Реферати українською » Информатика, программирование » Пристрій керування електроплитою


Реферат Пристрій керування електроплитою

Страница 1 из 3 | Следующая страница

Зміст

 

Запровадження. Постановка завдання       

1. Аналіз завдання. Функціональна специфікація системи

1.1 Список функцій, виконуваних системою

1.2 Опис інтерфейсу між системою та користувачем

2. Попереднє проектування системи

2.1Разбиение системи на модулі

2.2 Співвідношення між апаратними і тими програмними засобами

2.3 Побудова структурної схеми апаратної частини

2.4 Опис структурної схеми

3. Проектування апаратних коштів системи

3.1 Вибір типумикроконтроллера

3.2 Розробка принципової схеми системи

3.3 Опис роботи системи з принципової схемою

4. Проектування програмного забезпечення

4.1 Розробка схеми алгоритму роботи системи та програми наассемблере

4.2 Опис алгоритму роботи системи та програми

Висновки і висновок

Список літератури

Додаток


 

Запровадження. Постановка завдання

 

У курсовому проекті необхідно розробити пристрій управліннядвухконфорочнойелектроплитой з урахуванняммикроконтроллераМС68НС11.

Вимоги, які пред'являються влаштуванню, визначаються вимогами споживачів і користувачів, у яких розраховується проектоване пристрій. Вимоги можна отримати від користувача для виявлення його потреб та засобами визначення те, що користувач хоче системи.

Необхідно одержувати інформацію, у тому, що систему має робити. І тому треба було б ми такі питання:

1) Які режими роботи забезпечує пристрій?

2) Які операції виконує електроплита?

3) При яких умовах електроплита працюватиме?

4) При яких умовах електроплита припинятиме виконання операції?

Відповівши ці запитання можна дійти невтішного висновку про те, що буде являти собою вимоги користувачів.

З заданих даних на курсової проект, можна виділити такі функціональні дії що має виконувати наше пристрій:

1) Забезпечувати управління шляхом установки комбінації рівня потужності нагрівача і часу приготування їжі з фіксованого набору значень кожної з конфорок.

2) Забезпечувати установку рівнів потужності нагрівача і інтервалів часу з допомогою двох кнопок ісемисегментного індикатора.

Таблиця 1 – Рівні часу

Режими часу Час роботи у хв.
1 10
2 20
3 30
4 40
5 50

Таблиця 2 – Рівні потужності

Режими потужності % відmax потужності
1 20
2 40
3 60
4 80
5 100

3) Пристрій має бути нескладним під управлінням.

4) Пристрій має забезпечувати максимальне зручність користувачеві (світлова і звукова сигналізація).


 

1. Аналіз завдання. Функціональна специфікація системи

1.1 Список функцій, виконуваних системою

Функціональна специфікація повинна визначати, які функції їх необхідно виконувати задоволення користувачів і забезпечення інтерфейсу між системою та оточенням. Отже, функціональна специфікація включає дві основні компонента:

1) Список функцій, виконуваних системою.

2) Опис інтерфейсу між системою та користувачем

Оскільки система проектується з урахуванням інформації, котра міститься як і вимогах користувача, і у функціональної специфікації, важливо, щоб функції, які мають відображати необхідну поведінка системи, були описані досить докладно.

Стосовно вимогам користувачів системи управлінняелектроплитой, функціональна специфікація має давати відповіді такі питання:

1) Які кошти слід передбачити для включення роботи конфорки?

2) Які кошти слід передбачити припинення роботи конфорки за бажання користувача?

3) Які кошти слід передбачити для завдання режиму часу?

4) Які кошти слід передбачити для завдання режиму потужності?

5) Які кошти слід передбачити для оповіщення користувача про закінчення роботи?

6) Які кошти слід передбачити для оповіщення користувача на роботу конфорки?

7) Які кошти слід передбачити для одночасного включення конфорок?

Відповівши ці запитання можна можливість перейти до складання функціональної специфікації устрою. У системі:

1) Включення конфорки здійснюватиметься натисканням на кнопку “Старт”.

2) А, щоб користувачеві за бажання вимкнути конфорку, він повинен натиснути кнопку вибір конфорки “1” або “>2”,а потім на кнопку “Зачекайте”.

3) Установка часу роботи з кожної конфорки здійснюватиметься збільшенням чи зменшенням режиму часу на одиницю (режими часу описані у пункті «Запровадження. Постановка завдання» в таблиці 1)

4) Установка рівня потужності кожної конфорки здійснюватиметься збільшенням чи зменшенням режиму потужності на одиницю (режими потужності описані у пункті «Запровадження. Постановка завдання» в таблиці 2)

5) Після закінчення роботи, чи при натисканні кнопки “Зачекайте” спрацьовуватиме зумер.

