36549

Устройство контроллера управления лифтом

Курсовая

Коммуникация, связь, радиоэлектроника и цифровые приборы

Объект управления – лифт. Отсчет времени осуществляется программно. Предусмотреть блок ПЗУ на БИС К573РФ2 объемом 2 кбайта. Разместить схему в адресном пространстве процессора начиная с адреса 0000h

Русский

2014-10-18

237 KB

47 чел.

PAGE  5

МИНИСТЕРСТВО ОБЩЕГО И ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Московский государственный институт электроники и математики (Технический университет)

Кафедра  «Вычислительная техника»

Курсовая работа

Устройство контроллера управления лифтом.

Преподаватель:             Выполнил:

      Антипов И. В.                               


Оглавление.

[0.0.0.1] Курсовая работа

[1] Задание на курсовой проект.

[2]
Алгоритм работы контроллера управления лифта.

[3]
Входы и выходы лифта.

[4]
Блок схема работы устройства.

[5] Структурная  схема устройства.

[6]
Аппаратная часть контроллера.

[7]
Распределение разрядов портов за внешними устройствами.

[7.0.0.1] Для расширения каналов ввода вывода используются 2 схемы КР580ВВ55 (IO1 и IO2)

[7.0.0.2] Распределение памяти:

[8] Программа управления контроллером.

[9]
Список использованной литературы.

Схема устройства………………………………………………………………………………………………16

Задание на курсовой проект.

Разработать принципиальную схему и текст программы управления контролером на основе микропроцессора КР580ВМ80А.

Объект управления – лифт. Отсчет времени осуществляется программно. Предусмотреть блок ПЗУ на БИС К573РФ2 объемом 2 кбайта. Разместить схему в адресном пространстве процессора начиная с адреса 0000h. Предусмотреть блок ОЗУ на БИС КР537РУ10 объемом 2 кбайта. Разместить схему в адресном пространстве процессора начиная с адреса 0800h.


Алгоритм работы контроллера управления лифта.

Лифт обслуживает 16-ти этажный дом. Код первого этажа 00h, код последнего 0Fh. Начальное состояние лифта – стоит на любом этаже без пассажиров, двери закрыты.

При поступлении вызова с какого-либо этажа включается свет в лифте и запускается вращение двигателя в нужном направлении. Если этаж, с которого поступил вызов и этаж на котором находится лифт совпадают, то сразу происходит открывание дверей. После остановки лифта включается привод открывания дверей. После срабатывания датчика «Двери открыты» осуществляется выдержка 20 секунд, в течение которых пассажиры могут войти в лифт. Если этого не произошло (отсутствует давление на пол), то включается привод закрывания дверей. При срабатывании датчика «Двери закрыты» привод закрывания дверей выключается, свет гасится, лифт готов принять следующий вызов.

Если при закрывании дверей на их  пути встречается  препятствие, (сработал датчик п. 15) то снова включается привод открывания дверей и после срабатывания датчика «Двери открыты» снова осуществляется выдержка 20 секунд.

При наличии давления на пол, лифт с открытыми дверями  ожидает нажатия кнопки какого-либо этажа внутри кабины. При нажатии кнопки и отсутствии перегрузки лифта включается привод закрывания дверей. При срабатывании датчика «Двери закрыты» включается двигатель, перемещающий лифт в нужном направлении. Если при закрывании дверей встречается препятствие, то выключается привод закрывания дверей, включается привод открывания дверей и после срабатывания  датчика «Двери открыты» выключается привод открывания дверей и снова осуществляется выдержка 20 секунд.

Если внутри кабины лифта нажимается кнопка того этажа, на котором находится лифт, то начинается процедура открывания дверей.

Движение лифта с пассажирами аналогично движению пустого лифта.

По достижению места назначения двери лифта открываются и остаются открытыми 20 секунд. Затем  включается привод закрывания дверей. При срабатывании датчика «Двери закрыты» привод закрывания дверей выключается, свет гасится, лифт готов принять следующий вызов.

Если при закрывании дверей встречается препятствие, то привод закрывания дверей отключается, начинается процедура открывания дверей, после выдержки 20 секунд двери закрываются.


Входы и выходы лифта.

1. Вход «Вращение двигателя вверх»

При подаче на этот вход уровня лог. «0» на двигатель подается напряжение, обеспечивающее движение лифта вверх.

2. Вход «Вращение двигателя вниз».

При подаче на этот вход уровня лог. «0» на двигатель подается напряжение, обеспечивающее движение лифта вниз.

