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

30 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

82168. Отчет по работе участковой медицинской сестры МУЗ «Сарапульской детской городской больницы» 448 KB
  На территории обслуживания СДГБ проживает 11347 детей. Находиться 19 дошкольных учреждений; 14 школ в том числе: санаторная школа интернат для детей с бронхолегочными заболеваниями школа для слабослышащих детей специализированный детский сад для детей с заболеваниями глаз а так же Сарапульский детский...
82169. PR-ПОТЕНЦИАЛ ЛИТЕРАТУРНОГО ПРОЕКТА ДЖ.РОУЛИНГ «ГАРРИ ПОТТЕР» 601.5 KB
  На сегодня Гарри Поттер давно вышел за рамки литературы. Гарри Поттер – это целый культурный феномен и крупный элемент национального бренда Великобритании. Художественная литература как вид искусства являет собой целую коммуникативную площадку, и как такая коммуникативная площадка она обладает определенным PR-потенциалом.
82170. Использование информационных технологий в развитии самостоятельного туризма в России 2.19 MB
  Согласно Хартии туризма государствам следует: содействовать доступу туристов к общественному достоянию посещаемых мест применяя положения документов по упрощению формальностей выпущенных Организацией Объединённых Наций Международной организации гражданской авиации Международной морской...
82171. Особенности художественного мира Олега Митяева как барда и носителя городской культуры (опыт лингвокультурологического описания) 380 KB
  Актуальность темы определила цель работы, которая заключается в следующем: рассмотреть характер реализации фактов русской культуры в авторской песне и выявить черты ее языкового воплощения. Для достижения цели работы поставлены следующие задачи: во-первых, проследить этапы развития русской авторской песни...
82172. Изучение особенностей института наследования в Российском гражданском праве 1.29 MB
  Актуальность исследования. Институт наследования возник несколько тысячелетий назад с появлением частной собственности. Упоминание о наследовании можно найти в самых первых письменных источниках: глиняных табличках Шумера, египетских папирусах и др.
82173. Разграничение доведение до самоубийства от других смежных преступлений 161.76 KB
  Социальная обусловленность уголовной ответственности за доведение до самоубийства. История ответственности за доведение до самоубийства в российском уголовном законодательстве. Для более подробного изучения вопроса об ответственности за доведение до самоубийства необходимо обратиться к истории...
82174. Розробка ІС «Рецепты для домохозяек» 247 KB
  Основне завдання інформаційної системи управління полягає у підпорядкуванні всіх внутрішніх процесів головним цілям організації. Для цього необхідно скоординувати процеси, пов’язані з діяльністю організації таким чином, щоб вони максимально забезпечували виконання поставлених задач в єдиному інформаційному полі.
82175. ПРОЕКТИРОВАНИЕ ВНУТРИЦЕХОВОГО ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ 369.4 KB
  Выбор способа прокладки линий осветительной сети цеха В производственных участках групповые и распределительные линии прокладываются открыто по строительным конструкциям. Во вспомогательных помещениях осветительные линии прокладываются скрыто в трубах под слоем штукатурки и гофрированной пластмассовой...
82176. Проектирование и расчет параметров сетей передачи данных 10.04 MB
  Сегодня вычислительные сети продолжают развиваться, причем достаточно быстро. Разрыв между локальными и глобальными сетями постоянно сокращается во многом из-за появления высокоскоростных территориальных каналов связи, не уступающих по качеству кабельным системам локальных сетей.