1 pericopa (paraşa) bereşith geneza capitolele 1 cap6 vers 8
Mp - Cap6 2013
description
Transcript of Mp - Cap6 2013
c 2013 Liviu Kreindler / Aurelian Sarca 6 - 1
Sisteme cu microprocesoare Aplicatii microprocesoare - exemplu
Sistem
discret
de pozitionare
cu mot. de cc.Sistem
discret
de pozitionare
cu mot. de cc.TEMA:
Sa se proiecteze un sistem discret de control al pozitiei intr-o actionare cu motor de curent continuu
caracteristici globale initiale
(tipul si parametrii sarcinii, tipul si parametrii traiectoriilor de miscare etc.);
caracteristicile globale finale
(performante si parametri ai sistemului de reglare: comportare dinamica, precizie, robustete etc.).
definirea structurii sistemului discret
( microprocesor,evaluarea resurselor necesare de memorie si interfete de I/E);
configurare H/W a sistemului (schema sistemului cu microprocesor).
configurare S/W a sistemului (programul incarcat in memoria de tip ROM).
Schema de principiu a sistemului de actionare
Amplificator Motor
Sistemmicroprocesor
UA* UA
Θ*
ms
Ω
Θ
iA
c 2013 Liviu Kreindler / Aurelian Sarca 6 - 2
Sisteme cu microprocesoare Aplicatii microprocesoare - exempluC a r a c t e r is t ic i g lo b a le , in i t ia le C a r a c t e r is t ic i ( p e r fo r m a n t e ) f in a le
S a r c in a C ic lu r i m is c a r e P e r fo r m a n t er e g im d in a m ic
P r e c iz ie s is t e mr e g la t
V it e z a d e lu c r ua s is t e m u lu id e c o n t r o l
P r e c iz iat r a d u c t o a r e lo r
Ω , ϑ , I , . . .
P r e c iz ie d ec a lc u l
A le g e r e a c o m p o n e n t e lo r d efo r t a ( m o t o r , a m p lific a t o r ,
t r a n s m is ie )
A le g e r e a t ip u lu is c h e m e i d e r e g la j
A le g e r e at r a d u c t o a r e lo r
A le g e r e am ic r o p r o c e s o r u lu i
O b t in e r e am o d e lu lu is is t e m u lu i
D is c r e t iz a r e a m o d e lu lu i.P r o ie c t a r e a c o n t r o le r u lu i d is c r e t
C o n fig u r a r e a h a r d w a r e as is t e m u lu i m ic r o p r o c e s o r
( m e m o r ie , in t e r fe t e )
I m p le m e n t a r es o ft w a r e
Diagrama decizională pentru configurarea şi proiectarea sistemului de control al unei acţionări electrice
c 2013 Liviu Kreindler / Aurelian Sarca 6 - 3
Sisteme cu microprocesoare Aplicatii microprocesoare - exemplu
Sistem
discret
de pozitionare
cu mot. de cc.Sistem
discret
de pozitionare
cu mot. de cc.Evaluarea resurselor necesare:
-
Microprocesor de 16 biti
(16 biti
date), adresabilitate
1M x 16 (20 biti
adresa)
-
Memorie program 16
kw
cu circuite PROM 2732
de capacitate 4k x 8
-
Memorie date 2
kw
cu circuite RAM 2114 de capacitate 1k x 4–
porturi de intrare: -
1 port: interfaţa traductorului de pozitie
-
encoder / circuite de numarare (10 biti);-
1 port: interfata traductorului de viteza
-
tahogenerator / convertor A/D (10 biti);-
1 port: semnalizari generale
(16 biti);-
1 port: tastatura locala
-
linii tastatura (16 biti);–
porturi de iesire:-
1 port : comanda amplificatorului de curent
-
convertor D/A (10 biti);-
1 port : tastatura locala
-
selectii coloane taste (16 biti);-
1 port : comenzi digitale
generale (16 biti);-
2 porturi : afisaj local
(4 cifre a 8 segmente fiecare) (2x16 biti).–
porturi speciale:-
circuit de ceas programabil
INTEL 8253;-
controler deintreruperi
INTEL 8259A.
