Разработка алгоритма

4. Разработка алгоритма

Алгоритм работы электронных весов должен быть следующим:

Подготовка АЦП – настройка АЦП (номер канала AN1..AN7, режим работы: стандартный или точный, прерывания), старт преобразования.

Считывание данных с АЦП. Преобразованное число хранится в регистрах ADDH и ADDL (старший и младший байты соответственно)

Преобразование кода младшего разряда в код семисегментного индикатора. Так как по техническому заданию необходимо обеспечить точность 0,5 кг., младший разряд (десятые) будет принимать значения “0” или “5”. Код, который нужно преобразовать находится в двух младших разрядах ADDL.

Вывод младшего разряда. Выводим преобразованное число на порт P3, т.е. на -1-й разряд индикатора.

Преобразование кода остальных разрядов в двоично-десятичный код. То есть преобразование двоичного восьмиразрядного числа в двоично-десятичное (число, в котором каждая десятичная цифра представлена четырьмя битами).

Преобразование кода остальных разрядов в код семисегментного индикатора. Каждая цифра двоично-десятичного должна быть представлена семиразрядным эквивалентом, для последующего вывода на индикатор.

Вывод остальных разрядов. Вывод 2-го, 1-го и 0-го разрядов на индикатор.

Переход на пункт 4.2 и повторение алгоритма.

Блок-схема алгоритма имеет следующий вид:

Рис. 12. Блок-схема алгоритма

5. Построение программы

Настройка АЦП заключается в записи данных в соответствующие регистры (согласно [11]). Регистр ADCF (конфигурация АЦП):

Табл. 4. Регистр ADCF

7	6	5	4	3	2	1	0
CH7	CH6	CH5	CH4	CH3	CH2	CH1	СH0
Номер бита	Название бита	Описание
7-0	CH 0:7	При установленном бите P1.x используется в качестве входа АЦП, при сброшенном бите P1.x используется в качестве стандартного порта ввода/вывода.

В данном регистре установим бит 7, т.к. будем использовать P1.7 в качестве входа АЦП.

Регистр IEN0 (регистр прерываний):

Табл.5 Регистр IEN0

7	6	5	4	3	2	1	0
EA	EC	ET2	ES	ET1	EX1	ET0	EX0
Номер бита	Название бита	Описание
7	EA	Разрешение всех прерываний
6	EC	Разрешение прерывания от PCA
5	ET2	Разрешение прерывания от таймера 2
4	ES	Разрешение прерывания от UART
3	ET1	Разрешение прерывания от таймера 1
2	EX1	Разрешение внешнего прерывания INT1
1	ET0	Разрешение прерывания от таймера 2
0	EX0	Разрешение внешнего прерывания INT2

В данном регистре установим бит 7, разрешив этим самым все прерывания.

Регистр IEN1 (регистр прерываний):

Табл.6 Регистр IEN1

7	6	5	4	3	2	1	0
-	-	-	-	-	-	EADC	-
Номер бита	Название бита	Описание
7-2	-	Зарезервировано. Эти биты нельзя устанавливать
1	EADC	Разрешение прерывания от АЦП
0	-	Зарезервировано. Этот бит нельзя устанавливать

В данном регистре установим бит 1, разрешив этим самым прерывание от АЦП.

Регистр ADCON (регистр управления АЦП):

Табл.6 Регистр ADCON

7	6	5	4	3	2	1	0
-	PSIDLE	ADEN	ADEOC	ADSST	SCH2	SCH1	SCH0
Номер бита	Название бита	Описание
6	PSIDLE	Режим псевдо холостого хода
5	ADEN	Включение АЦП
4	ADEOC	Преобразование завершено
3	ADSST	Старт преобразования
2	SCH2	Выбор аналогового входа
1	SCH1
0	SCH0

В данном регистре будем задавать 7-й аналоговый вход (SCH2=”1”, SCH1=”1”, SCH0=”1”). Далее нужно перевести контроллер в режим псевдо холостого хода PSIDLE=”1”(это необходимо для более точного преобразования, уменьшаются шумы) и начать преобразование ADSST=”1”.

После завершения преобразования сработает прерывание от АЦП и контроллер выйдет из режима холостого хода, и нужно будет переписать преобразованное число из регистров ADDH и ADDL в регистры R2 и R1.

Теперь необходимо преобразовать -1-й разряд числа в семисегментный код и вывести на P3 (-1-й разряд хранится в двух младших битах младшего байта числа)

Табл. 7. Таблица преобразования -1-го разряда.

