Взаимодействие МК с объектом управления

 

Пример 3 Опрашивание двоичного датчика, например, конечного выключателя.

Ключ подключен к входу MCS-51: порт 1, разряд 3.

WAIT0: JNB  P1.С, WAIT0; ожидание размыкания датчика

WAITC: JB     P1.3, WAITC; ожидание замыкания датчика

Пример 38. Опрашивание группы двоичных датчиков (аналогично нахождению заданного кода или комбинации датчиков).

WTCODE: MOV A,#10D ; загрузка в А эталонного кода 00001010В

WAIT: CJNE   A, P1, WAIT; если кодовая комбинация не совпала с заданной, то ждать

EXIT:                       ; вывод

Пример 39. При достижении значения параметра равного 135, передать управление на подпрограмму с меткой LABEL А, иначе LABEL В.

MOV A,#135D ; загрузка значения параметра

CJNE A, P1, LABEL В; сравнение и передача управления

LABEL А:

LABEL В:

Пример 40. Зафиксировать импульс, поступающий на вход ОМЭВМ (P1.3) и его окончание.

WAITC: JB     P1.3, WAITC; ожидание Р1.3=0

WAIT0: JNB  P1.3, WAIT0; ожидание Р1.3=1

Зафиксированный импульс имеет вид .

Для импульса обратного вида  нужно поменять WAIT0 и WAITC местами.

 

Таблица 1 – Минимальная продолжительность сигнала, которую определяет МК

Подключение датчика к выводам	Минимальная длительность импульса, мкс
	(отрицательного)	(положительного)
P1, P2, BUS/P0	10/2	12,5/2
T0, Т1	5/2	5/2
ЗПР	10/2	5/2

 

Пример 41. Передать управление на метку TEST и установить Р3.7, если на Т0 поступит 30 импульсов.

MOV R1,#30D ; загрузка числа импульсов

L1: JB        P3.4, L1 ; ожидание нуля

L0: JNB     P3.4, L2 ; ожидание единицы

JMP L0

L2: DJNZ   R1, L1   ; повторить 30 раз

JMP TEST

TEST: SETB  Р3.7 ; установление бита

Пример 42. Схема для фиксации короткого импульса: D-триггер устанавливается коротким импульсом, а сбрасывается программно, после определения наличия сигнала на входе Т0.

Пример 43. Устранение дребезжания контактов. Дребезжание состоит в том, что благодаря упругим свойствам контактов возможен отрыв контактов, который приводит к переходному процессу. При этом сигнал может быть прочитан многократно как случайная последовательность нулей и единиц. Это можно устранить с помощью триггера (рис. 6).

Чаще всего с помощью MCS51 это делается программно так, как показано на рис. 7 и рис. 8.

 

Реализация первого метода, количество совпадений задано в R3.

DBNC:            MOV R3,#3    ; инициализация счетчика

DBNC1: JB    P3.4, DBNC; если контакт замкнутый,
                                 ; то начать отсчет опрашиваний
                                 ; сигнала сначала

DJNZ R3, DBNC1  ; повторять, пока значение в R3

; не станет равным 0

JB  P3.4, DBNC; конечная проверка

Временная задержка подбирается экспериментальное (1–10 мс) в зависимости от типа датчика.

Пример 44. Формирование импульсных сигналов делается по принципу включен / выключен с необходимой временной задержкой:

PULLS:ON:    ANL P1,#11110111B; выдача импульса в линию 3 порта 1

CALL DELAY ; временная задержка

OFF: ORL    Р1,#00001000В; сброс

Пример 45. Считывание данных из таймера. Для устранения возможных сбоев при считывании сначала читается старший байт, потом – младший, после чего подтверждается, что старший байт за это время не изменился.

RDTIME: MOV A, TH0

MOV R0, TL0

CJNE A, TH0, RDTIME

MOV R1, А

RET

Пример 46. Подсчет числа импульсов, например, радиодеталей, которые движутся по конвейеру, зафиксированных фотоэлементом (рис. 9).

MOV TMOD,#01000000B; настройка счетчика 1

MOV TH1,#00H    ; сброс счетчика

WAIT0: JB     P3.4, WAIT0; ожидание включения транспортера

SETB TCON.6 ; запуск счетчика 1

WAITC: JNB  P3.4, WAITC; ожидание отключения транспортера

CLR TCON.6 ; остановка счетчика 1

MOV A.TH1 ; A число деталей

EXIT:                       ; выход

Максимальное число радиодеталей – 255.

Пример 4 Реализация функций времени на основе таймеров.

В MCS-51 при частоте генератора тактовых импульсов 12 МГц таймер / счетчик изменяет свое значение с частотой 1 Мгц (в режиме таймера), или при поступлении сигнала от внешнего источника через счетный вход T0, T1 (в режиме счетчика).

