 |
Описание структурной схемы устройства
|
|
|
|
В предыдущем разделе уже оговаривались блоки необходимые для реализации проектируемого устройства. На основании анализа технического задания можно изобразить структурную схему устройства (рисунок 1).
Рисунок 1 – Структурная схема устройства
На рисунке 1 изображены основные блоки проектируемого устройства. АЦП служат для преобразования входного напряжения в двоичный код (оцифровывает аналоговый сигнал). Так у нас два информативных аналоговых сигнала, следовательно, потребуется два АЦП. Микроконтроллер выполняет обработку, полученных с портов данных и выдает результат на индикаторы.
Разработка программы
Блок схема программы
Рисунок 2 – Блок – схема работы программы
Более подробного рассмотрения в виде алгоритмов требуют блоки реализации формул, блок преобразования в десятичную форму записи, блок вывода результата на индикатор. Алгоритмы блоков приведены в следующем подразделе пояснительной записки.
Алгоритмы блоков
Алгоритм реализации формул
Рисунок 3 – Блок – схема части алгоритма реализации формул
Рисунок 4 – Блок – схема части алгоритма реализации формул
Рисунок 5 – Блок – схема части алгоритма реализации формул
Рисунок 6 – Блок – схема окончания алгоритма реализации формул
Алгоритм преобразования в десятичную форму записи
Рисунок 7 – Блок – схема преобразования в десятичную форму записи
Алгоритм вывода результата на индикатор
Рисунок 8 – Блок – схема части алгоритма вывода результата на индикаторы
Рисунок 9 – Блок – схема части алгоритма вывода результата на индикаторы
|
|
|
Листинг программы
ORG 00h; Начало программы.
SJMP TIMER; Переход на установку таймера.
ORG 1Bh; Переход на обработку
JMP SELECTOR; прерывания от таймера.
ORG 30h
TIMER: MOV TMOD, #00010000b; 1-ый режим работы таймера (16 разрядов).
MOV TCON, #01000000b; Включение таймера 1.
MOV IE, #10001000b; Разрешение прерывания от таймера.
MOV TH1, #0FFh; Задаются старшие и младшие
MOV TL1, #0FFh; 8 разрядов таймера 1.
MOV R3, #0h; Значение регистра необходимое для
; перехода к метке START.
V1: SJMP V1; Бесконечный цикл.
; Работа с АЦП
START: CLR P1.2; Сигнал подается на первый АЦП -
SETB P1.2; начало преобразования аналогового
NOP; сигнала в цифровой.
CLR P1.2
NOP; Задержка на время преобразования 4,5мкс.
NOP
NOP
NOP
NOP
NOP
CLR P1.3; Сигналы /CS и /RD
CLR P1.4; (разрешения работы и чтения)
SETB P1.4; служат для передачи данных
SETB P1.3; с АЦП на порт 3.
MOV 53h, P3; Данные с порта (скорость) записываются
; в ячейку памяти.
CLR P1.5; Аналогично, сигнал начала преобразования
SETB P1.5; для второго АЦП.
NOP
CLR P1.5
NOP
NOP
NOP
NOP
NOP
NOP
CLR P1.6; Аналогичные сигналы для передачи
CLR P1.7; данных со второго АЦП на 3-ий порт.
SETB P1.7;
SETB P1.6
MOV 52h, P3; Данные с порта в ячейку (расход топлива).
MOV 50h, #10110100b; Коэффициент 180 в формуле (4).
MOV A, 53h; Проверка скорости на равенство нулю и
JZ NULL; переход в метку NULL при его истинности.
MOV A, 52h; Реализация по формуле (4) 
MOV B, 50h
SJMP ALGORITM; Переход к реализации формулы.
NULL: MOV 53h, #64h; Реализация по формуле (6) 
.
MOV A, 52h
MOV B, #0Eh
; Реализация формул (4) и (6)
ALGORITM: MUL AB; Произведение 
или 
.
MOV 50h, A; Младший байт произведения.
MOV 51h, B; Старший байт произведения.
MOV A, B; Деление старшего байта произведения
MOV B, 53h; на значение скорости или на 100.
DIV AB
MOV 54h, A; Целая часть от деления.
MOV 55h, B; Остаток от деления.
MOV A, 53h; Деление делителя (значение скорости
MOV B, #0Ah; или 100) на 10.
DIV AB
MOV 56h, A; Целая часть от деления делителя на 10.
MOV 57h, B; Остаток от деления делителя на 10.
JZ HELP; Если целая часть от деления делителя на 10
; равна нулю, то переход в метку HELP.