3. Датчик давления на пол лифта.

При перегрузке лифта на выходе датчика появляется уровень лог. «0».

4. Датчик  отсутствия давления на пол лифта.

При отсутствии давления  на выходе  датчика появляется уровень лог. «0».

5. Датчик «Движение лифта вниз».

При движении лифта вниз на выходе датчика уровень лог. «0».

6. Датчик «Движение лифта вверх».

При движении лифта  вверх на выходе датчика уровень лог. «0».

7. Вход закрывания дверей.

При подаче уровня лог. «0»  начинает работать привод закрывания дверей.

8. Выход датчика  «Двери открыты».

Уровень лог. «1» соответствует открытым дверям.

9. Вход открывания дверей.

При подаче уровня лог. «0» работает механизм открывания дверей.

10. Выход датчика «Двери закрыты».

Уровень лог. «1» соответствует закрытым дверям.

11. Датчик нажатия кнопки в лифте.

Уровень лог. «1» на выходе датчика  формируется если какая-либо кнопка в лифте была нажата.

12. Выходы датчиков этажа – 4 линии.

Двоичный код, сформированный этими датчиками, соответствует номеру этажа, на котором находится лифт.

13. Выход кода требуемого этажа (4 линии).

Двоичный код, генерируемый при нажатии кнопки этажа в кабине лифта на этих линиях, соответствует номеру необходимого этажа.

14. Вызов лифта.

При нажатии кнопки вызова на каком-либо этаже вырабатывается код этажа, на котором нажата кнопка вызова (4 линии).

15. Выход датчика «препятствие на пути дверей».

Уровень лог. «0» соответствует отсутствию препятствий.

Все входы и выходы имеют уровни ТТЛ. Отсутствие сигнала на входе эквивалентно подаче сигнала лог. «1».


Блок схема работы устройства.

     Вызов лифта

       

         Зажечь свет

                                                                   Этаж

где лифт = этажу                     mB

  откуда вызов

   mC                  mE

  

        Этаж где лифт

                ниже

      Вкл. вращ двиг. Вверх                 Вкл. вращ двиг. вниз

  Этаж              этаж где

     где лифт=этажу где     лифт = этажу где

  вызов                вызов

                   

                снять сигнал работы

                                                                                                              двигателя

     лифт не двиг.

            вверх   mB

           лифт не

       двиг. вниз

                    

                 

                    открыть двери

                    двери открыты

                                снять открыть двери

      

        выдержка

         20 секунд

   

     есть давление

           на пол

                    Закрыть двери

           Кнопка

                Нажата      Двери закрыты

                    Снять закрыть двери

                    есть перегрузка

         есть препядствие              

                        Погасить свет

                         

     закрыть двери                Снять закрыть двери

             Конец

           двери     

         закрыты    

                     mB

             есть

препятствие

               Снять закрыть двери

                   этаж где лифт          mB

             mB                           = этажу где вызов         

  

                   mC               этаж где          mE

                    лифт ниже

Структурная  схема устройства.

Микропроцессорная система (МПС)

Объект управления


Аппаратная часть контроллера.

  1.  Микросхема К5554ИР22

Буфер шины адреса целесообразно построить на микросхеме К555ИР22, обладающей низким энергопотреблением и высокой нагрузочной способностью.

Микросхема К555ИР22 - восьмиразрядный регистр хранения информации, тактируемый импульсом, с возможностью перевода выходов в высокоимпедансное состояние. Запись информации в триггеры регистра происходит при подаче логической 1 на вход С, в этом случае сигналы на выходах регистра повторяют входные, регистр «прозрачен» для сигналов на входах D1 - D8. При подаче логического 0 на вход С регистр переходит в режим хранения информации.

2.Оперативное запоминающее устройство (ОЗУ) КР537РУ10.

    Информационная емкость: 16834 бит ( 2 кбайта )

    Организация: 2048 слов 8 разрядов

    Потребляемая мощность: не более 370 мВт

3. Постоянной запоминающее устройство (ПЗУ) К573РФ2.

    Информационная емкость: 16834 бит ( 2 кбайта )

    Организация: 2048 слов 8 разрядов

    Потребляемая мощность не более: 420 мВт

5. Буферный регистр КР580ИР82.

    Необходим для увеличения нагрузочной способности системной

    шины.

    Потребляемая мощность: 800 мВт.

6. Системный интерфейс КР580ВВ55.

    Необходим для обмена информацией с внешними устройствами.