Двоичный код	Семисегментный код
00	01101101 (5)
01	01101101 (5)
10	01111110 (0)
11	01111110 (0)

Необходимо сдвинуть 2 старших разряда числа (находящихся в R2) в R1, а два младших разряда убрать, т.к. они уже выведены на индикатор. Это можно сделать два раза сдвинув вправо через флаг переноса регистры R2 и R1, т.к. операцию сдвига можно осуществлять только над аккумулятором, предварительно запишем в него содержимое регистров R2 и R1. Весь алгоритм будет выглядеть следующим образом:

Записать содержимое R2 в аккумулятор,

Сдвинуть аккумулятор на один бит вправо,

Записать содержимое аккумулятора в R2,

Записать содержимое R1 в аккумулятор,

Сдвинуть аккумулятор на один бит вправо,

Записать содержимое аккумулятора в R1,

Записать содержимое R2 в аккумулятор,

Сдвинуть аккумулятор на один бит вправо,

Записать содержимое аккумулятора в R2,

Записать содержимое R1 в аккумулятор,

Сдвинуть аккумулятор на один бит вправо,

Записать содержимое аккумулятора в R1;

Теперь необходимо преобразовать код остальных разрядов в двоично-десятичный код, что согласно [12] делается следующим образом:

Делим исходное число на 10, остатком от деления будет двоично-десятичный код 0-го разряда.

Результат деления снова делим на 10, остатком от деления будет двоично-десятичный код 1-го разряда.

Результат деления снова делим на 10, остатком от деления будет двоично-десятичный код 2-го разряда.

Двоично-десятичный код запомним в регистрах R4, R3, R2, теперь его нужно преобразовать в код семисегментного индикатора, для этого будем использовать подпрограмму PR, предварительно записав преобразуемое число в стек, после вызова PR в стеке будет содержаться уже преобразованное число. Преобразование будет осуществляться методом простого перебора всех вариантов.

Табл. 8. Таблица преобразования в семисегментный код

Десятичный код	Двоично-десятичный код	Код семисегментного индикатора
0	0000	01111110
1	0001	00000110
2	0010	01011011
3	0011	01001111
4	0100	01100110
5	0101	01101101
6	0110	01111101
7	0111	00000111
8	1000	01111111
9	1001	01101111

После вызова подпрограммы PR, считываем данные из стека и выводим их на соответствующий порт, также необходимо вывести десятичную точку P2.7.

Заключение

В результате проделанной работы были разработаны электронные весы с диапазоном измерения от 0 до 250 килограмм, с точностью измерения 500 грамм, с микропроцессорным управлением. Точность измерения не зависит от положения объекта на весах. Габаритные размеры весов 5000x5000 мм. Электронные весы работают от источника напряжения 5 В. Потребляемая мощность – 1,05 Вт. Потребляемый ток – 210 мА

Список использованных источников

1 www.gaw.ru/html/cgi/txt/pub/sensor/index.html

2 dmp330h.pdf – Техническая документация к датчику давления DMP330H.

3 dmp331.pdf – Техническая документация к датчику давления DMP331.

dmp341.pdf – Техническая документация к датчику давления DMP341.

dps100.pdf – Техническая документация к датчику давления DPS100.

6 sub.chipdoc.ru/html.cgi/txt/lcd/chips/hd44780/start.htm

7 www.powerlight.ru

8 de119.pdf – Техническая документация к ЖК-индикатору DE-119

9 mcs51.pdf – Техническая документация к микроконтроллерам серии MCS-51.

10 www.atmel.com

11 doc4127.pdf – Техническая документация к микроконтроллеру AT89C5AC2

12 А.В.Фрунзе, А.А.Фрунзе. Микроконтроллеры? Это же просто!, ООО “ИД СКИМЕН”, 2003г.

Приложение

Текст программы

MOV ADCF, #1000000B; 7 канал – АЦП, остальные – порт

SETB IEN0.7; Разрешение прерываний

SETB IEN1.1; Разрешение прерывания от АЦП

BEGIN: ANL ADCON, #11111000B; Сброс канала

ORL ADCON, #00000111B; Задание 7-го канала АЦП (P1.7)

ORL ADCON,#01001000B; Перевод контроллера в режим pseudo-idle и

; начало преобразования

MOV R1, ADDL; Запись в R1 младшего байта АЦП

ANL R1, #02H; Сброс всех битов R1, кроме 0-го и 1-го

MOV R0, ADDL; Запись в R0 младшего байта АЦП

MOV R2, ADDH; Запись в R2 старшего байта АЦП

MOV A, R2; Запись R2 в аккумулятор

RRC A; Сдвиг аккумулятора на один бит вправо

MOV R2, A; Запись аккумулятора в R2

MOV A, R0; Запись R0 в аккумулятор

RRC A; Сдвиг аккумулятора на один бит вправо

MOV R0, A; Запись аккумулятора в R0

MOV A, R2; Запись R2 в аккумулятор

RRC A; Сдвиг аккумулятора на один бит вправо

MOV R2, A; Запись аккумулятора в R2

MOV A, R0; Запись R0 в аккумулятор

RRC A; Сдвиг аккумулятора на один бит вправо

MOV R0, A; Запись аккумулятора в R0

MOV A, R1; Запись R1 в аккумулятор

SUBB A, #11B;