Если использовать таймер / счетчик в режиме 1 полного формата (16 бит), то получим задержки в границах (1 – 65536 мкс).

Программа задержки на 50 мс в MCS-51, прерывание разрешено. Организация перехода к метке NEXT при переполнении Т/С0:

ORG 0ВН     ; адреса вектора прерываний от Т/С0

CLR TCON.4 ; остановка Т/С0

RETI               ; выход из подпрограммы обработки прерываний

ORG 100H   ; начальный адрес программы

MOV TMOD, #01Н; настройка Т/С0

MOV TL0, #LOW (NOT(50000) – 1); загрузка таймера

MOV TH0, #HIGH (NOT(50000) – 1)

SETB TCON.4 ; старт Т/С0

SETB IE.1     ; разрешение прерываний от Т/С0

SETB PCON.0 ; перевод в режим холостого хода

NEXT:                               ; продолжение программы.

Пример 48. Организация задержки программным путем:

DELAY: MOV R2, Х    ; (R2)(Х)

COUNT: DJNZ R2, COUNT; декремент R2 и цикл, если не нуль

RET                ; возвращение из подпрограммы

Пример 49. Подпрограмма задержки на 50 мс, используя Т/С0, погрешность не превышает 2 мкс.

DELAY: MOV TMOD,#00000001B; настройка Т/С0

MOV TH0,#HIGH (NOT(50000–16))

MOV TL0,#LOW (NOT(50000–16))

SETB TCON.4 ; запуск Т/С0

JNB TCON.5,$ ; ожидание

ANL TCON,#NOT(30H); остановка Т/С0, сброс TF0

RET                ; возвращение из подпрограммы

Пример 50. Подпрограмма задержки на 1 секунду. Погрешность не больше, чем 123 мкс.

OS: MOV   R3,#20D ; счетчик циклов

S1: ACALL DELAY    ; задержка на 50 мс

DJNZ R3, S1 ; организация цикла

RET                ; возвращение из подпрограммы

Пример 51. Измерение временных интервалов. При применении таймера используется вход разрешения счетчика ( ). Тогда измеренный сигнал подается на вход , а измерение продолжительности выполняется в Т/С0.

«Положительный» импульс:

MOV TMOD,#00001001В; настраивание Т/С0

MOV TH0,#0 ; сбрасывание таймера

MOV TL0,#0

SETB TCON.4 ; запуск Т/С0

WAIT0: JNB  P3.2, WAIT0; ожидание единичного уровня

WAITC: JB     P3.2, WAITC; ожидание нулевого уровня

CLR TCON.4 ; остановка Т/С0

RET                ; выход из процедуры

Управление программе должно передаваться при условии =0. Прерывание от Т/С0 и внешние от  – должны быть запрещены. По завершению программы в Т/С0 будет находиться число, пропорциональное продолжительности импульса на входе . Максимальная продолжительность импульса 65536 мкс, погрешность 1 мкс.

Если необходимо измерять большую продолжительность импульса, то можно программным путем подсчитывать число переполнений от таймера.

Пример 52. Преобразование параллельного кода в последовательный в MCS-51 сводится к передаче одного байта в буфер приемо-передатчика:

MOV SBUF, А

Пример 53. Обратное преобразование последовательного кода в параллельный инициируется стоповым битом и выполняется аппаратно без участия программы. Основная программа должна выполнить команду

MOV A, SBUF.

Пример 54. Преобразование однобайтовых чисел в дополнительный код и наоборот. Числа со знаком можно представить в дополнительном коде в границах от -128 к +12 Алгоритмы перевода чисел из прямого кода со знаком в дополнительный и обратное преобразование одинаковы:

DOD-PR: JNB А.7, EXIT; проверка знакового разряда

CPL А         ; инверсия аккумулятора

ADD A, #1   ; добавление единицы

SETB А.7      ; установление знака

EXIT:                       ; выход

Пример 55. Преобразование чисел из одной системы исчисления в другую методом «двух счетчиков». При этом методе из начального кода отнимается, а к новому коду прибавляется единица до обнуления начального кода. Причем отнимание осуществляется в старой системе счисления, а добавление – в новой.

Программа перевода двоичного числа в двоично-десятичное.

MOV R5, А   ; передача начального числа в R5

CLR А         ; сброс аккумулятора

REV: ADD    A,#1 ; добавление единицы

DA A         ; десятичная коррекция

DJNZ R5, REV ; декремент начального кода и цикл, если не нуль

Результат преобразования находится в аккумуляторе.

Пример 56. Подсчет числа импульсов за заданный промежуток времени. Решается 4-я способами:

1. Программная реализация временного интервала и программный подсчет числа импульсов.

2. Программная реализация временного интервала и аппаратный подсчет числа импульсов (на внутреннем таймере / счетчике).

3. Аппаратная реализация временного интервала и программный подсчет числа импульсов.

