Отбраковка резисторов на производстве

13

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.

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.

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.

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:

сортировка резисторов по допускам;

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

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+210+14+2+2+14+2+1+2+1+(1+2+1+2)100+1+1+2+(111+2+1+2)8+1+1+1+2+2+2+1+ 2+2+1+1+1+2+2+2+1+1+1+27=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 8122,5=2030 мкс 2 мс.

6. КОНТРОЛЬНЫЙ ПРИМЕР

Напряжение, подаваемое на АЦП, равно

U=I_этR; I_эт = 0,025 А

Входные данные:

R_эт = 51Ом; R_изм = 53 Ом; U_эт = I_этR_эт = 0,025 А51Ом = 1,28 В

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

U = I_этR_эт = 0,025 А53 Ом = 1,33 В

С АЦП в аккумулятор запишеться число 133 = 85h.

Находим модель разности эталонного и измеренного сопротивлений:

R_эт -R_изм =128-133=-5=5

Отклонение в процентах находиться по формуле:

и именно по этой формуле работает написанная выше программа.

Умножаем разность на 100:

R_эт -R_изм 100=500

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

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

номинала. На самом деле R_изм 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

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.

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

В.Н. Пильщиков. Программирование на языке ассемблер IBM PC. - М.: Диалог МИФИ, 1994г.