Presupunem urmatoarea localizare a resurselor
sistemului:
−memoria PROM, in ultimii 16 kw
de memorie ai sistemului: zona de adrese (0FC000h ÷
0FFFFFh);−memoria RAM, in primii 4 ko de memorie ai sistemului: zona de adrese (0h ÷
07FFh);−porturile I/O: incepand de la adresa 300h (compatibile cu adresele rezervate pentru interfete utilizator in calculatoarele PC).
c 2013 Liviu Kreindler / Aurelian Sarca 6 - 4
Sisteme cu microprocesoare Aplicatii microprocesoare - exemplu
Sistem
discret
de pozitionare
cu mot. de cc.Sistem
discret
de pozitionare
cu mot. de cc.
Memoria PROM
16 k x 16 / 4 k x 8 = 8 circuite, cate
2 in paralel
pentru
a obtine
cuvinte
de 16 biti
de date
4 k = 2^12, deci
12 linii
de adrese
direct pe
cip
(A0-A11), restul
(A12-A19) pentru
obtinerea
semnalelor
de selectie
de circuit (CSP0_ -
CSP3_)
A 19
A 18
A 17
A 16
A 15
A 14
A 13
A 12
A 11
...
...
A 2
A1
A 0
__ RD
__ M/IO
Selectie chip
PROM0-PROM7
Adrese
1
1
1
1
1
1
0
0
x
...
...
x
x
x
0
1
_____ CSP0
FC000÷ FCFFF
1
1
1
1
1
1
0
1
x
...
...
x
x
x
0
1
_____ CSP1
FD000÷ FDFFF
1
1
1
1
1
1
1
0
x
...
...
x
x
x
0
1
_____ CSP2
FE000÷ FEFFF
1
1
1
1
1
1
1
1
x
...
...
x
x
x
0
1
_____ CSP3
FF000÷ FFFFF
Alocarea memoriei pentru selectia circuitelor PROM -
tabela de decodificare
c 2013 Liviu Kreindler / Aurelian Sarca 6 - 5
Sisteme cu microprocesoare Aplicatii microprocesoare - exemplu
Sistem
discret
de pozitionare
cu mot. de cc.Sistem
discret
de pozitionare
cu mot. de cc.
Schema de decodificare pentru selectia memoriei PROM
2
1
3567
1112
8
A1A0A2E1E2
E3
8205
o1o2o3
o0
o4o5o6o7
A13
A12 12
345
6 79101112131415
3 4
PROMRDY
A19A18A17A16A15A14M/IO
+5V
74047430
CSP0
CSP2
FC001 FC000
FFFFF FFFFE
PROM7 PROM6
PROM5 PROM4
PROM3 PROM2
PROM1 PROM0
CSP3
CSP1
c 2013 Liviu Kreindler / Aurelian Sarca 6 - 6
Sisteme cu microprocesoare Aplicatii microprocesoare - exemplu
Sistem
discret
de pozitionare
cu mot. de cc.Sistem
discret
de pozitionare
cu mot. de cc.
Schema de conectare a circuitelor de memorie PROM la magistralele sistemului cu microprocesor
87654321
232219
A0
A10
CEO7
2732O0
OE
RD
O6O5O4O3O2O1
A1A2A3A4A5A6A7A8A9
171615141311109
A9
A0A1A2A3A4A5A6A7A8
A10
D7
D0
D6D5D4
D2D1
D3
CSP0
20
CE
CSP1
D15
D8
CE
CSP3
D15
D8
CED15
D8
CED7
D0
CE
CSP2
D7
D0
CED7
D0
CED15
D82732 2732 2732 2732 2732 2732 2732
A11A11 21
c 2013 Liviu Kreindler / Aurelian Sarca 6 - 7
Sisteme cu microprocesoare Aplicatii microprocesoare - exemplu
Sistem
discret
de pozitionare
cu mot. de cc.Sistem
discret
de pozitionare
cu mot. de cc.
