Отбраковка резисторов на производстве

СОДЕРЖАНИЕ Введение 1. Словесное описание работы системы 2. Предварительное распределение памяти 3. Алгоритм функционирования микропроцессорной системы

СОДЕРЖАНИЕ

Введение

1. Словесное описание работы системы

2. Предварительное распределение памяти

3. Алгоритм функционирования микропроцессорной системы

4. Распределение ресурсов

5. Программа работы системы

6. Контрольный пример

Заключение

Список использованной литературы

ВВЕДЕНИЕ

В данной курсовой работе описывается отбраковка резисторов на производстве. Резисторы сортируются по допускам и раскладываются в соответствующие контейнеры. Если сопротивление не входит ни в один диапазон допуска, он помещается в отдельный контейнер и включает сигнал, что попался брак. Система построена на микропроцессоре К1816ВЕ48.

Измерение сопротивления производиться посредством измерения падения напряжения на исследуемом резисторе при пропускании через него фиксированного тока.

1. СЛОВЕСНОЕ ОПИСАНИЕ РАБОТЫ СИСТЕМЫ

Принципиальная схема системы приведена на рис. 1.1

Работает система следующим образом:

В некоторый момент времени процессор подает роботу команду установить резистор и начинает ждать. Робот, когда установит резистор в измеряющее устройство, сигнализирует об этом процессору. Процессор выходит из режима ожидания и выдает команду начать преобразование и снова начинает ждать. АЦП, завершив преобразования падения напряжения на измеряемом резисторе в цифровой код, подает сигнал процессору. Процессор считывает с АЦП цифровой код и приступает к сравнению его с записанным в память эталонным сопротивлением. В результате вычислений процессор определяет к какой группе по отклонению от номинала относится измеряемый резистор и выдает соответствующую команду роботу- поместить резистор в один из пяти контейнеров с отклонениями

Далее цикл повторяется сначала.

2. ПРЕДВАРИТЕЛЬНОЕ РАСПРЕДЕЛЕНИЕ ПАМЯТИ

Предварительное распределение памяти в системе показано на рис. 2.1. Т. к. программа, управляющая системой, скорее всего, будет сравнительно небольшой, то она вся поместиться во внутреннем ПЗУ процессора (памяти компьютера), поэтому на рисунке изображена только эта память; внешние ПЗУ не нужны и поэтому распределение для них не показано.

Система будет обрабатывать сравнительно небольшой объем данных, поэтому показания на схеме распределения памяти данных область “ОЗУ данных” скорее всего, останется незадействованной.

3FFh

YYYh

XXXh

000h

Свободно

3Fh

20h

1Fh

18h

17h

08h

07h

00h

ОЗУ данных
Банк регистров RB1
Подпрограмма
8-уровневый стек
Программа, управляющая работой системы
Банк регистров RB0

Рис. 2.1. Память команд Память данных

3.АЛГОРИТМ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ МИКРОПРОЦЕССОРНОЙ СИСТЕМЫ

Укрупненная структурная схема алгоритма программы, управляющей процессором, изображена на рис. 3.1.

При включении системы вначале она принудительно переходит в режим занесения эталонного сопротивления. Процессор считывает с АЦП значение сопротивления, записывает его в память и обнуляет все счетчики, в которых ведется учет резисторов с определенным допуском.

Далее следует установка и измерение сопротивления очередного резистора. Считанное с АЦП значение сопротивления подвергается обработке процессором и вычисляется процент отклонения сопротивления резистора от эталонного. В зависимости от значения этого отклонения процессором выдается команда роботу на размещение резистора в определенном контейнере и увеличение на единицу соответствующего счетчика резисторов.

Далее анализируется состояние переключателя “ЭТАЛОН”. Если он замкнут, то снова производится замена в памяти эталонного сопротивления и обнуление счетчиков. Если этот переключатель разомкнут, то система начинает обработку следующего резистора.




4. РАСПРЕДЕЛЕНИЕ РЕСУРСОВ

В регистре R0 банка 0 находится текущее эталонное сопротивление. Остальные регистры банка 0 используются по мере надобности для хранения промежуточных результатов и временного сохранения содержимого аккумулятора.

