Ввод инфо с датчиков (Ввод информации с датчиков)

Ввод информации с датчиков.

• 1.Опрос двоичного датчика. Ожидание события.

• 2.Устранение дребезга контактов

• 3.Подсчет числа импульсов

• 4.Опрос группы двоичных датчиков

1. Опрос двоичного датчика. Ожидание события.

В устройствах и системах логического управления объектами события в объекте управления фиксируются с использованием разнообразных датчиков цифрового и аналогового типов. Наибольшее распространение имеют двоичные датчики типа да/нет, например концевые выключатели, которые подключаются к МК так, как показано на рис. 6.1.   

   

  

Ожидание статического сигнала. Типовая процедура ожидания события (WAIT) состоит из следующих действий: ввода сигнала от датчика, анализа значения сигнала и передачи управления в зависимости от состояния датчика. На рис. 6.2 представлена блок-схема алгоритма процедуры ожидания события, фиксируемого замыканием контакта двоичного датчика. Конкретная программная реализации процедуры зависит не только от типа МК, но и от того, каким образом датчик подключен к МК. Он может быть подключен к одной из линий портов МК или к специальным тестируемым входам (Т0, Т1 для МК48).

Например, при подключении датчика к линии бита 3 порта 1 программа реализации процедуры ожидания замыкания контакта будет иметь вид :

версия для МК48

WAITC:

IN A, P1 JB3 WAITC ...

;ввод сигнала от датчика ;если контакт датчика разомкнут,то повторять ввод, иначе ;выход из процедуры

 версия для МК51

WAITO:

JNB P1.3, WAITO

;ожидание размыкания контакта датчика

При подключении датчика к тестовому входу Т0 микроконтроллера МК48 программа будет иметь вид:

версия для МК48

WAITC:

JT0 WAITC

;если контакт разомкнут, то цикл

Другим частным случаем типовой процедуры ожидания события является процедура ожидания размыкания контакта, которая может быть реализована следующим образом:

версия для МК48

WAITO:

IN A, P1 CPL A JB3 WAITO

;ввод байта ;инвертирование ;если контакт замкнут, то цикл

 

версия для МК51

WAITC:

JB P1.3, WAITC

;ожидание замыкание контакта датчика

Наравне с входами Т0 и Т1 для опроса датчика может использоваться и вход ^¬ЗПР. В этом случае надо предварительно запретить прерывания и использовать вход ^¬ЗПР как тестовый.

Режим прерывания целесообразно использовать только для опроса особо важных датчиков с целью уменьшения времени реакции на исключительную (аварийную) ситуацию в объекте управления.

 

Ожидание импульсного сигнала. Схема подключения датчика импульсного сигнала аналогична схеме на рис.6.1. Особенность процедуры ожидания импульсного сигнала состоит в том, что МК должен обнаружить не только факт появления, но и факт окончания сигнала.

Для программирования этой процедуры удобно воспользоваться рассмотренными выше примерами ожидания события, смонтировав их последовательно в линейную программу. Оформлять процедуры WAITC и WAIT0 в виде подпрограмм нецелесообразно, так как это удлиняет программу,а длина и,следовательно, время исполнения программы определяют минимальную длительность импульса, который может быть обнаружен программой.

Последовательность склеивания процедур WAITC и WAIT0 зависит от формы импульса. Для "отрицательного" импульса (1 --> 0--> 1) процедура WAITC предшествует процедуре WAIT0, для "положительного" (0 --> 1 --> 0) следует за ней.

Ниже приведены примеры программной реализации процедуры ожидания "отрицательного" импульсного сигнала при подключении датчика к биту 3 порта 1 при условии, что начальное состояние входа - единичное:

версия для МК48

WAITC: WAITO:

IN A, P1 JB3 WAITC IN A, P1 CPL A  JB3 WAITO

;ввод байта ;если P1.3=1, то ждать ;ввод байта ;инверсия ;если Р1.3=0, то ждать

версия для МК51

WAITC: WAITO:

JB P1.3, WAITC JNB P1.3, WAITO

;ожидание Р1.3=0 ;ожидание Р1.3=1

Аналогичным образом строится программа при подключении датчика импульсного "отрицательного" сигнала к тестовому входу МК48:

версия для МК48

WAITC: WAITO:

JT0 WAITC JNT0 WAITO

;ожидание появления импульса ;ожидание окончания импульса

Программная реализация цикла ожидания накладывает ограничения на длительность импульса: импульсы длительностью меньше времени выполнения цикла ожидания могут быть "не замечены" МК. Минимально допустимые длительности импульсов для различных способов подключения импульсного датчика к МК приведены в табл. 6.1.