Memoria RAM
2 k x 16 / 1 k x 4 = 8 circuite, cate
4 in paralel
pentru
a obtine
cuvinte
de date de 16 biti
1 k = 2^10, deci
10 linii
de adrese
direct pe
cip
(A0-A9), restul
(A10-A19) pentru
obtinerea
semnalelor
de selectie
de circuit (CSR0_ -
CSR1_)
Alocarea memoriei pentru selectia circuitelor RAM -
tabela de decodificare
A 19
A 18
A 17
A 16
A 15
A 14
A 13
A 12
A 11
A 10
A 9
... A 1
A 0
__ M/IO
SEL
Adrese
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
x
...
x
x
1
____ CSR0
00000 – 003FFh
0
0
0
0
0
0
0
0
0
1
x
...
x
x
1
____ CSR1
00400 – 007FFh
c 2013 Liviu Kreindler / Aurelian Sarca 6 - 8
Sisteme cu microprocesoare Aplicatii microprocesoare - exemplu
Sistem
discret
de pozitionare
cu mot. de cc.Sistem
discret
de pozitionare
cu mot. de cc.
Schema de decodificare pentru selectia memoriei RAM
A19A18A17A16A15A14
7430
A13A12
CSR0
CSR1
7400
7410
M/IO
A10
7432
PROMRDY
RAMRDYMEMRDY
A11
c 2013 Liviu Kreindler / Aurelian Sarca 6 - 9
Sisteme cu microprocesoare Aplicatii microprocesoare - exemplu
Sistem
discret
de pozitionare
cu mot. de cc.Sistem
discret
de pozitionare
cu mot. de cc.
Schema de conectare a circuitelor de memorie RAM la magistralele sistemului cu microprocesor
5674321
1615
A0CS
I/O1
2114
WE
WR
A1A2A3A4A5A6A7A8A9
14
13
12
11
A9
A0A1A2A3A4A5A6A7A8
D7
D0
D6
D5
D4
D2
D1
D3
CSR0
10
CS CSCSD8
D11
(1Kx4)2114
(1Kx4)2114
(1Kx4)2114
(1Kx4)
I/O2
I/O3
I/O4
14
13
12
11
D12
D15
D9
D10
D13
D14
17
8 8
CSI/O1
2114
14
13
12
11 D7
D0
D6
D5
D4
D2
D1
D3
CSR1
CS CSCSD8
D11
(1Kx4)2114
(1Kx4)2114
(1Kx4)2114
(1Kx4)
I/O2
I/O3
I/O4
14
13
12
11
D12
D15
D9
D10
D13
D14
8 8
c 2013 Liviu Kreindler / Aurelian Sarca 6 - 10
Sisteme cu microprocesoare Aplicatii microprocesoare - exemplu
Sistem
discret
de pozitionare
cu mot. de cc.Sistem
discret
de pozitionare
cu mot. de cc.
Alocarea adreselor pentru selectia porturilor sistemului -
tabela de decidificare
A15
A14
A13
A12
A11
A10
A9
A8
A7
A6
A5
A4
A3
A2
A1
A0
__M/IO SEL Adrese
0 0 0__P0
300 -307
0 0 1__P1
308 -30F
0 1 0__P2
310 -317
0 0 0 0 0 0 1 1 0 0 0 1 1 x x x 0__P3
318 -31F
1 0 0__P4
320 -327
1 0 1__P5
328 -32F
1 1 0__P6
330 -337
1 1 1__P7
338 -33F
c 2013 Liviu Kreindler / Aurelian Sarca 6 - 11
Sisteme cu microprocesoare Aplicatii microprocesoare - exemplu
Sistem
discret
de pozitionare
cu mot. de cc.Sistem
discret
de pozitionare
cu mot. de cc.
Schema de decidificare a semnalelor de selectie de porturi de I/E
6
2345
1112
8
A15A14A13A12A11A10
7430
A8A9
1
291
8
2 61
635
4
51011M/IO IO/M
A7A6
A1A0
A2
E1E2E3
8205
o1o2o3
o0
o4o5o6o7
123
456
79101112131415
A0
A3A4A5
P0
P7
74021
23 IORDY3 8
7410
c 2013 Liviu Kreindler / Aurelian Sarca 6 - 12
Sisteme cu microprocesoare Aplicatii microprocesoare - exemplu
Sistem
discret
de pozitionare
cu mot. de cc.Sistem
discret
de pozitionare
cu mot. de cc.