В регистре R0 банка 1 находится счетчик количества резисторов с сопротивлением вне допуска.

В регистре R2 банка 1 находится счетчик количества резисторов с отклонением не более 10% от эталона.

В регистре R2 банка 1 находится счетчик количества резисторов с отклонением не более 10% от эталона.

В регистре R2 банка 1 находится счетчик количества резисторов с отклонением не более 10% от эталона.

В регистре R2 банка 1 находится счетчик количества резисторов с отклонением не более 10% от эталона.

В регистре R2 банка 1 находится счетчик количества резисторов с отклонением не более 10% от эталона.

Через вывод Р10 процессору сообщается режим работы:

0- сортировка резисторов по допускам;

1- смена эталонного сопротивления.

Через вывод Р20 роботу выдается команда “установить резистор”. Активное состояние – 1.

Через вывод Р21 роботу выдается команда положить резистор в контейнер “ВНЕ ДОПУСКА”. Активное состояние – 1.

Через вывод Р22 осуществляется запуск АЦП. Активное состояние – 0.

Через выводы Р25, Р26, Р27, Р28 и Р29 роботу выдается команда положить резистор в контейнер с допуском соответственно. Активное состояние – 1.

На вывод Т0 от робота поступает 1, если резистор установлен.

На вывод Т1 от АЦП поступает 1, когда данные готовы к считыванию.

Программа в памяти начинается с адреса 000h.

5. ПРОГРАММА РАБОТЫ СИСТЕМЫ

Адрес Код Количество циклов

Метка

Мнемоника Комментарий

000

002

003

004

008

00А

00С

00D

00F

010

011

12

013

015

017

018

019

01A

01B

01D

01E

020

021

023

024

026

027

028

02A

02B

02C

02D

02E

02F

030

031

032

033

034

035

037

038

03A

03B

03C

14 70

A8

D5

D8 00

BA 00

BB 00

C5

14 70

33

17

68

AB

53 80

C6 1B

FB

07

33

AB

BC 64

FB

BA 00

6B

E6 24

1A

EC 20

A9

97

BB 08

F9

F7

A9

FA

F7

AA

F8

33

17

6A

A7

F6 38

F8

EB 2A

F9

F7

A9

2

1

1

2

2

2

1

2

1

1

1

1

2

2

1

1

1

1

2

1

2

1

2

1

2

1

Change: Call Meas

MOV R0.A

SEL RB1

MOV R0, 00h

MOV R2, 00h

MOV R3, 00h

SEL RB0

Work: CALL Meas

CPL A.

INC A

ADD A,R0

MOV R3,A

ANL A,80H.

JZ Mul.

MOV A,R3

DEC A

CPL A

MOV R3,A.

Mul: MOV R4,64h

MOV A,R3

MOV R2, 00h

M1: ADD A, R3

JNC M2

INC R2

M2: DJNZ R4, M1

MOV R1, A

CLR C

MOV R3,08h

M3: MOV A, R1

RLC A

MOV R1, A

MOV A, R2

RLC A

MOV R2, A

MOV A, R0

CPL A.

INC A

ADD A, R2

CPL C

JC M4

ADD A, R0

M4: DJNZ R3, М3

MOV A, R1

RLC A

MOV R1, A

;Вызов подпрограммы измерения сопротивления резистора ;Запомним в R0 эталонное сопротивление.

;Подключим банк регистров RB1.

;Обнуление счетчика

;Обнуление счетчика

;Обнуление счетчика

;Подключим банк регистров RB0.

;Измерение сопротивления резистора.

;Инвертирование содержимого аккумулятора

;А=А+1ÞА в дополнительном коде.

;Вычитаем из эталонного сопротивления измеренное: А=R0-А.

;Спасаем А регистре R3

;Проверяем знаковый бит

;Если А>0, то переходим на метку Mul

;Восстановим содержимое А.

;А=А-1

;Инвертирование А; А- в прямом коде.

;Сохраним содержимое А

;В R4- число повторений цикла- 10010

;В аккумуляторе- разность между измеренным и эталонным ;сопротивлениями, взятая по модулю.