    Потребляемая мощность: 600 мВт.

8. Дешифратор К555ИД7.

Используется для дешифрации адресов устройств памяти и устройств ввода/вывода.


Распределение разрядов портов за внешними устройствами.

Для расширения каналов ввода вывода используются 2 схемы КР580ВВ55 (IO1 и IO2)

Каждая из схем имеет 3 канала (порта) (A,B,C) по 8 разрядов каждый. В микросхемах имеется регистр для записи управляющего слова. Закрепление разрядов за отдельными входами и выходами проводилось с учетом удобства реализации программы (простоты преобразования входных сигналов в 8 битные числа).

IO1

IO2

ПОРТ A

A0

Датчик давления на пол

A0

Вращение двигателя вверх

A1

Датчик отсутствия давления

A1

Вращение двигателя вниз

A2

Датчик движения лифта вниз

A2

Привод закрывания дверей

A3

Датчик движения лифта вверх

A3

Привод открывания дверей

A4

Двери открыты

A4

Включение света

A5

Двери закрыты

A5

Выключение света

A6

Препятствие на пути дверей

A6

Не используется

A7

Кнопка в лифте была нажата

A7

Не используется

ПОРТ B

B0

Не используется

B0

Не используется

B1

Не используется

B1

Не используется

B2

Не используется

B2

Не используется

B3

Не используется

B3

Не используется

B4

3 бит кода вызова лифта

B4

3 бит кода местоположения лифта

B5

2 бит кода вызова лифта

B5

2 бит кода местоположения лифта

B6

1 бит кода вызова лифта

B6

1 бит кода местоположения лифта

B7

0 бит кода вызова лифта

B7

0 бит кода местоположения лифта

ПОРТ C

C0

Не используется

C0

Не используется

C1

Не используется

C1

Не используется

C2

Не используется

C2

Не используется

C3

Не используется

C3

Не используется

C4

3 бит кода нажатой кнопки

C4

Не используется

C5

2 бит кода нажатой кнопки

C5

Не используется

C6

1 бит кода нажатой кнопки

C6

Не используется

C7

0 бит кода нажатой кнопки

C7

Не используется

Схема инициализации портов ввода-вывода.


Дешифрация адресов памяти и устройств ввода вывода.

Дешифрация памяти – механизм закрепления области памяти за устройствами. При поступлении на шину адреса (ША) какого-либо числа, устройство (устройства) дешифрации вырабатывает на выходе сигнал, который трактуется нами как сигнал CHIP SELECT (выбор микросхемы) соответствующей микросхемы и заводится на вход CS этого устройства.

Распределение памяти:

Устройство

A15

A14

A13

A12

A11

A10

A9

A8

A7

A6

A5

A4

A3

A2

A1

A0

ПЗУ

0000h

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

07FFh

0

0

0

0

0

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

ОЗУ

0800h

0

0

0

0

1

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0FFFh

0

0

0

0

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

IO1

40h

0

1

0

0

0

0

0

0

0

1

0

0

0

0

0

0

43h

0

1

0

0

0

0

1

1

0

1

0

0

0

0

1

1

IO2

80h

1

0

0

0

0

0

0

0

1

0

0

0

0

0

0

0

83h

1

0

0

0

0

0

1

1

1

0

0

0

0

0

1

1

Примечание: хотя адрес ячейки памяти при работе с памятью и устройствами ввода вывода появляется на одной и той же шине (ША) это не значит, что может происходить перекрытие адресов т. к. когда мы работаем с устройствами ввода вывода при помощи команд IN и OUT вырабатываются сигналы IOR и IOW. Память при этом отключена от шины данных (выходы схем памяти находятся в состоянии с высоким выходным сопротивлением). Аналогично при работе с памятью вырабатываются управляющие сигналы MEMR и MEMW, устройства ввода вывода отключены от шины данных.

Выбор микросхемы памяти или устройства ввода-вывода из нескольких осуществляется с помощью сигнала CS.

Для дешифрации адресов используем дешифратор К555ИД7 и сигналы A15, A14, A11.

Номер выхода

A15

A14

A11

На вход CS устройства

0

0

0

0

ПЗУ

1

0

0

1

ОЗУ

2

0

1

0

IO1

3

0

1

1

Не используется

4

1

0

0

IO2

5

1

0

1

Не используется

6

1

1

0

Не используется

7

1

1

1

Не используется

Примечание: при использовании команд IN или OUT  и задании адреса устройства ввода/вывода этот 8 битный адрес записывается как в младший так и в старший байт ША. Пример OUT 82h =>ША = 8282h.