MOV A, 57h
MOV B, #4h; Если остаток от деления делителя на 10 равен
|
|
|
SUBB A, B; 4, то переход в метку B5.
JZ B5
MOV A, 57h
MOV B, #6h; Если остаток от деления делителя на 10 равен
SUBB A, B; 6, то переход в метку B5.
JZ B5
MOV A, #4h; Если остаток от деления делителя на 10
CJNE A, 57h, C1; больше 4, то переход в метку B1.
C1: JC B1
JNC B3; Если меньше 4, то в метку B3.
B1: MOV A, #6h; Если остаток от деления делителя на 10
CJNE A, 57h, C; больше 6, то переход в метку B7.
C2: JC B7
JNC B2; Если равен 5, то в метку B2.
B2: MOV A, 56h; Получено, что остаток от деления делителя
MOV B, #2h; на 10 равен 5, тогда целая часть от деления
MUL AB; делителя на 10 умножается на 2.
MOV 52h, A
INC 52h; Увеличение результата на 1. (новый делитель)
MOV A, 55h; Остаток от деления числителя формул
MOV B, 52h; (4) или (6) делится на новый делитель.
DIV AB
MOV 41h, B; Остаток от деления на новый делитель.
MOV B, #2h; Умножение целой части от деления на
MUL AB; новый делитель на 2.
MOV 57h, A; В результате получены десятые доли
; деления старшего байта произведения.
MOV A, 41h; Умножение остатка от деления на новый
MOV B, #2h; делитель на 2.
MUL AB
MOV B, 52h; Результат этого умножения снова делится
DIV AB; на новый делитель и целая часть этого
ADD A, 57h; деления складывается с десятыми долями
MOV 57h, A; деления старшего байта произведения.
MOV 56h, 52h
MOV 42h, B; Остаток последнего деления фиксируется.
SJMP VPERED; Переход к нахождения сотых долей.
B3: MOV A, #1h; Если остаток от деления делителя на 10
CJNE A, 57h, C3; 0 или 1, то переход в метку HELP_1.
C3: JNC HELP_1
JC B4; Если больше 1, то в метку B4.
B4: MOV A, #2h; Если остаток от деления делителя на 10
CJNE A, 57h, C4; равен 2, то переход в метку B5.
C4: JNC B5
JC B6; Если равен 3, то в метку B6.
HELP: JMP D_0; Переход в метку D_0.
B5: MOV A, 56h; Если остаток от деления делителя на 10
MOV B, #5h; равен 2, 4, 6 или 8, тогда целая часть от
MUL AB; деления делителя на 10 умножается на 5.
MOV 52h, A
MOV A, 57h; Остаток от деления делителя на 10
MOV B, #2h; делится на 2 и складывается с предыдущим
DIV AB; результатом. Получен новый делитель.
ADD A, 52h
MOV 52h, A
MOV A, 55h; Остаток от деления числителя формул
MOV B, 52h; (4) или (6) делится на новый делитель.
DIV AB
MOV 41h, B; Остаток от деления на новый делитель.
MOV B, #5h; Умножение целой части от деления на
MUL AB; новый делитель на 5.
MOV 57h, A; В результате получены десятые доли
; деление старшего байта произведения.
MOV A, 41h; Умножение остатка от деления на новый
MOV B, #5h; делитель на 5.
|
|
|
MUL AB
MOV B, 52h; Результат этого умножения снова делится
DIV AB; на новый делитель и целая часть этого
ADD A, 57h; деления складывается с десятыми долями
MOV 57h, A; деления старшего байта произведения.
MOV 56h, 52h
MOV 42h, B; Остаток последнего деления фиксируется.
JMP VPERED; Переход к нахождения сотых долей.
B7: MOV A, #8h; Если остаток от деления делителя на 10
CJNE A, 57h, C5; равен 9, то переход в метку HELP_1.
C5: JC DALEE
JNC B8; Если меньше или равен 8, то в метку B8.
B8: MOV A, #7h; Если остаток от деления делителя на 10
CJNE A, 57h, C6; равен 8, то переход в метку B5.
C6: JC B5
JNC B6; Если равен 7, то переход в метку B6.
HELP_1: SJMP DALEE; Переход в метку DALEE.
B6: MOV A, 56h; Если остаток от деления делителя на 10
MOV B, #3h; равен 3 или 7, тогда целая часть от
MUL AB; деления делителя на 10 умножается на 3.
MOV 52h, A
MOV A, #5h; Полученный результат в случае, если
CJNE A, 57h, RAZD; остаток от деления делителя на 10 равен 7
RAZD: JC DEL1; увеличивается на 2. А если остаток равен
JNC DEL2; 3, то - на 1. Получен новый делитель.