Таб1. Минимально допустимые длительности импульсов для различных способов подключения датчика к МК

Способ подключения датчика к МК48/МК51	Минимально допустимая длительность импульса, мкс
P1,P2,BUS/P0 Т0,Т1 ¬ЗПР	отрицательного 10/2 5/2 10/2	положительного 12,5/2 5/2 5/2

 

Для обнаружения кратковременных импульсов можно использовать способ фиксации импульса на внешнем триггере флага (рис. 6.3).

На вход МК в этом случае поступает не кратковременный сигнал с датчика, а флаг, формируемый триггером. Триггер устанавливается по фронту импульса, а сбрасывается программным путем - выдачей специального управляющего воздействия. Длительность импульса при этом будет ограничена снизу только быстродействием триггера.

 

Текст программы для МК48 приведен ниже:

;версия для МК48

FLAGIN:   WAITC:

ANL P2, #0FEH ORL P2, #01H JT0 WAITC

;процедура ввода флага в МК48 ;сброс флага ;ожидание прихода импульса

 

 

2. Устранение дребезга контактов

При работе МК с датчиками, имеющими механические или электромеханические контакты (кнопки, клавиши, реле и клавиатуры), возникает явление, называемое дребезгом. Это явление заключается в том, что при замыкании контактов возможно появление отскока (BOUNCE) контактов, которое приводит к переходному процессу. При этом сигнал с контакта может быть прочитан МК как случайная последовательность нулей и единиц.Подавить это нежелательное явление можно схемотехническими средствами с использованием буферного триггера (рис. 6.4), но чаще это делается программным путем.

Наибольшее распространение получили два программных способа ожидания установившегося значения:

1) подсчет заданного числа совпадающих значений сигнала;

2) временная задержка.

Схемы процедур подавления помех от дребезга контактов (DEBONCE) при вводе сигнала 0 показаны на рис.6.5. Суть первого способа состоит в многократном считывании сигнала с контакта. Подсчет удачных опросов (т.е. опросов, обнаруживших, что контакт устойчиво замкнут) ведется программным счетчиком. Если после серии удачных опросов встречается неудачный, то подсчет начинается сначала. Контакт считается устойчиво замкнутым (дребезг устранен), если последовало N удачных опросов. Число N подбирается экспериментально для каждого типа используемых датчиков и лежит в пределах от 5 до 50.

Пример программного подавления дребезга контакта приводится для случая, когда датчик импульсного сигнала подключен к входу Т0, счет удачных опросов ведется в регистре RЗ, N=20:

версия для МК48

DBNC: DBNC1:

MOV R3, #20 JT0 DBNC DJNZ R3,DBNC1

;инициализация счетчика ;если контакт разомкнут, то начать ;отсчет опросов сначала ;декремент счетчика, и если содержимое ;счетчика не равно 0, то повторить анализ ;состояния контакта

версия для МК51

DBNC: DBNC1:

MOV R3, #20 JB P3.4, DBNC DJNZ R3,DBNC1

;инициализация счетчика ;если контакт разомкнут, то начать ;отсчет опросов сначала ;повторять, пока R3 не станет равным 0

 

Рис.6.5. Блок-схемы процедур подавления дребезга контактов путем многократного считывания (а) и с использованием временной задержки (б)

 

Устранение дребезга контакта путем введения временной задержки заключается в следующем. Программа, обнаружив замыкание контакта К, запрещает опрос состояния этого контакта на время, заведомо большее длительности переходного процесса. Программа, соответствующая БСА на рис.6.5 б, написана для случая подключения датчика к входу Т0 и программной реализации временной задержки.

версия для МК48

LDBNCDL: EXIT:

JT0 DBNCD CALL DELAY . . .

;ожидание нуля на входе T0 ;вызов подпрограммы задержки ;выход из процедуры

Временная задержка (в пределах 1-10 мс) подбирается экспериментально для каждого типа датчиков и реализуется подпрограммой DELAY.

 

 

3. Подсчет числа импульсов

Часто в управляющих программах возникает необходимость ожидания цепочки событий, представляемой последовательностью импульсных сигналов от датчиков. Рассмотрим две типовые процедуры: подсчет числа импульсов между двумя событиями и подсчет числа импульсов за заданный интервал времени.

Подсчет числа импульсов между двумя событиями. Эту типовую процедуру удобно проиллюстрировать на конкретном примере. Предположим, что необходимо подсчитать число деталей, сошедших с конвейера от момента его включения до момента выключения. Факт схода детали с конвейера фиксируется фотоэлементом, на выходе которого формируется импульсный сигнал (рис. 6.6) .

 

Для простоты реализации программы считаем, что общее количество деталей не превышает 99 :