается в аккумулятор, амладшийостаток--в регистр В; после деления частное помещается в аккумулятор, ав регистр В.Логические команды с байтовыми переменными реализуют логическиеоперации И, ИЛИ и исключающее ИЛИ в аккумуляторе и байте-источнике.Второй операнд адресуется так же, как и в арифметических командах.Команды битового процессора могут выполняться с операндами, размещенными только в зонах резидентного ОЗУ с прямой побитной адресацией.Каждый из адресуемых битов может быть установлен винвертирован или проверен. Все32«1»,сброшен в «О»,вывода четырех портов микроконтроллера допускают побитную адресацию, что позволяет одной ассемблерной командой включить или выключить какой-либо привод (провести дискретноеуправление) или проконтролировать состояние переключателя (реализоватьдискретный контроль).
Команды битового процессора позволяют оптимизировать УП и повысить ее быстродействие.Команды ветвления и передачи управления бывают безусловные и условные, с абсолютной адресацией внутри адресного пространства в2 Кбайт и64 Кбайтис относительной адресацией. В последнем случае за кодом команды указывается байт смещения относительно содержимого счетчика командна момент выполнения операции. Команды условных переходов позволяюторганизовать ветвление в программах и исполнять циклы. Если в регистробщего назначения (в нашем случаераций, то по командеDJNZ R4,R4)предварительно записать число итеМОО содержимое регистра каждый раз будетинкрементироваться и будет осуществляться переход к метке МОО (телу цикла), пока содержимое регистра не станет равным «О».Рассмотренная система команд семействаMCS-51стала своего рода эталоном для микроконтроллеров.
С помощью ее удается создавать компактныеи эффективные программы, управляющие отдельными узлами и элементами17413.Микроэлектронные устройства в станках и станочных комплексахтехнологического оборудования. Наличие в составе микроконтроллеров двухтаймеров позволяет организовать работу УП в реальном времени.Программирование микроконтроллеров семействаMCS-51можно проводить на языках высокого уровня, например С, но наиболее эффективно наассемблере. Строка текста программы на ассемблере состоит из четырех полей: метка, операция, операнды, комментарий. Любое из полей может отсутствовать.Метка представляет собой буквенно-цифровую комбинацию, котораяначинается с буквы латинского алфавита и завершается двоеточием.
Этосимволическое обозначение адреса ячейки памяти, в которой должен бытьпомещен код следующей за меткой команды. В поле операции записываетсямнемоническое обозначение команды, затем определяются операнды, участвующие в операции. Непосредственный операнд представляет собой числоили символическое имя с обязательным указанием префикса#значения операнда. Прямой адрес операнда может быть задан мнемоническим обозначением, числом или символическим именем. Указанием на косвенную адресацию служит префикс@.Поле комментария используется для текстового пояснения программы и должно начинаться символом«;».Компилятор языка преобразует исходную программу в объектные коды.Для более точной трансляции необходимо указать некоторые дополнительные параметры.
Всю эту информацию программист вносит в исходный текстприкладной программы в виде псевдокоманд ассемблера, которые управляютпроцессом трансляции и не преобразуются в объектные коды программы.Например, псевдокоманда1ОН,ORG 1ОНзадает транслятору адрес ячейки памятив которой расположена следующая за ней команда прикладной программы. Выходной файл компилятора имеет расширение«.obj».Программа в объектных кодах содержит вместо мнемоник команд и адресов машинные коды, но привязка адресов пока относительная и для получения загрузочного формата программного обеспечения должна быть скорректирована. Эту операцию выполняет линковщик(отангл.link -соединять,связывать), который учитывает особенности организации памяти конкретного микроконтроллера, задает адреса библиотечных процедур, используемых впрограмме, и формирует загрузочный модуль программного обеспечения.Этот модуль «зашивается» в РПЗУ, и микроконтроллер готов к работе, если впрограммном обеспечении не было ошибок.Отладка программы-достаточнотрудоемкаяоперация,посколькуошибки могут быть на синтаксическом, логическом и физическом уровне.Ошибки на синтаксическом уровне-неверная запись команд-обнаруживаются компилятором и устраняются в процессе создания объектного кода.Ошибки на логическом уровне-задание неверной логики работы-могутбыть обнаружены программистом при внимательном просмотре исходныхтекстов.
Автоматизировать этот процесс позволяют симуляторы.13.3.ОднокрисmШlьные микроконтроллеры в станках и станочных комплексахСимулятор175это программа, которая выполняет программный код, ис-пользуя программную модель микроконтроллера на персональном компьютере. При этом программист наблюдает за ходом выполнения программы.Можно узнать значения регистров, а также всех ячеек памяти, с которымоперирует микроконтроллер на каждом шаге программы. Часто симуляторявляется частью интегрированной среды программирования, где отладкапрограммы происходит на уровне исходного текста.
