Разработка микропроцессорной системы управления насосным агрегатом

2

ОБРАЗОВАТЕЛЬНАЯ АВТОНОМНАЯ НЕКОММЕРЧЕСКАЯ ОРГАНИЗАЦИЯ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

«ВОЛЖСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ИМ. В.Н. ТАТИЩЕВА»

Кафедра «Информатика и системы управления»

КУРСОВАЯ РАБОТА

по дисциплине «Микропроцессорные системы»

на тему:

«Разработка микропроцессорной системы управления насосным агрегатом»

Выполнил:

Студент группы ИС-501

_______________С.В. Николаев

«___»________________ 2011г.

Преподаватель:

_______________Н.В. Крутько

«___»________________2011г.

Тольятти 2011

Содержание

Введение……………………………………………………………………..3

1 Разработка функциональной схемы микропроцессорной системы управления насосным агрегатом.………………….……………………………...4

2   Архитектура шин передачи данных..…………………………………...4

2.1 Архитектура последовательной шины передачи данных RS232…………..……………………………………………………….4

2.2 Архитектура последовательной шины передачи данных ISP….10

3 Обоснование выбора элементарной базы микропроцессорной системы управления насосным агрегатом…………...…………………………………….11

3.1 Микроконтроллер КР1816ВЕ51………………………………….12

3.2 Приемопередатчик MAX 202E…………………………………...16

3.3 Микросхема K572ПВ……………………………………………...19

3.4 Микросхема К531ГГ1……………………………………………..23

4 Разработка алгоритма работы микропроцессорной системы управления насосным агрегатом……………….………………………………………………23

5 Разработка принципиальной схемы микропроцессорной системы управления насосным агрегатом…………………………………………………24

Список использованных источников……………………………………...27

Приложение A………………………………………………………………28

Приложение B………………………………………………………………29

Введение

Успехи в развитии нефтяной и газовой промышленности в значительной степени стали возможны вследствие создания и развития нефтяного приборостроения. Успешный процесс переработки нефти и газа зависит от строгого контроля и поддержания на заданном уровне давления, темпера -туры, расхода, а также от контроля качества выходного продукта. Поэтому современное нефтеперерабатывающее производство возможно только при оснащении технических установок соответствующими автоматическими измерительными приборами, информационно – измерительными системами и системами автоматического управления.

Таким образом, современный этап развития добычи, переработки и хранения нефти и газа немыслим без применения контрольно – измерительных приборов.

Основной технической базой автоматизации управления технологическими процессами являются специализированные МПУ. При изучении специализированных МПУ рассматриваются приемы проектирования как аппаратных, так и программных средств МПУ. Проектирование аппаратных средств требует знания  особенностей микропроцессорных комплектов микросхем различных серий и функциональных возможностей микросхем, входящих в состав микропроцессорного комплекта, умения правильно выбрать серию. Проектирование программных средств требует знаний, необходимых для выбора метода и алгоритма решения задач, входящих в функции МПУ, для составления программы (часто с использованием языков низкого уровня -  языка кодовых комбинаций, языка Ассемблера), а также умения использовать средства отладки программ. Основой МПУ является микропроцессор - ИС, обладающая такой же производительностью при переработке информации, что и большая ЭВМ.

1 Разработка функциональной схемы микропроцессорной системы управления насосным агрегатом

Структурная схема системы представлена на рисунке 1.

              Рисунок 1  – Структурная схема МПС

Схема состоит из:

                  микропроцессора, который является центральным блоком микропроцессорной системы. Он управляет всеми микросхемами и производит обработку данных;

                  микропроцессор формирует адрес на системной шине адреса и осуществляет обмен с системной шиной данных;

                  оперативное запоминающее устройство предназначено для хранения промежуточных данных;

                  постоянное запоминающее устройство предназначена для хранения кода программы и различных констант;

                  программируемый параллельный интерфейс предназначен для подключения внешних устройств. К программируемому программному интерфейсу подключены аналогово-цифровой преобразователь, дискретные сигналы и приемопередатчик;

                  аналогово-цифровой преобразователь предназначен для преобразования аналогового сигнала с датчиков в цифровой код;

                  приемопередатчик предназначен для организации обмена по последовательному каналу между диспетчерским пунктом и микропроцессором.

2 Архитектура шин передачи данных

2.1 Архитектура последовательной шины передачи данных RS 232

Для удобного взаимодействия терминального оборудования со связным оборудованием с обменом по последовательному двоичному коду используется интерфейс RS-232.

RS-232 — интерфейс передачи информации между двумя устройствами на расстоянии до 15 метров. Информация передается по проводам цифровым сигналом с двумя уровнями напряжения. Логическому "0" соответствует положительное напряжение (от +5 до +15 В для передатчика), а логической "1" отрицательное (от -5 до -15 В для передатчика). Асинхронная передача данных осуществляется с фиксированной скоростью при самосинхронизации фронтом стартового бита.

По структуре это обычный асинхронный последовательный протокол, то есть передающая сторона по очереди выдает в линию 0 и 1, а принимающая отслеживает их и запоминает.

Данные передаются пакетами по одному байту (обычно 8 бит).

Вначале передаётся стартовый бит, противоположной полярности состоянию незанятой (idle) линии, после чего передаётся непосредственно кадр полезной информации, от 5 до 8-ми бит.

Увидев стартовый бит, приемник выжидает интервал T1 и считывает первый бит, потом через интервалы T2 считывает остальные информационные биты. Последний бит — стоповый бит (состояние незанятой линии), говорящий о том, что передача завершена. Возможно 1, 1,5 или 2 стоповых бита.

В конце байта, перед стоп битом, может передаваться бит чётности (parity bit) для контроля качества передачи. Он позволяет выявить ошибку в нечетное число бит (используется, так как наиболее вероятна ошибка в 1 бит).

В таблице 1 указаны основные параметры интерфейса RS 232.

Таблица 1 - Основные параметры интерфейса RS 232

Как видно из таблицы интерфейс RS 232 имеет ограничение на длину - 15 метров. Если требуется соединить устройства, расположенные на большем удалении, то требуется использовать преобразователи RS 232 - модемы или конвертеры RS 232 в RS 485.

Физический интерфейс реализуется разъемом DB-9M, изображенном на рисунке 2.

Назначение выводов 9-контактного разъема отображены в таблице 2.

Рисунок 2 - 9-контактная вилка типа DB-9M 

Таблица 2 - Назначение выводов 9-контактного разъема

Продолжение таблицы 2