6) Працюючи конфорки горітиме відповідний їй світловий індикатор.

7) Якщо користувачеві необхідно включити обидві конфорки, може по черзі встановити режим праці та включити кожну їх.

Ці відповіді містять інформацію, необхідну визначення функціональної специфікації. Уявімо цю специфікацію у вигляді, зручною для наступних заслань та від використання наступних етапах проектування. Якщо розподілити специфікацію за категоріями входи, виходи, функції, можна уявити функціональну специфікацію як:

Функціональна специфікація пристрій управлінняелектроплитой:

1)Входи

а) Кнопко “Старт”.

б) Кнопко “Стоп”.

в) Кнопка “Час”.

р) Кнопка “Потужність”.

буд) Кнопко “+”.

е) Кнопко “–”.

ж) Кнопко вибір конфорки “1”

із) Кнопка вибір конфорки “2”

2) Виходи

а) Дві світлових сигналізації (конфорка включена).

б) Звукове сигнал (закінчення роботи).

в) Цифровим індикатор (індикація потужності і часу).

р) Рівень потужності.

буд)Включение/виключение рівня потужності.

3) Функції.

а) Вибір конфорки. Перевірка кнопки “1”, “2”, відповідно до цим працюватиме вихід рівень потужності 1 або 2.

б) Установка часу.Считивается стану з кнопок “Установка часу”, “+”, “–” і згідно з цим висвічується на світловому індикаторі.

в) Установка потужності.Считивается стану з кнопок “Установка потужності”, “+”, “–” і також висвічується на світловому індикаторі.

р) Пуск конфорки.Считивается стан із кнопки “Старт” і згідно з цим відбувається включення конфорки, і навіть відповідного їй світлового індикатора.

буд) Закінчення роботи. Коли закінчується визначений час роботи конфорки, відбувається включення зумера (протягом 2 з) і вимикання відповідного світлового індикатора.

е) Примусова зупинка.Считивается стану з кнопок “1” або “2” і з кнопки “Зачекайте” відповідно до цим відбувається вимикання обраної конфорки, світловий сигналізації і включення зумера на 2 з.

1.2 Опис інтерфейсу між системою та користувачем

Уразрабативаемом устрої взаємодія між системою та користувачем здійснюється з допомогою кнопок, світлодіодних індикаторів, звуковий сигналізації (малюнок 1.2).

>Учет людських чинників під час проектування повинен спричинить простоті системи та легкості її використання. Ці мети досягаються у вигляді проектування належного системного інтерфейсу.

Зовнішній вид панелі управління представлений малюнку 1.1

Малюнок 1.1 – Зовнішній вид панелі управління

На панелі зображені:семисегментний індикатор, розташованого у верхній частині панелі, також кнопки вибору конфорки, під ними – світлові індикатори конфорок, у нижній частині панелі розташовуються й інші кнопки, необхідних управлінняелектроплитой: старт, стоп, час, потужність, +, -.

Алгоритм управлінняелектроплитой: насамперед користувач вибирає конфорку, де готуватиме, (з допомогою кнопки вибір конфорки “1” або “2”), потім встановлює час і потужність підігріву (допомогою кнопок “Час”, “Потужність”, “+”, “–”), які відображатись на цифровому індикаторі, після цього користувач натискає кнопку “Старт”, загоряється відповідний світловий індикатор, насемисегментном індикаторі відбиваються обрані режими часу й потужності, розпочнеться процес приготування. Користувач будь-якої миті може вимкнути електроплиту натисканням кнопок “1” або “>2”,а потім “Зачекайте”. Після закінчення роботи вимикаються світлодіоди,семисегментний індикатор, включається зумер. Якщо користувачеві необхідно включити обидві конфорки, він встановлює режим роботи конфорки і включає кожну їх по черзі.

Малюнок 1.2 – Інтерфейс між системою та користувачі

 


 

2. Попереднє проектування системи

2.1Разбиение системи на модулі

За підсумками функціональної специфікації визначаємо набір модулів, що реалізують що їх у системі функції. Цей набір становить перший рівень проектування системи. Після розбивки системи на модулі відокремлюємо апаратні модулі від програмних. Внаслідок цього будуємо модульну структуру апаратних коштів устрою, яку оформляємо як електричної структурної схеми.

Загальна модульна структура апаратних коштів устрою управліннядвухконфорочнойелектроплитой представлена малюнку 2.1.