4. Аппаратная реализация временного интервала и аппаратная реализация подсчета импульсов.

Реализация на MCS-51: в таймере-счетчике Т/С1 осуществляется подсчет числа импульсов; в Т/С0 заданный временной интервал. Датчик импульсов должен быть подключен к Т1.

TIME: EQU    NOT(10000)+1; определение константы TIME для отсчета времени в 10 мс

MOV TMOD,#01010001B; настройка таймеров-счетчиков:

1-й – счетчик 16 бит, 0-й – таймер

CLR A         ; сброс аккумулятора

MOV ТН1, А ; сброс Т/С1

MOV ТL1, А;

MOV ТН0,#НІGH(ТIМE); загрузка в Т/С0 константы TIME

MOV TL0,#LOW (TIME);

ORL TCON,#50H; запуск Т/С1 и Т/С0

WAIT: JBC     TCON.5, EXIT; проверка переполнения Т/С0

SJMP WAIT  ; цикл, если TF=0

EXIT: MOV    В, ТН1  ; (В) – (А), число импульсов за время 10 мс

MOV A, TL1

программный команда управление микроконтроллер

Реализация ЦАП и АЦП

 

Пример 5 Преобразование информации из цифровой формы в аналоговую осуществляется с помощью подключения интегральных микросхем цифроаналогового преобразователя (ЦАП) к одному из портов MCS-51. Выдача информации при этом осуществляется с помощью одной команды, например: MOV P1, А.

Если необходимо генерировать какую-то сложную функцию, то лучше записать ее таблично и передавать с соответствующим периодом в заданный порт.

Пример 58. Аналого-цифровой преобразователь (АЦП) последовательного приближения (рис. 10).

 

Рисунок 10 – Реализация АЦП последовательного приближения

 

МК выдает через порт P1 байт данных, что превращается в аналоговую форму и сравнивается с входным сигналом компаратора, после чего анализируется результат сравнения. В зависимости от значения сигнала на входе Т0 MCS-51 или оставляет старший бит в единичном состоянии, или сбрасывает в 0. Потом аналогично проверяются все остальные биты.

R4 – регистр цифрового эквивалента;

R3 – регистр бегущего значения 1 для указания весового бита.

CONVRT: MOV R5#08Н ; загрузка счетчика циклов

MOV R3,#01Н

MOV R4,#00Н

LOOP: MOV   А, R3    ; сдвиг R3 вправо на 1 разряд

RR A

MOV R3, А

ORL А, R4   ; логическое ИЛИ весового разряда и цифрового эквивалента

MOV Р1, А   ; выдача в Р1

JBC T0, ENDUGH; если Т0=1, то аналоговый эквивалент выданного байта больше чем U_BX и сохраняется в R4, если наоборот, то установленный бит запоминается в R4

MOV R4, А

ENDUGH: DJNZ R5, LOOP; декремент R5 и если не 0, то переход к анализу следующего бита

Пример 59. Реализация АЦП методом двойного интегрирования.

Метод двойного интегрирования заключается в следующем (рис. 11). Сначала интегрируется входной опорный сигнал Е_ОП. На выходе интегратора устанавливается отрицательный потенциал, после чего интегрируется входной аналоговый сигнал за строго определенное время Т1. Т1 отсчитывается от момента перехода сигнала интегратора через 0. Потом подается U_ОП и измеряется время интегрирования Т2, которое пропорционально входному сигналу.

 

Рисунок 11 – Реализация АЦП двойного интегрирования

 

Максимальное время преобразования для точности 16 разрядов 2´65.536 мс. Если необходима точность преобразования 8 разрядов, то Т/С0 переключается в режим 8-битного таймера, а время преобразования составляет 2´256 мкс.

 

Рисунок 12 – Временные диаграммы сигналов АЦП
двойного интегрирования

 

MOV TMOD,#01H; настройка Т/С0 на режим 16 бит

MOV TH0,#HIGH (NOT(T1)+1); загрузка Т/С0

MOV TL0,#LOW (NOT(T1)+1)

SETB P1.1     ; настройка Р1.1 на ввод

SETB Pl.0      ; подача Е_ОП на интегратор

WAIT: JB        P1.1, WAIT; ожидание появления на выходе интегратора отрицательного уровня сигнала

CLR P1.0     ; подача U_BX на интегратор

WAITT0: JNB P1.1, WAIT0; ожидание момента Т0

SETB TCON.4 ; запуск Т/С0

WAITT1: JNB TCON5, WAITT1; ожидание момента Т1

SETB P1.0     ; подача Е_ОП на интегратор и начало обратного интегрирования

WAITT2: JB   P1,1, WAITT2; ожидание момента Т2

CLR TCON.4 ; остановка Т/С0

CLR TCON.5 ; сброс флажка TF0

MOV В, TH0 ; формирование результата в регистровой паре А, В

MOV A, TL0