Основной недостатокотладкиспомощьюсимулятора заключаетсявтом,чтонеучитываютсяограничения, накладываемые конкретной схемой связи микроконтроллера собъектом управления и конкретными механизмами. Например, импульсныйсигнал на включение пневмоклапана или реле подается, но он слишком короток (клапан не успевает сработать) или слишком слаб по мощности.Средством устранения ошибок на физическом и логическом уровнях является аппаратно-программный эмулятор-устройство, которое заменяетмикроконтроллер в системе управления и энергообеспечения и выполняетпрограммуподуправлениемперсональногокомпьютераипрограммиста.Здесь за основу берется реальный механизм станочной системы с системойэнергообеспечения, но без микроконтроллера.
В контактную колодку, где впоследующем будет размещен штатный микроконтроллер, вставляют выводыаппаратно-программного эмулятора. Далее процесс отладки проводят, как и всимуляторе, только срабатывания элементов механизма не воображаемые, ареальные. Наблюдая за работой устройства, программист может оперативноотладить код программного обеспечения.Контрольные вопросы1. Каки через какие интерфейсы взаимодействуют элементы станочныхсистем? Какова роль микроэлектронных устройств в этих взаимодействиях?2. Какустроены и какие функции в системе управления станочным комплексом выполняют центральные, узловые и локальные контроллеры?3.
Накакие группы делят современные микропроцессорные средствауправления станков и станочных комплексов? Назовите отличительные признаки этих групп.4. Какиетопологии управляющих сетей и режимы обмена информациейприменяют в системах управления? В чем их преимущества и недостатки?5. Назовитепреимущества и недостатки ключей на биполярных, полевыхи IGВТ-транзисторах.6. Как можноуправлять мощностью энергетического потока, подаваемогов нагрузку?7. Чемидеальный операционный усилитель отличается от реального и какрассчитывают схемы на операционных усилителях?8.
Каковы преимущества k-МОП-логикипо сравнению ТТЛШ?176Микроэлектронные устройства в станках и станочных комплексах13.9. Чтотакое тристабильный выход и в каких интегральных схемах егоприменяют?1О. Может ли динамический триггер быть асинхронным?11.
Как устроены и как работают регистры? Чем статическийрегистр от-личается от динамического?12. Какие схемы памяти используют в САУ, как они устроены?13. Каким образом на операционном усилителе можно построить ЦАП?14. Какие известны способы аналого-цифрового преобразования? Как работает метод поразрядного взвешивания?15.
Вчем сходство и чем отличаются типовые микроконтроллеры от микропроцессоров?16. Назначениепрерываний. Как работают прерывания с векторной и автовекторной организацией?17. Накакие зоны делится память микроконтроллеров семействаMCS-51и каково их назначение?18. Какустроены и как работают основные элементы, интегрированные вмикроконтроллеры семейства19.MCS-51?Чем отличаются синхронный и асинхронный обмен по последовательному каналу? Как можно организовать многопроцессорную работу в сети?20. Какиесредства обеспечения надежности предусмотрены в составемикроконтроллеров и как они работают?21. На какие группы разделяются команды микроконтроллеров семействаMCS-51? Какие методы адресации могут использоваться?22.
Какие методы и средства используют при программировании и отладке программного обеспечения микроконтроллеров?14. ПРОЕКТИРОВАНИЕ АВТОМАТИЗИРОВАННЫХСТАНОЧНЫХ СИСТЕМ14.1. АВТОМАТИЗИРОВАННЫЕСТАНОЧНЫЕ СИСТЕМЫВ МЕХАНОСБОРОЧНОМ ПРОИЗВОДСТВЕ14.1.1.Автоматизация механосборочноf"о производстваСовременное машино- и приборостроительное производство все в большей мере становится объектом интенсивного и многостороннего использования новейших достижений в области науки, технологии, экономики, менеджмента, вычислительной техники и других прикладных дисциплин. Помимотехнологических процессов, все в большей степени реализуются информационные технологии, которые придают новое качество процессу производства,традиционным и специальным технологическим процессам.Автоматизированное оборудование, используемое в машиностроении иприборостроении,немыслимобезприменениявычислительнойтехники,компьютеров, контроллеров как на стадии проектирования нового автоматического и автоматизированного оборудования, так и на стадии его эксплуатации, диагностики, ремонта.
Автоматическое и автоматизированное оборудованиемеханосборочногопроизводствапредставляетсобойнеразрьmноеединство высокоавтоматизированных технологических машин и многоуровневых компьютерных систем управления, используемых для оборудованияс ЧПУ, контроля параметров обработки, измерения деталей, счета и кодирования, диспетчирования, расчета экономической эффективности, финансового мониторинга и многих других функций.Одной из проблем развития машиностроения в промышленно развитыхстранах является дефицит трудовых ресурсов, обусловленный демографическими факторами, перераспределением трудовых ресурсов между производственной и непроизводственной сферами, непопулярностью ручного труда,сравнительно низкой престижностью работы оператора станочного оборудования, неблагоприятными условиями труда, относительно низкой заработнойплатой и т. д.Для современного машиностроения характерно: быстрая и оперативнаяперестройка на выпуск новой продукции в соответствии с меняющимися запросами рынка; наличие жесткой конкуренции между производителями продукции; стремление максимально снизить издержки на заработную плату,оборудование, его эксплуатацию, подготовку производства и другие расходы.17814.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