Малюнок 2.1 – Загальна модульна структура апаратних коштів мікропроцесорної системи

Основу апаратних коштів устрою становить управляюча мікро ЕОМ, що включає:

1)Процессорний модуль призначений в обробці інформації і управлінняелектроплитой.

2) МодульГТИ (генератор тактових імпульсів) призначений на формування у системі періодичних тактових імпульсів, якими відбувається загальна синхронізація роботи системи.

3) Модуль пам'яті призначений для зберігання інформації.

4) Модуль інтерфейсу введення і модуль інтерфейсу виведення містить компоненти, необхідних зв'язку процесорного модуля коїться з іншими модулями устрою.

5) Модуль перетворення вхідного сигналу і модуль перетворення вихідного сигналу призначений обмінюватись вхідними і вихідними сигналами з зовнішнім оточенням (кнопки, устрою світловий і звуковий сигналізації).

6) Модуль таймера призначений керуватитаймером.

Розглянемо розбивка устрою управлінняелектроплитой на функціональні модулі. З розгляду функціональної специфікації слід, що систему складається з трьох часток: вхід, вихід і функції.

1) Вхідний модуль виконує зчитування стану від усіх кнопок.

2) Вихідний модуль виконує умикання/вимикання світлового і звукового сигналу.

Для частини функціональної специфікації функції можна виділити такі модулі:

1) Модуль очікування.Виполняет перевірку станів всіх кнопок й чекання зміни цих станів, щоб здійснити відповідні дії.

2) Модуль таймера.Виполняет управліннятаймером: запускає і зупиняє таймера, і навіть зчитує її стан.

3) Модуль перевірки.Виполняет перевірку стану всіх кнопок.

4) Модуль відновлення.Виполняет ініціалізацію устрою при початковому включенні харчування.

5) Модуль управління конфорками.Виделяет коди рівнів потужності і виконує умикання/вимикання конфорок.

Після розбивки на функціональні модулі будуєтьсяфункционально-модульная структура устрою управлінняелектроплитой, що дає ієрархію модулів. На рівні модульної структури перебуває виконавчий модуль, який містить кошти, необхідних реалізації керуючої функції. На наступному рівні перебувають модуль перевірки і модуль очікування. Потім розташовуються модуль управління конфорками і модуль відновлення. Вхідний модуль, вихідний модуль і модуль таймера перебувають у найнижчому рівні ієрархії. Отримана модульна структура устрою управлінняелектроплитой представлена малюнку 2.2.

Малюнок 2.2 -Функционально-модульная структура устрою управлінняелектроплитой

Розподіл функцій по модулями устрою управлінняелектроплитой:

>1)Исполнительний модуль виконує:

а) управління системою

>2)Входной модуль виконує такі дії:

а) зчитування стану кнопки “Старт”

б) зчитування стану кнопки “Стоп”

в) зчитування стану кнопки “Час”

р) зчитування стану кнопки “Потужність”

буд) зчитування стану кнопки “+”

е) зчитування стану кнопки “–”

ж) зчитування стану кнопки “1”

із) зчитування стану кнопки “2”

3) Вихідний модуль виконує такі дії:

а) умикання/вимикання світлового індикатора

б) умикання/вимикання звукового сигналу

в) умикання/вимиканнясемисегментних індикаторів

р) подача рівня потужності на відповідну конфорку

е) умикання/вимикання нагрівачів

4) Модуль очікування виконує такі дії:

а) очікування включення кнопки “Старт”

б) очікування включення кнопки “Зачекайте”

в) очікування включення кнопки “ Час ”

р) очікування включення кнопки “Потужність”

буд) очікування включення кнопки “+”

е) очікування включення кнопки “–”

ж) очікування включення кнопки “1”

із) очікування включення кнопки “2”

5) Модуль таймера виконує такі дії:

а) запуск таймера

б) громовідвід таймера

в) зчитування стану таймера

6) Модуль перевірки виконує:

а) перевірку стану кнопки “Старт”

б) перевірку стану кнопки “Зачекайте”

в) перевірку стану кнопки “Час”

р) перевірку стану кнопки “ Потужність”

буд) перевірку стану кнопки “+”

е) перевірку стану кнопки “–”

ж) перевірку стану кнопки “1”

із) перевірку стану кнопки “2”

7) Модуль відновлення виконує:

а) ініціалізацію системи (апаратних і програмних засобів) при початковому включенні (включення харчування).

8) Модуль управління конфорками виконує такі дії:

а) виділяє код рівня потужності

б) умикання/вимикання конфорки

Повнафункционально-модульная структура устрою управлінняелектроплитой, куди входять функції кожному за модуля, показано малюнку 2.3.

