Разработка алгоритма работы цифрового устройства управления. Алгоритм работы устройства управления

СОДЕРЖАНИЕ:

лист

Введение…………………………………………………………………….02

1.  Анализ технического задания…………………………………………...03

2.  Выбор датчиков и исполнительных устройств.………………………..05

2.1. Выбор датчиков…………………………………………………………05

2.2. Выбор исполнительных устройств…………………………………….07

3.  Разработка алгоритма работы цифрового устройства управления…...09

4.  Разработка программы для микроконтроллера………………………..11

5.  Разработка схемы электрической принципиальной…………………...14

Заключение………………………………………………………………….15

Список литературы…………………………………………………………16

Приложение 1. Алгоритм работы устройства управления

Приложение 2. Алгоритм программы для микроконтроллера

Приложение 3. Текст программы на ассемблере для микроконтроллера

ВВЕДЕНИЕ

В управлении многих бытовых и других устройств все чаще применяются цифровые управляющие устройства.

Для создания новой системы сначала определяются функции, которые она должна выполнять и факторы (сигналы), которые будут на нее воздействовать. Это все может быть описано с помощью алгоритма работы  данного устройства.

Устройство управления можно реализовать двумя способами:

-  аппаратно – по алгоритму работы устройства управления синтезируется граф переходов управляющего автомата, составляется таблица переходов и по ней синтезируется система логических уравнений; затем эти уравнения приводятся к технологическому базису и устройство реализуется с помощью набора микросхем, либо разрабатывается новая микросхема, которая будет выполнять только заданные функции;

-  программно – алгоритм работы устройства закладывается в микропроцессор.

Нужно отметить, что быстрее будет работать алгоритм, реализованный аппаратно, но такие устройства получаются дорогими, и при модернизации устройства микросхему придется разрабатывать заново. При использовании микропроцессоров имеется возможность изменять алгоритм работы устройства, без серьезного изменения схемы электрической принципиальной, и (или) внешних устройств.

В данной курсовой работе проводится разработка устройства управления струйным принтером. Алгоритм управления реализуется программно. В качестве микропроцессора используется микроконтроллер PIC16C84.

Основные характеристики данного микроконтроллера приведены в [1].

1. АНАЛИЗ ТЕХНИЧЕСКОГО ЗАДАНИЯ

Разрабатываемое устройство управления предназначено для струйных принтеров типа LexMark. Для упрощения будем считать, что в принтере используется только черный картридж.

Проектируемое устройство управления должно реализовывать следующие функции:

-  постраничная печать документов формата А4;

-  замена старого картриджа на новый.

И контролировать следующие параметры:

-  наличие картриджа;

-  местоположение картриджа;

-  наличие бумаги в лотке;

-  наличие бумаги у печатающей головки;

-   конец листа.

Функциональная схема устройства приведена на рис.1.

Рис.1. Функциональная схема устройства управления

Для реализации данного устройства управления на микроконтроллере необходимо разработать алгоритм работы устройства управления, по нему нужно составить алгоритм (и программу на ассемблере) для микроконтроллера. Затем эта программа должна быть с помощью программатора введена в pic-процессор. Для отладки и проверки работоспособности программы можно использовать эмулятор pic-процессора.

Так же в ходе выполнения курсовой работы нужно подобрать датчики и исполнительные устройства, используемые в устройстве управления, и сопрячь их с микроконтроллером.

В результате выполнения курсовой работы нужно составить схему электрическую принципиальную устройства управления струйным принтером и алгоритм (программу) работы микроконтроллера.

2. ВЫБОР ДАТЧИКОВ И ИСПОЛНИТЕЛЬНЫХ УСТРОЙСТВ

2.1. Выбор датчиков

Разрабатываемое устройство управления должно контролировать наличие бумаги, наличие картриджа и воспринимать сигналы оператора.

Для реализации датчика наличия картриджа (поз. 4 рис. 5) используется микропереключатель типа МП12, его электрические параметры приведены в табл.1.

Таблица 1. Электрические параметры переключателей

Тип	I (А)	U (B)	P (BA)	Род тока	Число циклов коммутации	Траб °С
МП12	10-6-0,5	0,5-36	18	пост.	104	-100 - +125
КМД1-I	10-4 - 4	0,5-30	70	пост.	104	-60 - +100

Габаритные и установочные размеры микропереключателя, а так же схема включения  приведена на рис. 2. При установке картриджа в держатель (поз. 7 рис. 5) контакт микропереключателя замыкается и подается сигнал логической единицы.

Рис. 2. Габаритные размеры и схема включения МП12

Так же микропереключатель МП12 используется для реализации датчика местоположения картриджа (поз. 1 рис. 5). Когда картридж находится в крайнем левом положении, контакт микропереключателя замкнут, подается сигнал высокого уровня.

Датчик наличия бумаги в лотке (поз. 3 рис. 5), и датчик наличия бумаги у печатающей головки (поз. 2 рис. 5) представляют собой оптическую пару, электрическая схема датчика приведена на рис. 3. Когда есть бумага в лотке (поз. 8 рис.5) или у печатающей головки, то датчиком вырабатывается сигнал высокого уровня.