DEL1: INC 52h
INC 52h
SJMP RETURN; Переход в метку RETURN.
DEL2: INC 52h
RETURN: MOV A, 55h; Остаток от деления числителя формул
MOV B, 52h; (4) или (6) делится на новый делитель.
DIV AB
MOV 41h, B; Остаток от деления на новый делитель.
MOV B, #3h; Умножение целой части от деления на
MUL AB; новый делитель на 3.
MOV 57h, A; В результате получены десятые доли
; деление старшего байта произведения.
MOV A, 41h; Умножение остатка от деления на новый
MOV B, #3h; делитель на 3.
MUL AB
MOV B, 52h; Результат этого умножения снова делится
DIV AB; на новый делитель и целая часть этого
ADD A, 57h; деления складывается с десятыми долями
MOV 57h, A; деления старшего байта произведения.
MOV 56h, 52h
MOV 42h, B; Остаток последнего деления фиксируется.
SJMP VPERED; Переход к нахождения сотых долей.
D_0: MOV A, 55h; Если целая часть от деления делителя на
MOV B, #0Ah; 10 равна нулю, то остаток от деления
MUL AB; числителя формул (4) или (6) умножается
MOV B, 53h; на 10 и делится на значение скорости.
DIV AB
MOV 56h, 53h; Делитель не меняется(значение скорости).
MOV 57h, A; В результате получены десятые доли
; деления старшего байта произведения.
MOV 42h, B; Остаток последнего деления фиксируется.
SJMP VPERED; Переход к нахождения сотых долей.
|
|
|
DALEE: MOV A, #5h; Остаток от деления делителя на 10
CJNE A, 57h, RAZD2; равен 0, 1 или 9. В случае если остаток
RAZD2: JC DEL3; равен 9, то целая часть от деления
SJMP RETURN1; увеличивается на 1. В противном случае
DEL3: INC 56h; она не меняется.
RETURN1: MOV A, 55h; Остаток от деления числителя формул
MOV B, 56h; (4) или (6) делится на новый делитель.
DIV AB
MOV 57h, A; В результате получены десятые доли
; деления старшего байта произведения.
MOV 42h, B; Остаток последнего деления фиксируется.
VPERED: MOV A, #0Ah; Для нахождения сотых долей деления
MOV B, 42h; старшего байта произведения, остаток
MUL AB; предыдущего деления умножается на 10.
MOV 42h, A
MOV A, #0h; Если данное произведение выходит за
CJNE A, B, OSH; рамки одного байта, то в целях
OSH: JC OSH1; уменьшения погрешности конечного
MOV 58h, #0h; результата, этот факт учитывается как
SJMP DALSE; 5 сотых долей.
OSH1: MOV 58h, #5h
DALSE: MOV A, 42h; Полученное произведение делится на
MOV B, 56h; делитель.
DIV AB
ADD A, 58h; Учет 5 сотых (если они есть).
MOV 58h, A; В результате получены сотые доли
; деления старшего байта произведения.
MOV A, #0Ah; Для нахождения тысячных долей деления
MUL AB; старшего байта произведения, остаток
MOV 42h, A; от деления снова умножается на 10.
MOV A, #0h
CJNE A, B, OSH2; Аналогичный способ уменьшения
OSH2: JC OSH4; погрешности в результате.
MOV 58h, #0h
SJMP DALSE2
OSH4: MOV 59h, #5h
DALSE2: MOV A, 42h; Полученное произведение делится на
MOV B, 56h; делитель.
DIV AB
ADD A, 59h; Учет 5 тысячных (если они есть).
MOV 59h, A; В результате получены тысячные доли
; деления старшего байта произведения.
MOV A, 54h; Умножение полученного частного от
; деления старшего байта произведения
MOV B, #0FFh; на 256 (т.к. старший байт).
MUL AB; Сначала умножается, целая часть от
ADD A, 54h; деления старшего байта произведения.
JC PER
SJMP NPER
PER: INC B
NPER: MOV 60h, B; Старший байт конечного результата.
MOV 61h, A; Младший байт конечного результата.
MOV A, 57h; Умножаются десятые доли на 25,6 и
MOV B, #19h; результат суммируется с младшим байтом
MUL AB; конечного результата.
ADD A, 61h
MOV 61h, A
MOV A, 57h
MOV B, #6h
MUL AB
MOV B, #0Ah
DIV AB
ADD A, 61h
MOV 61h, A
MOV A, #4h; Округление результата. Если остаток
CJNE A, B, OKR1; больше 4, то значение увеличивается на 1.