JZ ML5; Переход, если R1 = #11B

MOV A, R1; Запись R1 в аккумулятор

SUBB A, #10B;

JZ ML5; Переход, если R1 = #10B

MOV A, R1; Запись R1 в аккумулятор

SUBB A, #01B;

JZ ML0; Переход, если R1 = #01B

MOV A, R1; Запись R1 в аккумулятор

SUBB A, #00B;

JZ ML0; Переход, если R1 = #00B

ML0: MOV P3, #01111110B; Вывод “0” в младший разряд индикатора

SJMP NEXT;

ML5: MOV P3, #01101101B; Вывод “5” в младший разряд индикатора

NEXT: MOV A, R0; Запись R0 в аккумулятор

MOV B, #10; Запись #10 в B

DIV AB; Деление аккумулятора на B

MOV R2, B; Запись B в R2 (единицы)

MOV B, #10; Запись #10 в B

DIV AB; Деление аккумулятора на B

MOV R3, B; Запись B в R3 (десятки)

MOV B, #10; Запись #10 в B

DIV AB; Деление аккумулятора на B

MOV R4, B; Запись B в R4 (сотни)

PUSH R2; Запись R2 в стек

LCALL PR; Вызов подпрограммы преобразования числа

POP P2; Вывод на индикатор 0-го разряда (единицы)

SETB P2.7; Вывод на индикатор десятичной точки

PUSH R3; Запись R3 в стек

LCALL PR; Вызов подпрограммы преобразования числа

POP P1; Вывод на индикатор 1-го разряда (десятки)

PUSH R4; Запись R4 в стек

LCALL PR; Вызов подпрограммы преобразования числа

POP P0; Вывод на индикатор 2-го разряда (сотни)

SJMP BEGIN; Переход на начало

PR: ;Подпрограмма преобразования двоично-десятичного числа в число с кодом

;семисегментного индикатора

POP R5; Запись в R5 содержимого стека

MOV A, R5;

SUBB A, #0;

JZ SEG0; Переход на SEG0, если R5 = 0

MOV A, R5;

SUBB A, #1;

JZ SEG1; Переход на SEG1, если R5 = 1

MOV A, R5;

SUBB A, #2;

JZ SEG2; Переход на SEG2, если R5 = 2

MOV A, R5;

SUBB A, #3;

JZ SEG3; Переход на SEG3, если R5 = 3

MOV A, R5;

SUBB A, #4;

JZ SEG4; Переход на SEG4, если R5 = 4

MOV A, R5;

SUBB A, #5;

JZ SEG5; Переход на SEG5, если R5 = 5

MOV A, R5;

SUBB A, #6;

JZ SEG6; Переход на SEG6, если R5 = 6

MOV A, R5;

SUBB A, #7;

JZ SEG7; Переход на SEG7, если R5 = 7

MOV A, R5;

SUBB A, #8;

JZ SEG8; Переход на SEG8, если R5 = 8

MOV A, R5;

SUBB A, #9;

JZ SEG9; Переход на SEG9, если R5 = 9

SEG0: MOV A, #00111111B;

PUSH A; Запись в стек 0 в коде семисегментного индикатора

SJMP KON;

SEG1: MOV A, #00000110B;

PUSH A; Запись в стек 1 в коде семисегментного индикатора

SJMP KON;

SEG2: MOV A, #01011011B;

PUSH A; Запись в стек 2 в коде семисегментного индикатора

SJMP KON;

SEG3: MOV A, #01001111B;

PUSH A; Запись в стек 3 в коде семисегментного индикатора

SJMP KON;

SEG4: MOV A, #01100110B;

PUSH A; Запись в стек 4 в коде семисегментного индикатора

SJMP KON;

SEG5: MOV A, #01101101B;

PUSH A; Запись в стек 5 в коде семисегментного индикатора

SJMP KON;

SEG6: MOV A, #01111101B;

PUSH A; Запись в стек 6 в коде семисегментного индикатора

SJMP KON;

SEG7: MOV A, #00000111B;

PUSH A; Запись в стек 7 в коде семисегментного индикатора

SJMP KON;

SEG8: MOV A, #01111111B;

PUSH A; Запись в стек 8 в коде семисегментного индикатора

SJMP KON;

SEG9: MOVA, #01101111B;

PUSH A; Запись в стек 9 в коде семисегментного индикатора

KON: RET;