Ультразвуковой локатор
Содержание
1. Анализ задания требуемые ресурсы
2. Структурная схема МПС и пояснения к ней
3. Распределение ресурсов
4. Алгоритм функционирования МПС, выполняющий поставленную задачу
4.1 Словесное описание алгоритма
4.2 Блок-схема алгоритма
4.3 Укрупнённая блок-схема алгоритма
5. Код программы
6. Листинг программы
7. Быстродействие программы
8. Контрольный пример
Список используемой литературы
1. Анализ
задания требуемые ресурсы
Разработать систему управления ультразвуковым локатором
автомобильной системы безопасности. Локатор состоит из передатчика, который при
подаче на него управляющего перепада выдает ультразвуковой импульс, который
распространяется до препятствия, отражается от него и попадает в приемник. Как
обычно, расстояние до препятствия измеряется по запаздыванию по времени между
переданным и принимаемым импульсом. Кроме того, надо ввести фильтрацию помех по
амплитуде принимаемого импульса. Все импульсы, которые ниже определенного
порога, должны игнорироваться. Предусмотреть выдачу перепада на передатчик,
фиксацию времени прихода и амплитуды отраженного импульса, выдачу сигнала
тревоги при сближением с объектом ближе некоторого расстояния, фильтрацию помех
при приеме.
Примечание: считать, что скорость распространения ультразвука
в воздухе равна 110 км/с, а эффектом Допплера можно пренебречь. Кроме того,
считать, что амплитуда отраженного от цели сигнала не зависит от расстояния.
|
№ подварианта
|
1
|
|
Величина порога
относительно номинального принимаемого сигнала
|
5%
|
|
Критическое
расстояние, которое недопустимо при сближении объектов
|
10 м
|
|
Относительная
точность измерения расстояния локатором
|
1%
|
|
Диапазон
дальностей, фиксируемых локатором
|
0-100 м
|
Если расстояние до объекта составит меньше 10 метров включить
сигнал тревоги. Максимальная дальность действия локатора 100 метров. Точность
измерения 1%
2.
Структурная схема МПС и пояснения к ней
3.
Распределение ресурсов
Порты
к порту Р0 подключен выход АЦП
к Р2.1 подключены входы АЦП RD и CS
к Р2.2 подключено устройство генерирующее ультразвуковой
сигнал
к Р2.3 подключено устройство выдающее сигнал тревоги
к порту АЦП AIN подключен приёмник ультразвукового сигнала
Память
Программа занимает 834 байта поэтому нет необходимости
подключать внешнюю память
Регистр R1 используется для подсчёта циклов
4. Алгоритм
функционирования МПС, выполняющий поставленную задачу
4.1 Словесное
описание алгоритма
) МПС запускает УЗ сигнал который проходит расстояние от 0 до
100 м 2 раза, при скорости звука 110км/с он пройдёт это расстояние за время от
0 до 1818 мкс (200/110 000 ≈ 0.001818).
) Относительная ошибка измерения расстояния до объекта равна
1%, значит АЦП должен измерять входное напряжение 100 раз через равные
промежутки времени (1818/100 ≈ 18мкс).
) Затем МП должен сравнивать входное напряжение
(оцифрованное) с номинальным, если напряжение ниже 5% от номинального то сигнал
не отразился на заданном расстоянии.
Если напряжение выше 5% от номинального то необходимо
определить расстояние на котором УЗ сигнал отразился. Если это расстояние выше
критического то посылается новый УЗ сигнал, иначе необходимо выдать сигнал
тревоги.
4.2
Блок-схема алгоритма
4.3
Укрупнённая блок-схема алгоритма
5.
Код программы
NAME LOCATORAT
0000H0000H:P2.3R1,#65HP0,#00Hp2.2p2.2:p2.1p2.1A,#0DHB,P0ABM2P0,#0FFHR1,M1:A,R1B,#5BHABM0 P2.3
ACALL M0
END
ультразвуковой локатор алгоритм микропроцессорный
6. Листинг
программы
|
Метка
|
Кол-во тактов
|
Мнемоника и
операнды
|
Комментарии
|
|
1
|
NAME LOCATOR
|
Название
программы
|
|
2
|
CSEG AT 0000H
|
Задаем сегмент
памяти программ с 800h
|
|
2
|
ORG 0000H
|
Адрес основной
программы 800h
|
|
|
M0
|
1
|
SETB P2.3
|
Окончание
сигнала тревоги
|
|
1
|
MOV R1,#65H
|
Установка кол-ва
циклов опроса АЦП (101, 1-ый цикл "холостой")
|
|
2
|
MOV P0,#00H
|
Зануление порта
Р0 во избежание ложного срабатывания тревоги
|
|
1
|
Посылка
отрицательного импульса на передатчик УЗ сигнала
|
|
1
|
SETB p2.2
|
|
|
|
M1
|
1
|
CLR p2.1
|
Посылка
отрицательного импульса на АЦП для начала преобразования
|
|
1
|
SETB p2.1
|
|
|
1
|
MOV A,#0DH
|
Установка 5%
-го сигнала в аккумулятор
|
|
2
|
MOV B,P0
|
Запись сигнала
преобразованного в прошлом цикле в регистр В
|
|
4
|
DIV AB
|
Сравнение А и В
методом деления (если А>В то А≠0 (это помеха))
|
|
2
|
JZ M2
|
Если А=0 (не
помеха) то выход из цикла М1 и переход М2
|
|
2
|
MOV P0,#0FFH
|
Установка всех
единиц в порт Р0 для принятия сигнала с АЦП
|
|
1
|
NOP
|
Обеспечение
длительности в 18мкс цикла М1
|
|
1
|
NOP
|
|
|
1
|
NOP
|
|
|
2
|
DJNZ R1,M1
|
Уменьшение на
единицу и сравнение с нулём кол-ва циклов (если кол-во циклов осталось 0 то
надо посылать новый сигнал на передатчик)
|
|
|
M2
|
1
|
MOV A,R1
|
Кол-во циклов
оставшихся в Акк
|
|
2
|
MOV B,#5BH
|
Кол-во циклов
которое указывает критическое расстояние (91)
|
|
4
|
DIV AB
|
Сравнение А и В
методом деления (если А>В то А≠0 (расстояние не менее 10 метров))
|
|
2
|
JZ M0
|
Если А=0 то
объект далее 10 метров и надо посылать новый УЗ сигнал
|
|
1
|
CLR P2.3
|
Отрицательный
перепад - сигнал тревоги
|
|
2
|
ACALL M0
|
Новый УЗ сигнал
после тревоги
|
|
1
|
END
|
Конец программы
|
7.
Быстродействие программы
Общее количество циклов всех команд: 42 при fц=12МГц/12 время составит
42 мкс. Но скорость выполнения данной программы зависит от времени возврата
сигнала и колеблется от 52мкс до 1870мкс.
8.
Контрольный пример
Выделены изменения кода.
В результате работы программы в ячейке 30 памяти программ
будет записано число 0DAh.
Список
используемой литературы
1)
Кафедра "Персональная электроника" МГАПИ. Методические указания и
задания по курсовой работе по курсу "Микропроцессоры и микро-ЭВМ в
персональной электронике" для студентов специальности 2008. М: 2004.
)
Фрунзе А.В. ’’Микроконтроллеры? Это же просто! ’’ M: 2007.
)
А.К. Малиновский. Учебное пособие "Микропроцессоры и микро-ЭВМ в
персональной электронике", М: 2005.