Interfata traductorului de pozitie
IN AX, 300hD0
D7
D8
D15
B0
B7
A0
A7OE T
B0
B7
A0
A7OE T
8286
8286
Vcc
Detectorsens +
Numaratorreversibil(10 biti)
RES
A
B
Z
Encoder
10 Biti
P0
RD
74324
56
c 2013 Liviu Kreindler / Aurelian Sarca 6 - 13
Sisteme cu microprocesoare Aplicatii microprocesoare - exemplu
Sistem
discret
de pozitionare
cu mot. de cc.Sistem
discret
de pozitionare
cu mot. de cc.
Interfata traductorului de viteza
OUT 308h, AX ;start conv.
IN AX, 308h ;test D15 ( EOC?)
IN AX, 308h ;citeste viteza
D0
D7
D8
D15
B0
B7
A0
A7OE T
B0A0
OE T
8286
8286P1
RD6
A1 D9B1
Vcc
A7 B7
WR6
ITGRD
ITGWR
17
98765432118
(MSB)BIT1AIn BIT2
BIT10V+V-BIPOFF
DigCom
AnCom
St.conv.
TG
s
-15V +15V
DATAREADY
ITGWR
UTG
R1
R2±10V
11
13
14
15
16
AD571
c 2013 Liviu Kreindler / Aurelian Sarca 6 - 14
Sisteme cu microprocesoare Aplicatii microprocesoare - exemplu
Sistem
discret
de pozitionare
cu mot. de cc.Sistem
discret
de pozitionare
cu mot. de cc.
Interfata pentru semnalizari si comenzi (I/E generale)
IN AX, 310h
OUT 310h, AX
8286
A0A1
A7
SIG0SIG1
SIG7
B0B1
B7
T OE
CMD0CMD1
CMD7
Comenzi8282
STB OE
8286
A0A1
A7
SIG8SIG9
SIG15
B0B1
B7
T OE
CMD8CMD9
CMD15
Comenzi8282
STB OE
Intraridin
proces(semnalizari)
Vcc
P2RD
P2WR
D0 D7
D8 D15
c 2013 Liviu Kreindler / Aurelian Sarca 6 - 15
Sisteme cu microprocesoare Aplicatii microprocesoare - exemplu
Sistem
discret
de pozitionare
cu mot. de cc.Sistem
discret
de pozitionare
cu mot. de cc.
Interfata pentru generarea marimii de comanda analogica
OUT 300h, AX
DAD0DAD1
8282
STB OE
DAD8DAD9
8282STB OE
P0WR
DAD7
D0D1
D7
D8D9
A0A1
A7
A0A1 B9(MSB)
B8
B7
B1B0(LSB)
RFB
OUT1
OUT2GND
+15VVREF
AD7520
45
6
1213
βM108
5K
AnOut
(±5V)
10K15
1
23
+15V+5V
4
5
10
c 2013 Liviu Kreindler / Aurelian Sarca 6 - 16
Sisteme cu microprocesoare Aplicatii microprocesoare - exemplu
Sistem
discret
de pozitionare
cu mot. de cc.Sistem
discret
de pozitionare
cu mot. de cc.