Программа управления контроллером.

; Программа инициализации системы

ORG  0000h

LXI  SP,0FFEh  ;Указатель стека

MVI  A,11011001b ;Инициализация порта В/В №1 (разряда записаны наоборот см. схему подключения)

OUT  43h

MVI  A,11010001b ;Инициализация порта В/В №2 (разряда записаны наоборот см. схему подключения)

OUT  83h

; Основная программа

MAIN: MVI  A,11110111b  ;Зажечь свет в лифте

 OUT  80h

 IN  81h   ; Считываем номер текущего этажа

 ANI  00001111b  ; Приводим в 8 битному виду используя лог. умножение

 MOV  B,A   ;Сохранить номер текущего этажа

 IN  41h   ;Считать номер этажа откуда вызов в рег. A

 ANI  00001111b

 MOV  C,A   ;Сохранить значение этажа откуда вызов

 CMP  B   ;Сравнить этаж где лифт и откуда вызов

 JZ  mB   ;Равны => сразу открыть двери

 JC  mE   ;Лифт выше (A<B) => движение вниз

     ;Лифт ниже (A>B) => движение вверх

mC: MVI  A,01110111b  ;Вращение двигателя вверх (+ горит свет в лифте)

OUT  80h

m1: IN  81h

ANI  A,00001111b

CMP  C

 JNZ  m1   

 JMP  m4   ; Этаж где лифт равен этажу откуда вызов

mE:  MVI  A,10110111b  ;Вращение двигателя вниз (+ горит свет в лифте)

 OUT  80h

m3: IN  81h   ; Считываем номер текущего этажа

 ANI  00001111b

CMP  C

JNZ  m3

m4: MVI  A,11110111b  ;Снять сигналы движения лифта

 OUT  80h

m5: IN  40h   ; Проверка движения лифта вверх

 ANI  00010000b

 JZ  m5   ;Лифт двигается вверх

m6: IN  40h

 ANI  00100000b

 JZ  m6   ;Лифт двигается вниз

mB: MVI  A,11100111b  ; Включить привод открывания дверей

 OUT  80h

m7: IN  40h

ANI  00001000

JZ  m7   ;Двери не открыты

 MVI  A,11110111b ;Выключить привод открывания дверей

 OUT  80h

CALL Wait20

IN  40h

ANI  01000000h

JZ  m8   ;Нет давления на пол

m9: IN  40h

ANI  00000001h

JNZ  m9   ;Кнопка не была нажата

m10: IN  40h

ANI  10000000h

JZ  m10   ;Перегрузка

MVI  A,11010111b  ;Включить привод закрывания дверей

OUT  80h

m11: IN  40h

ANI  00000100b

JZ  m11   ; Двери не закрыты

MVI  A,11110111b  ;Выключить привод закрывания дверей

OUT  80h

IN  42h   ;Анализ нажатой кнопки

ANI  00001111b

MOV  C,A   ;Сохранить значение нажатой кнопки

IN  81h   ; Считываем номер текущего этажа

ANI  00001111b

CMP  C   ;Сравнить этаж где лифт со значением нажатой кнопки

 JZ  mB   ;Равны => открыть двери

JC  mC   ;A<C  Лифт ниже => движение лифта вверх в С - этаж

JMP  mE   ; A>C  Лифт выше => движение лифта вниз в С - этаж

m8: MVI  A,11010111b  ;Включить привод закрывания дверей

OUT  80h

m12: IN  40h

ANI  00000100b

JNZ  m13   ; Двери закрыты

IN  40h

ANI  00000010b

JZ  m12   ;Нет препятствия

MVI  11110111b  ;Препятствие на пути дверей=> Выключить привод закрывания дверей

OUT  80h

JMP  mB   ;Открыть двери

m13: MVI  A,11111111b ; Погасить свет

OUT  80h

KON: HLT

;Подпрограмма задержки времени при частоте 2 Мгц

;2 МГЦ => 2 000 000 тактов с секунду

Wait20: PUSH  C

 PUSH  B

PUSH  A

MVI  A,15h  ;A = 20

mw3 MVI  B,FF  ;B = 252 7 тактов

 mw2: MVI  C,FFh  ;C = 255 Занесение байта данных в регистр 7 тактов

 mw1: NOP    ;Команда NOP ничего не делает занимает 4 такта

 NOP    ;4 такта

 NOP    ;4 такта

 NOP    ;4 такта

DCR  C  ;Уменьшение регистра на единицу занимает 5 тактов

 JNZ  mw1  ;Команда перехода при флаге z=0 занимает 10 тактов

 NOP    ;4 такта

 NOP    ;4 такта

 DCR  B  ;5 тактов

 JNZ  mw2  ;10 тактов

DCR  A

 JNZ  mw3

POP  A

 POP  B

 POP  C

 RET ; ((31*255+30)*252+22)*20=39992840 тактов 20 секунд  (19,96 cекунд)


Список использованной литературы.