Малюнок 2.3 –Функционально-модульная структура устрою управлінняелектроплитой, куди входять функції кожному за модуля


 

2.2Соотношения між апаратними і тими програмними засобами

Функція управління системи реалізується керуючої мікро ЕОМ у виконання основний (керуючої) програми шляхом послідовного виклику функцій відповідних програмних модулів системи.

Зв'язок між програмними і апаратними засобами устрою управлінняелектроплитой представлена малюнку 2.4. З цієї малюнка видно, що функції таймера передані апаратним засобам.

 

Малюнок 2.4 – Зв'язок між апаратними і тими програмними засобами устрою управлінняелектроплитой


 

2.3 Побудова структурної схеми апаратної частини

 

За підсумками функцій виконуваних системою побудуємо структурну схему апаратної частини.

Електрична структурна схема проектованої системи приведено на кресленніБГУИ.ХХХХХХ.001Э1 при застосуванні Б.

2.4 Опис структурної схеми

 

Центральним модулем структурної схеми є процесорний модуль. Він виконує функцій управління процесом обміну даними з периферійними пристроями, обробки інформації. У модулі пам'яті зберігаються коди, константи і які змінюються програм, тож підпрограм процесорного модуля. До того ж в окремий блок можна назвати модульГТИ. Для відліку необхідних проміжків часу й організації затримок використовується модуль таймера.

Вхідний і вихідний модулі необхідні координування операцій виводу-введення-висновку. Імовірно їх подадуть послідовними і паралельними портамимикропроцессорного устрою. Для підключення зовнішніх пристроїв умикроконтроллера передбачено п'ять восьмирозрядних портів. У нашому випадку периферійними пристроями служитимуть: кнопки, світлові індикатори,семисегментние індикатори, кошти звуковий сигналізації. Вони й буде підключено до вхідному і вихідному модулями.


 

3. Проектування апаратних коштів системи

 

3.1 Вибір типумикроконтроллера

Управління контроль пристроєм управлінняелектроплитой здійснюватиметьсямикроконтроллеромМС68НС11А8. Він є основою апаратної частини.

У цьому проектімикроконтроллер працюватиме уоднокристальном режимі. Тому на згадуваній входиMODA,MODB потрібно подати логічні сигнали ‘0’ і ‘1’ відповідно.

>Микроконтроллер адресує до 64 Кбайт пам'яті (адреси [>fde_1328384480_3082483184_1328384480_3218883044_4490]00-$FFFF), які діляться на 16 сторінок по 4Кбайта. Повний обсяг пам'яті доступний в розширеному режимі, коли на висновках портів B, З підключається зовнішня пам'ять. У нашому випадку використовується однокристальний режим роботи. Тому доступна лише внутрішня пам'ятьмикроконтроллера: ПЗУ,РПЗУ,ОЗУ, а порти У, З служать обмінюватись даними з зовнішніми пристроями. Дві останні сторінки адресного простору (адреси $>E000-$FFFF) займає внутрішнємасочное ПЗУ, вміст якого програмується у процесі виготовленнямикроконтроллера на замовлення користувача. У ПЗУ міститиметься нашу програму.РПЗУ розміщається за адресами $>B600-$B7FF й у даному курсовому проекті немає.ОЗУ при початковій установцімикроконтроллера (процедураRESET) займає адресне простір [>fde_1328384480_3082483184_1328384480_3218883044_4490]00-[fde_1328384480_3082483184_1328384480_3218883044_4490]FF.

 

3.2 Розробка принципової схеми системи

Для проектованого устрою управлінняелектроплитой нам знадобляться кнопки, світлодіоди, зумер ісемисегментние індикатори.


 

3.2.1Устройства управління світлодіодами

>Светодиоди застосовуються для сигналізації і індикації різних станів електронних пристроїв. Для проектування даного устрою знадобиться стандартний світлодіод. У схемою послідовно зісветодиодом використовується резистор, опір якого вибирається залежно від напруги харчування (таблиця 3.1). Схема управліннясветодиодом зображено малюнку 3.1.

Таблиця 3.1 – Таблиця залежності опору від напруги харчування.

>Vcc >R(Ом)
3…4 0
4…5 100
5…8 220
8…12 470
12…15 820

Малюнок 3.1 – Схема управліннясветодиодом

3.2.2 Управління звуковими пристроями

Для проектування устрою управлінняелектроплитой використовуватимемо напівпровідниковий зумер на транзисторіZTX300. Для генерації звуку на базуZTX300 необхідно подати високий рівень напруги. На

Страница 1 из 3 | Следующая страница

Схожі реферати:

Навігація