;Обнуление регистра R2

;А=А+R3.

;Если А+R3£FFh, то переходим на М2.

;Учитываем перенос (А+R3>FFh).

;Уменьшаем счетчик цикла. Если R4>0- повторяем цикл.

;Копируем аккумулятор в регистр R1

;После умножения в регистре R1 будет младший байт

;произведения, в R2- старший, т. е. R2R1=½Nэт -N½*100.

;Разделим содержимое этой пары регистров на содержимой

;регистра R0 (эталон).

;Обнуляем флаг переноса.

;Счетчик цикла.

;ВА- младший байт произведения.

;Циклический сдвиг влево через флаг переноса.

;R1=А

;ВА- младший байт произведения.

;Циклический сдвиг влево через флаг переноса

;R2=А

;ВА- эталонное вопротивление (делитель).

;Инвертирование содержимого аккумулятора

А=А+1Þ А в дополнительном коде

;А=R2-А

; Инвертирование флага переноса

;Если флаг С установлен, переходим на М4.

;А=А+ R0

;Уменьшаем счетчик цикла. Если R3>0, то повторяем цикл. ;А=R1

;циклический сдвиг влево через флаг переноса.

; В R1- результат деления, т. е. отклонение в процентах измеренного сопротивления от эталонного.

;проверка на принадлежность к группе по допуску.

03D

03F

041

042

043

044

046

047

049

04A

04C

04E

04F

050

051

053

054

056

057

058

059

05B

05C

05E

05F

060

062

03 F6

E6 49

D5

18

C5

23 06

3A

04 5C

F9

03 FB

E6 56

D5

1A

C5

23 44

3A

04 5C

D5

1B

C5

23 24

3A

23 04

3A

09

12 00

04 0D

2

2

1

1

1

2

2

2

1

2

2

1

1

1

2

2

2

1

1

1

2

2

2

2

2

2

2

P 10:

P 5:

Mode:

ADD

JNC

SEL

IBC

SEL

MOV

OUTL

JMP

MOV

ADD

JNC

STL

INC

SEL

MOV

OUTL

JMP

SEL

INC

SEL

MOV

OUTL

MOV

OUTL

IN

JB0

JMP

A. F6h

P10

RB1

R0

RB0

A, 06h

P2, A

Mode

A, R1

A, FBh

P5

RB1

R2

RB0

A, 44h

P2, A

Mode

RB1

R3

RB0

A, 24h

P2, A

A, 04h

P2, A

A, P1

Change

Work

;А=А-1010

;Если А<1010 , то переходим на Р10

;Подключаем банк регистров RB1

;Увеличиваем счетчик резисторов “ВНЕ ДОПУСКА”

;Подключаем банк регистров RB0

;Устанавливаем 1-й и 2-й биты в единицу

;Команда роботу–положить резистор в контейнер “вне допуска”

;Пропускаем остальные отклонения

;A=R1 ;A=A–5

;Если А<5, то переходим на Р5

;Подключаем банк регисторов RB1

;Увеличиваем счетчик резисторов с отклонением до 10%

;Подключаем банк регистров RB0

;Устанавливаем в единицу 2–й и 6–й биты

;Команда роботу – положить резистор в контейнер “10%”

; Пропускаем отклонение 5%

; Подключаем банк регистров RB1

;Увеличиваем счетчик резисторов с отклонением до 5%

; Подключаем банк регистров RB0

; Устанавливаем в единицу 2–й и 5–й биты

; Команда роботу – положить резистор в контейнер “10%”

; Устанавливаем в единицу только 2–й бит

;Снимаем все активные сигналы с порта Р2

;Читаем порт Р1

;Нулевой бит установлен в единицу–команда смены эталона.

;Проверяем следующий резистор.

