Термостат

Термостат

7

Министерство образования Российской Федерации

УРАЛЬСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

КАФЕДРА РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ ИНФОРМАЦИОННЫХ СИСТЕМ

Оценка работы

Члены комиссии

В настоящее время в микропроцессорной технике выделился самостоятельный класс интегральных схем - микроконтроллеры, которые предназначены для встраивания в приборы различного назначения.

Использование микроконтроллеров в различных изделиях не только приводит к улучшению всех показателей (стоимость, надежность, потребляемая мощность, габариты) и позволяет многократно сократить сроки разработки и отодвинуть сроки морального старения изделий, но и придаёт им принципиально новые потребительские качества: расширенные функциональные возможности, модифицируемость, адаптивность и т.д.

Разработка схемы устройства

Термостат выполнен на однокристальном микроконтроллере Intel 8051. В качестве многоканального АЦП был выбран 8ми канальный АЦП К572ПВ4.

На входы Р0.0-Р0.7 микроконтроллера поступает код выбранного температурного датчика. Выбор датчика осуществляет АЦП, используя сигналы Р2.0-Р2.2. С выхода Р2.3 на вход АЦП поступают синхросигналы, необходимые для выбора датчика и начала преобразования.

Порты Р2.4 и Р2.5 используются для управления реле, через которые подключены исполнительные элементы (вентилятор и нагреватель).

Тактовая частота микроконтроллера задается кварцевым резонатором, частота которого равна 12МГц. АЦП включен по стандартной схеме[5].

Схема устройства приведена в приложении 1.

Принцип работы термостата

Код от температурного датчика поступает на один из портов микроконтроллера (Р0). Поступивший код анализируется микроконтроллером на предмет соответствия температуры заданным рамкам (19оС-21оС). Если температура находится в заданных пределах, то анализируется код следующего датчика (всего 8 датчиков).

Датчики опрашиваются с периодом 320 мкс (если температура всех датчиков находится в заданных пределах). Выбор датчика осуществляется при помощи сигналов Р2.0-Р2.2. Если температура какого-либо датчика окажется за границами заданной области, то включается один из исполнительных элементов (подключены к Р2.4 и Р2.5), и продолжается контроль данного датчика до тех пор, пока температура не придет в норму.

Программное обеспечение

Для работы устройства необходимо программное обеспечение. Блок схема программы приведена в приложении 2.

Для обеспечения устройства работы необходимо вырабатывать сигналы выбора канала и сигнал опроса канала с последующим преобразованием входного напряжения.

На выходе АЦП 8ми разрядный код, соответствующий изменению входного напряжения 0…2.5В. Пусть датчик настроен таким образом, что при изменении температуры в интервале 0оС…50оС, напряжение на входе АЦП изменяется в заданных пределах (0…2.5В). Тогда можно легко найти соответствие между температурой датчика и кодом на выходе АЦП:

Заключение

В ходе выполнения данной курсовой работы был разработан прибор «ТЕРМОСТАТ» на однокристальном микроконтроллере INTEL 8051.

Прибор работает с 8 температурными датчиками, подключенными через многоканальный АЦП и автоматически поддерживает температуру в диапазоне 19°С-21°С.

Библиография

1. Ваша первая программа для микроконтроллера Intel 8051: Методические указания к лабораторной работе №1 по курсу “Микропроцессоры и вычислительные устройства”/ Добряк В.А. Екатеринбург: УГТУ, 1999. 32 с.

2. Система команд микроконтроллера Intel 8051: Методические указания к лабораторной работе №2 по курсу “Цифровые устройства и микропроцессоры”/ Добряк В.А., Рагозин В.К. Екатеринбург: УГТУ, 1999. 32 с.

3. Программирование микроконтроллера Intel 8051 на языке ассемблера: Методические указания к лабораторной работе №3 по курсу “ Цифровые устройства и микропроцессоры”/ Добряк В.А., Рагозин В.К. Екатеринбург: УГТУ, 1999. 26 с.

4. Взаимодействие микроконтроллера Intel 8051 с объектами управления: Методические указания к лабораторной работе №4 по курсу “ Цифровые устройства и микропроцессоры”/ Добряк В.А., Рагозин В.К.. Екатеринбург: УГТУ, 2001. 21 с.

5. Микросхемы ЦАП и АЦП: функционирование, параметры, применение. -М.: Энергоатомиздат, 1990.-320с.:ил. Федоров Б.Г., Телец В.А.

Приложение 1

Схема электрическая принципиальная

Приложение 2

Алгоритм основной программы

Алгоритм обработки прерывания таймера 0

Приложение 3

ORG 0H ;начало программы

MOV P0, #0H ;обнуление Р0

MOV P2, #0H ;обнуление Р2

MOV R7, #0H ;номер датчика температуры

SJMP START ;переход на метку START

ORG 0BH ;программа обработки прерывания о таймера 0

MOV TH0, #11111111B ;"настройка" таймера 0

MOV TL0, #11101010B ;на нужное время срабатывания

PUSH ACC ;сохранение аккумулятора в стеке

MOV A, P0 ;считывание кода температуры одного из ;датчиков

CPL P2.3 ;выдача синхросигнала на АЦП

SUBB A, R5 ;T>21 ?

JNC T21 ;переход, если T>21 MOV A, P0

SUBB A, #1100001B ;T<19 ?

JC T19 ;переход, если T>19

CLR P2.4 ;выключение вентилятора

CLR P2.5 ;выключение нагревателя

SJMP NEXT ;переход на метку NEXT

T21: SETB P2.4 ;включение вентилятора

CLR P2.5 ;выключение нагревателя

SJMP NOCORRECT ;переход на метку NOCORECT

T19: SETB P2.5 ;включение нагревателя

CLR P2.4 ;выключение вентилятора

SJMP NOCORRECT ;переход на метку NEXT

NEXT: INC R7 ;настройка на проверку следующего датчика

СJNE R7, #1000B, NOCORRECT ;R7 = 8

MOV R7, #0H ;переход на нулевой датчик

NOCORRECT: POP ACC ;извлечение аккумулятора из стека

RETI

START: MOV TMOD, #00000001B ;настройка таймера 0: 16 битный таймер

MOV TH0, #11111111B ;"настройка" таймера 0

MOV TL0, #11101010B ;на нужное время срабатывания (1 раз за 20 мкс)

SETB TCON.4 ;пуск таймера 0

SETB IE.7 ;снятие блокировки прерываний

SETB IE.1 ;разрешение прерываний от таймера 0

TEMP: CLR IE.7 ;блокировка прерываний

MOV A, P2 ;считывание значения Р2

ANL A, #11111000B ;"обнуление" кода номера датчика

ADD A, R7 ;добавление "свежего" кода

MOV P2, A ;обновление информации

SETB IE.7 ;снятие блокировки прерываний

MOV R5, #1101011B ;код 21 градуса по Цельсию

CLR C ;сброс бита заёма

SJMP TEMP ;переход на метку TEMP

END ;конец программы