Interfata pentru tastatura
IN AX, 318h ;selecteaza linia 0
IN AX, 31Ch ;selecteaza linia 1
A2
A2
P3RD
K00 K01 K0F
K10 K11 K1F
Vcc
TOE
TOE
A0 A7
B0 B7
A0 A7
B0 B7
D0 D7 D8 D15
SelLinie 0
SelLinie 1
Vcc
8286 8286
decod.linii
c 2013 Liviu Kreindler / Aurelian Sarca 6 - 17
Sisteme cu microprocesoare Aplicatii microprocesoare - exemplu
Sistem
discret
de pozitionare
cu mot. de cc.Sistem
discret
de pozitionare
cu mot. de cc.Interfata pentru afisaj
OUT AX, 318h ;cifrele 0 si 1
OUT AX, 31Ch ; cifrele 2 si 3
DAD0DAD1
8282
STB OE
DAD8DAD9
8282
STB OE
P3WR
DAD7
D0D1
D7
D8D9
A0A1
A7
A0A1
A2
a b c d e f g DP+5V
DAD15
DAD0DAD1
8282
STB OE
DAD8DAD9
8282
STB OE
DAD7
D0D1
D7
D8D9
A0A1
A7
A0A1
DAD15
cifra 0
cifra 1
cifra 2
cifra 3
c 2013 Liviu Kreindler / Aurelian Sarca 6 - 18
Sisteme cu microprocesoare Aplicatii microprocesoare - exemplu
Sistem
discret
de pozitionare
cu mot. de cc.Sistem
discret
de pozitionare
cu mot. de cc.Interfata pentru ceasul de timp real
- la adresa 320h: port date / stare contor 0- la adresa 322h: port date / stare contor 1- la adresa 324h: port date / stare contor 2-
la adresa 326h: port control circuit 8253
12345678
91011
131415
161718
192021
2223
Gate1D7
D0D1D2D3D4D5D6 OUT1
CLK1
Gate0OUT0CLK0
Gate2OUT2CLK2
RDWRCSA1A0
8253
D7
D0D1D2D3D4D5D6
RDWRP4A2A1
CLKTIM0
12 A
(2MHz) (4MHz)
INA 147493
C4M
c 2013 Liviu Kreindler / Aurelian Sarca 6 - 19
Sisteme cu microprocesoare Aplicatii microprocesoare - exemplu
Sistem
discret
de pozitionare
cu mot. de cc.Sistem
discret
de pozitionare
cu mot. de cc.
Interfata pentru controlerul de intreruperi
-
la adresa 328h: port cuvinte initializare 8259A-
la adresa 32Ch: port cuvinte de operare 8259A
123456789
1011
1312 1516
181920212223
27
2425
26
17
D7
D0D1D2D3D4D5D6
RDWRCS
A0INT
INTA
SP/EN CAS0–2
IR7IR6IR5IR4IR3IR2IR1IR0
INTA
INTR
CLKTIM0D7
D0D1D2D3D4D5D6
A1
8259A
~ ~ ~Vcc
c 2013 Liviu Kreindler / Aurelian Sarca 6 - 20
Sisteme cu microprocesoare Aplicatii microprocesoare - exemplu
Sistem
discret
de pozitionare
cu mot. de cc.Sistem
discret
de pozitionare
cu mot. de cc.
Specificatiile de programare ale resurselor sistemului
0C000h
0FFFF0h
0FFFFFh
prima instructiune
programulpropriu-zis
adresa
8
80h
8Ch
100h
vectoriintreruperi
externe
vector intrerupereNMI
variabilegenerale
NMI
IR3
baza 8259A
stivaprogramului 0FFFh
ROM RAM
c 2013 Liviu Kreindler / Aurelian Sarca 6 - 21
Sisteme cu microprocesoare Aplicatii microprocesoare - exemplu
Sistem
discret
de pozitionare
cu mot. de cc.Sistem
discret
de pozitionare
cu mot. de cc.
Organigrama programului principal
Initializari generale
Generare vectori intrerupere
Initializari porturi comanda
Programare 8253, 8259A
Test Stare OKEroare
Semnalizare eroare
OK
Comanda deplasare stinga
Limitastinga atinsa
DaNu
Citire corectie pozitie
Activare intreruperi
Deblocare frina
Stop miscare
"SET"Nu Da
"SET"Da Nu
"STOP"Da Nu
"GO"Da Nu
Comanda start
Citire referinta
Citire taste
Program principal1
1
c 2013 Liviu Kreindler / Aurelian Sarca 6 - 22
Sisteme cu microprocesoare Aplicatii microprocesoare - exemplu
Sistem
discret
de pozitionare
cu mot. de cc.Sistem
discret
de pozitionare
cu mot. de cc.
Organigrama subrutinelor de tratare a intreruperilor
Salvarea registre
Citire pozitieCitire viteza
Start conversie A/D
conversieNu Da
Calcul variatie pozitieCalcul variatie vitezaCalcul eroare pozitie
Calcul comanda u
Saturatie uDa Nu
u = Usat
Comanda la D/A
Refacere registre
Salvare registre
Semnalizare eroare
Refacere registreEnd
Rutina de tratare IR3Rutina tratare NMI
RETI
RETI