070

072

073

075

077

079

07В

07С

07Е

07D

23 05

3A

26 73

9A 00

8A 04

56 79

09

12 7B

08

83

2

2

2

2

2

2

2

2

2

2

Meas:

W1:

W2:

W3:

MOV

OUTL

JNT0

ANL

ORL

JT1

IN

JB0

INS

RET

A, 05h

P2, A

W1

P2,00h

P2,04h

W2

A, P1

W3

A, Bus

; Устанавливаем в единицу 0–й и 2–й биты

; Команда роботу –установить резистор

;Ждем установки резистора

;На АЦП-сигнал “начать измерение”

;Убираем все активные сигналы с порта Р2

;Ждем окончания измерения

;Ждем выключения режима

; “эталонное сопротивление”

;Считываем с АЦП значение сопротивления

;Возврат в основную программу.

К полученной программе трудно применить термин “быстродействие”, на это есть несколько причин:

-В программе есть несколько задержек на неопределенное время ( эти задержки определяются роботом);

-Программа имеет сильно разветвленную структуру, а выбор ветви в некоторых случаях зависит от внешних условий;

-Программа представляет собой бесконечный цикл, т. е. программа выполняется с момента включения системы и до выключения.

Для того, чтобы все-таки оценить быстродействие, сделаем некоторые допущения: предположим, что внешние устройства совершенно не затормаживают систему, т. е. если система выдает запрос во внешние устройства, результат приходит мгновенно. Таким образом, будет посчитано быстродействие собственно программы.

Для определенности примем, что система работает в режиме сортировки, эталонное значение уже занесено в память и в измеритель установлен резистор с 10% допуском.

Так как программа зациклена, посчитаем количество машинных циклов за один проход программы:

2+2´10+1´4+2+2+1´4+2+1+2+1+(1+2+1+2)´100+1+1+2+(1´11+2+1+2)´8+1+1+1+2+2+2+1+ 2+2+1+1+1+2+2+2+1+1+1+2´7=812 циклов

К процессору подключен кварцевый резонатор на частоту 6 МГц, следовательно тактовая частота процессора равна 6/3=2 МГц; время одного такта равно 0,5 мкс. Один машинный цикл равен пяти тактам, т. е. 2,5 мкс.

Время выполнения одного цикла программы равно 812´2,5=2030 мкс » 2 мс.

6. КОНТРОЛЬНЫЙ ПРИМЕР

Напряжение, подаваемое на АЦП, равно

U=Iэт ´R; Iэт = 0,025 А

Входные данные:

Rэт = 51Ом; Rизм = 53 Ом; Uэт = Iэт ´Rэт = 0,025 А´51Ом = 1,28 В

С АЦП в память запишется число 128 = 80h, т. е. (R0) = 80h

U= Iэт ´Rэт = 0,025 А´53 Ом = 1,33 В

С АЦП в аккумулятор запишеться число 133 = 85h.

Находим модель разности эталонного и измеренного сопротивлений:

½Rэт –Rизм ½=½128-133½=½-5½=5

Отклонение в процентах находиться по формуле:


и именно по этой формуле работает написанная выше программа.

Умножаем разность на 100:

½Rэт –Rизм ½´100=500

Делим полученное число на Rэт /800/102 = 3, т. к. деление целочисленное.

Итак, в программе получается, что Rизм имеет отклонение 3% от


номинала. На самом деле Rизм имеет отклонение

Число, полученное программой, и число, рассчитанное непосредственно, достаточно близки друг к другу.

Система поместит данный резистор в контейнер с допуском 5%.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В процессе работы была разработана система, способная рассортировать партию резисторов по допускам 5, 10% и брак. Система также подсчитывает число резисторов каждого допуска.

В устройстве предусмотрена возможность смены эталонного сопротивления, записанного в памяти, при смене партии резисторов.

При каждом попадании резистора с отклонением более 10% система подает световой сигнал.


СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1. Микропроцессоры. В 3–х кн. Кн. 1. Архитектура и проектирование микро–ЭМВ. Организация вычислительных процессов: Учебник для вузов. Под редакцией Л.Н. Преснухина. – М.: Высшая школа, 1986г.

2. Калабеков Б.А. Микропроцессоры и их применение в системах передачи и обработки сигналов: Учебное пособие для вузов. – М.: Радио и связь, 1988г.

3. В.Н. Пильщиков. Программирование на языке ассемблер IBMPC. – М.: Диалог МИФИ, 1994г.