OKR1: JC OKR2
SJMP DALEE1
OKR2: INC 61h
DALEE1: MOV A, 58h; Умножаются сотые доли на 2,6 и
MOV B, #2h; результат суммируется с младшим
MUL AB; байтом конечного результата.
ADD A, 61h
MOV 61h, A
MOV A, 58h
MOV B, #6h
MUL AB
MOV B, #0Ah
DIV AB
ADD A, 61h
MOV 61h, A
MOV A, #4h; Округление результата.
CJNE A, B, OKR3
OKR3: JC OKR4
SJMP DALEE2
OKR4: INC 61h
DALEE2: MOV A, 59h; Умножаются тысячные доли на 0,2 и
MOV B, #3h; результат суммируется с младшим
MUL AB; байтом конечного результата.
MOV B, #0Ah
DIV AB
ADD A, 61h
JC PER1
SJMP NPER1
PER1: INC 60h
NPER1: MOV 61h, A
MOV A, #4h; Округление результата.
CJNE A, B, OKR5
OKR5 JC OKR6
SJMP DALE
OKR6: INC 61h
DALE: MOV A, 50h; Деление младшего байта произведения
|
|
|
MOV B, 53h; на значение скорости или на 100.
DIV AB
ADD A, 61h; Результат суммируется с младшим
; байтом конечного результата.
JC PER2
SJMP NPER2
PER2: INC 60h
NPER2: MOV 61h, A; Для уменьшения погрешности
MOV A, B; конечного результата остаток от
MOV B, #2h; деления младшего байта участвует
MUL AB; в округлении.
MOV B, 53h
DIV AB
MOV B, A
MOV A, #0h
CJNE A, B, OK
OK: JC OK1
SJMP DALEE3
OK1: INC 61h
; Преобразование в десятичную форму записи
DALEE3: MOV A, 61h; Разбиваем наше 16-разрядное значение
CLR ACC.7; на 3 4-разрядных.
CLR ACC.6
CLR ACC.5
CLR ACC.4
MOV 42h, A; Младшее 4-разрядное значение.
MOV A, 61h
CLR ACC.3
CLR ACC.2
CLR ACC.1
CLR ACC.0
SWAP A
MOV 41h, A; Среднее 4-разрядное значение.
MOV 40h, 60h; Старшее 4-разрядное значение.
MOV A, 41h; Среднее 4-разрядное значение
MOV B, #06h; умножается на 6.
MUL AB
MOV B, #0Ah; Затем делится на 10. Целая часть - число
DIV AB; десятков, остаток - число единиц.
MOV 45h, A; Число десятков.
MOV 46h, B; Число единиц.
MOV A, 40h; Старшее 4-разрядное значение
MOV B, #06h; умножается на 6.
MUL AB
ADD A, 46h; Результат складывается с числом единиц.
ADD A, 42h
MOV B, #0Ah; Потом делится на 10.
DIV AB
ADD A, 45h; Целая часть от деления складывается с
MOV 45h, A; числом десятков.
MOV 46h, B; Остаток - окончательное число единиц.
MOV A, 40h; Старшее 4-разрядное значение
MOV B, #5h; умножается на 5.
MUL AB
ADD A, 41h; Результат складывается с числом десятков
ADD A, 45h
MOV B, #0Ah; Потом делится на 10.
DIV AB
MOV 44h, A; Число сотен.
MOV 45h, B; Окончательное число десятков.
MOV A, 40h; Старшее 4-разрядное значение
MOV B, #2h; умножается на 2.
MUL AB
ADD A, 44h; Результат складывается с числом сотен
MOV 44h, A; Окончательное число сотен.
; Вывод результата на трехразрядный семисегментный индикатор
MOV 60h, #11000000b; Цифра 0.
MOV 61h, #11111001b; Цифра 1.
MOV 62h, #10100100b; Цифра 2.
MOV 63h, #10110000b; Цифра 3.
MOV 64h, #10011001b; Цифра 4.
MOV 65h, #10010010b; Цифра 5.
MOV 66h, #10000010b; Цифра 6.
MOV 67h, #11111000b; Цифра 7.
MOV 68h, #10000000b; Цифра 8.
MOV 69h, #10010000b; Цифра 9.
; Определение выводимых на индикатор цифр (т.е. двоичных комбинаций)
MOV R0, #60h; Номер ячейки памяти с цифрой 0.
MOV A, 44h; Число сотен записывается в аккумулятор
OPRED: MOV 5Ah, @R0; Текущая цифра.
JZ OPRED1; Если аккумулятор равен 0, то переход на
; следующий этап с сохранением текущей
; цифры, показывающей число сотен.
DEC A; Уменьшение числа сотен на 1.
INC R0; Изменение текущей цифры (следующая).