  1.  В. С. Гутников Интегральная электроника в измерительных устройствах. 2-е издание переработанное и дополненное. Ленинград. ЭНЕРГОАТОМИЗДАТ. 1988 г.
  2.  Аналоговые и цифровые интегральные микросхемы. Под редакцией С.В. Якубовского. Москва. «Радио и связь». 1985 г.
  3.  А. Г. Алексенко, А. А. Гацицин, А. Д. Иванников. Проектирование радиоэлектронной аппаратуры на микропроцессорах. Москва. «Радио и связь». 1984 г.
  4.  Справочник. Большие интегральные схемы запоминающих устройств. Под редакцией Ю. Н. Дьякова. Москва. «Радио и связь». 1990 г.
  5.  В. Л. Шило. Популярные цифровые микросхемы. Москва. «Радио и связь». 1987 г.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

13348. Вивчення законів збереження імпульсу та енергії при ударі 107 KB
  Лабораторна робота № 1 Тема: Вивчення законів збереження імпульсу та енергії при ударі. Мета: Перевірити виконання законів збереження імпульсу та енергії при пружному ударі. Прилади і матеріали: установки для спостереження та дослідження наслідків удару ...
13349. Вивчення затухаючих коливань і визначення логарифмічного декремента затухання 372.5 KB
  Лабораторна робота № 2 Тема. Вивчення затухаючих коливань і визначення логарифмічного декремента затухання. Мета: ознайомитись з описом затухаючих коливань визначити основні характеристики затухаючих коливань уніфіляра. Теоретичні відомості. Лінійні за...
13350. Визначення опору провідника за допомогою моста сталого струму (моста Уітстона) 581.5 KB
  Лабораторна робота № 3 Тема: Визначення опору провідника за допомогою моста сталого струму моста Уітстона. Мета: ознайомитись з класичним методом вимірювання опору за допомогою мостової схеми. Прилади і пристрої: стрілковий гальванометр з нульовою точкою мага
13351. Изучение особенностей идентификации и рассмотрение фальсификации растительных масел 906 KB
  В связи с актуальностью проблемы идентификации и фальсификации товаров необходимо изучить данную тему глубже. А в качестве объекта исследования хотелось бы обратиться к такой группе товаров как растительные масла. Ведь рынок масложировой продукции
13352. Основні способи обробки металів тиском 171.5 KB
  Лабораторна робота Обробка металів тиском Мета роботи: ознайомитися з основними способами обробки металів тиском. Теоретичні відомості Обробка тиском заснована на пластичних властивостях металів тобто на їх здатності під дією навантаження остаточно...
13353. Ручне електродугове зварювання металів. Електрична дуга та її властивості 160 KB
  Ручне електродугове зварювання металів Мета роботи: ознайомитися з основними відомостями про ручне електродугове зварювання металів плавким електродом вибрат: режим зварювання отримати зварне зєднання та перевірит його якість. Обладнання і
13354. Газове зварювання металів 1.45 MB
  Лабораторна робота № 4 Газове зварювання металів Мета роботи: ознайомитися з основними відомостями про газове зварювання металів вибрати режими зварювання отримати зварне з'єднання та перевірити його якість. Обладнання інструменти і матеріали: спецодяг зварюваль...
13355. Токарні верстати ,загальний вигляд, основні вузли та блоки 1.03 MB
  1.Токарні верстати загальний вигляд основні вузли та блоки. Верстати токарної групи застосовують для обробки заготовок які обертаються головний рух різання інструментом що здійснює неперервний рух подачі. Тут основним різальним інструментом є різець; використ
13356. Загальний вигляд свердлильних та розточувальних верстатів, основні вузли та блоки 366.5 KB
  1.Загальний вигляд свердлильних та розточувальних верстатів основні вузли та блоки. Свердлильні верстати Свердлильні верстати служать для обробки отворів інструментом який виконує одночасно головний обертальний рух різання і поступальний рух подачі. Розрізн...