SJMP OPRED; Переход в начало (метку OPRED).
OPRED1: MOV R0, #60h; Номер ячейки памяти с цифрой 0.
MOV A, 45h; Число десятков пишется в аккумулятор
OPR: MOV 5Bh, @R0; Текущая цифра.
JZ OPRED2; Если аккумулятор равен 0, то переход на
; следующий этап с сохранением текущей
; цифры, показывающей число десятков.
DEC A; Уменьшение числа десятков на 1.
INC R0; Изменение текущей цифры (следующая).
SJMP OPR; Переход в начало (метку OPR).
OPRED2: MOV R0, #60h; Номер ячейки памяти с цифрой 0.
MOV A, 46h; Число единиц пишется в аккумулятор.
OPR1: MOV 5Ch, @R0; Текущая цифра.
JZ INDIC; Если аккумулятор равен 0, то переход на
; следующий этап с сохранением текущей
; цифры, показывающей число единиц.
DEC A; Уменьшение числа единиц на 1.
INC R0; Изменение текущей цифры (следующая).
SJMP OPR1; Переход в начало (метку OPR1).
; Вывод цифр на индикатор
INDIC: MOV R0, #5Ah; Номер ячейки памяти с нужной цифрой.
MOV R1, #0h; Значение регистра 1 необходимое для
; перехода к нужной метке c выводом.
MOV R2, #32h; Число повторений вывода на индикаторы
; равно 50 (около 120Гц).
MOV R3, #1h; Значение регистра необходимое для
; перехода к метке START.
; Обработчик прерываний
SELECTOR: MOV A, R3; Если R3 равен 0, то переход к метке
JZ ST; ST.
MOV B, R1; Если R1 равен 0, то переход к выводу
MOV A, B; третьего разряда (числа сотен).
JZ VUVOD_1
DEC B; Если R1 равен 1, то переход к выводу
MOV A, B; второго разряда (числа десятков).
JZ VUVOD_2
DEC B; Если R1 равен 2, то переход к выводу
MOV A, B; первого разряда (числа единиц).
JZ VUVOD_3
DEC B; Если R1 равен 3, то переход к метке
MOV A, B; BIG_ZADERG.
JZ BIG_ZADERG
ST: JMP START; Переход к метке START.
VUVOD_1: MOV P2, @R0; Передача цифры на порт 2 (число сотен).
SETB P0.4; Разрешение работы дешифратора.
CLR P0.2; Вывод на первый индикатор.
CLR P0.5
SETB P0.3; Строб записи в регистр.
CLR P0.3
INC R0; Переход к следующей нужной цифре.
INC R1; Увеличение регистра перехода к
; следующей метке вывода.
MOV TH1, #0F8h; Задается значение таймера для задержки
MOV TL1, #02Fh; на 2мс.
RETI; Возврат из прерывания.
VUVOD_2: MOV P2, @R0; Вывод на второй индикатор числа
SETB P0.4; десятков.
SETB P0.2
CLR P0.5
SETB P0.3; Строб записи
CLR P0.3
INC R0; Переход к следующей нужной цифре.
INC R1; Увеличение регистра перехода к
; следующей метке вывода.
MOV TH1, #0F8h; Задается значение таймера для задержки
MOV TL1, #02Fh; на 2мс.
RETI; Возврат из прерывания.
VUVOD_3: MOV P2, @R0; Вывод на третий индикатор числа
SETB P0.4; единиц.
CLR P0.2
SETB P0.5
SETB P0.3; Строб записи.
CLR P0.3
INC R0
INC R1; Увеличение регистра перехода к
; следующей метке вывода.
MOV TH1, #0F8h; Задается значение таймера для задержки
MOV TL1, #02Fh; на 2мс.
RETI; Возврат из прерывания.
BIG_ZADERG: DEC R2; Уменьшение числа повторений вывода
; на индикаторы на 1.
MOV A, #0h; Проверка числа повторений на
MOV B, R2; равенство 0.
CJNE A, B, D1
D1: MOV R0, #5Ah; Возврат регистра 0 к первоначальному
; значению 5А.
MOV R1, #0h; Возврат регистра 1 к первоначальному
; значению 0.
JC D2; Если число повторений не равно 0, то
JNC D3; вывод на индикатор повторяется.
; В противном случае переход в
D2: MOV TH1, #0FFh; бесконечный цикл и ожидание
MOV TL1, #0FFh; прерывания (все повторяется заново).
RETI; Возврат из прерывания.
D3: MOV R3, #0h
MOV TH1, #0FFh
MOV TL1, #0FFh
RETI; Возврат из прерывания.
END
|
|
|
