Strona 1 z 20

Systemy wbudowane

Projekt:

Program sterujący układem zbiorników

Wykonał: Dawid Zięba

1. Układ sterowania.

2. Treść zadania.

Zbiornik 1: Poniżej poziomu X1 nalewanie w cyklu (5+t1).
Zbiornik 2: Poniżej poziomu X4 nalewanie z Z2, powyżej X4 nalewanie w cyklu (t2+1). Po osiągnięciu X3
zamkniecie Z2 i oczekiwanie na spadek poniżej X4.
Zbiornik 3: Poniżej poziomu X7 nalewanie z Z3 i Z4. Po przekroczeniu X7 nalewanie z Z3 i Z4 w cyklu
(t3+t4) aż do osiągnięcia X5. Następnie oczekiwanie, aż temperatura osiągnie T i wylewanie przez Z5 w
cyklu (t5a+t5b), aż do poziomu X7. Grzałka jest załączona cały czas powyżej poziomu X6, chyba, że
temperatura osiągnęła T . Mieszadełko pracuje podczas nalewania po przekroczeniu poziomu X6, oraz
podczas wylewania (niezależnie od poziomu).

Parametr (domyślnie)

Minimum

Maksimum

t1 (2s)

0s

5s

t2 (2s)

1s

5s

t3 (1s)

1s

5s

t4 (1s)

1s

5s

t5a (1s)

1s

5s

t5b (2s)

0s

3s

Strona 2 z 20

3. Krótki, słowny opis rozwiązania.

Zadanie zostało rozwiązane za pomocą układów sekwencyjno-czasowych. Najpierw
zostały opracowane maszyny stanów, a następnie został napisany dla sterownika
program w języku C.

4. Zaprojektowane programy: przebiegi czasowe, maszyny stanu, opis stanów, wejść i

wyjść, przeznaczenie timerów itp. W tym maszyna stanu dla menu.

Przeznaczenie timerów:
tim1- timer przeznaczony dla zbiornika 1
tim2- timer przeznaczony dla zbiornika 2
tim3- timer przeznaczony dla zbiornika 3

Strona 3 z 20

Strona 4 z 20

Strona 5 z 20

Strona 6 z 20

Strona 7 z 20

Strona 8 z 20

A. Instrukcja obsługi

Znaczenia napisów na wyświetlaczu LCD:
K1- klawisz 1

K2- klawisz 2
K3- klawisz 3
K4- klawisz 4
K5- klawisz 5
K6- klawisz 6
K7- klawisz 5
K8- klawisz 6
Z1- zawór 1

Z2- zawór 2
Z3- zawór 3
Z4- zawór 4
Z5- zawór 5
M- mieszadło
G- grzałka
P- powrót
D- dalej
‘+’ – zwiększ wartość

‘-‘ – zmniejsz wartość

Po uruchomieniu sterownika, na wyświetlaczu powinien ukazać się napis
„Sterowanie zbiornikiem” na 3s. Od momentu włączenia sterownika, będzie on
pracował domyślnie w trybie automatycznym.
Tryb ręczny:
W celu włączenia sterowania w trybie ręcznym należy wcisnąć klawisz 1, będąc w
menu głównym. Włączenie trybu ręcznego zostanie zakomunikowane
2 sekundowym komunikatem na ekranie LCD. Sterowanie zaworami, grzałką i
mieszadłem odbywa się po przez pojedyncze wciśnięcie danego klawisza
(włącza/wyłącza). Do sterowania zaworami należy używać klawiszy 1-5, do
mieszadła klawisz 6, natomiast do sterowania grzałką należy używać klawisza 7.
Powrót do trybu automatycznego odbywa się po przez wciśnięcie klawisza 8.
Ustawienia:
Aby wejść do ustawień należy wcisnąć klawisz 2, będąc w menu głównym. W
ustawieniach można dokonać zmian związanych z timerami. W menu ustawień
należy wybrać zawór za pomocą klawiszy od 1 do 5. Po wybraniu odpowiedniego
zaworu modyfikacja timera odbywa się po przez przytrzymanie lub pojedyncze
wciśnięcia klawisza 2 lub 3. Pojedyncze wciśnięcie klawisza modyfikuje czas o
0,1 sekundy. Czas na wyświetlaczu jest podawany w sekundach. Powrót do menu
wyboru zaworów odbywa się po przez wciśnięcie klawisza 1.

Strona 9 z 20

B. Kod źródłowy

#include <avr/io.h>

// Rejestry

mikrokontrolera ATmega32
#include <avr/interrupt.h>

// Przerwania

mikrokontrolera
#include <stdio.h>

// Standardowe I/O

#include "key.h"

// Obsługa

przycisków (SW0...SW7)
#include "led.h"

// Obsługa diod LED

(LD0...LD7)
#include "lcd.h"

// Obsługa

wyświetlacza LCD 2x16 znaków
#include "rslib.h"

// Obsługa

komunikacji z Symulatorem Obiektów

#include "SchematA.h"

// Oznaczenia

obiektu A

#define TCYKL 25

// Czas cyklu

obliczeń (25 x 4ms = 100ms)

volatile unsigned char cykl;

// Odmierzanie czasu

cyklu (pętli głównej)
char buf[64];

// Bufor komunikatów

LCD
//---------------------- Początek deklaracji użytkownika ---
-----------------------------
int t1=20, t2=20, t3=10, t4=10, t5a=10, t5b=20;
char tim1=50, stan1=1;
char tim2=0, stan2=1;
char tim3=0, stan3=1;
char stan4=1;
char timLCD=30, stanLCD=1;

//---------------------- Koniec deklaracji użytkownika -----
-----------------------------
int main(void)
{
DDRA = 0xff;

// Kierunek portu A

(diody LED): port wyjściowy

Strona 10 z 20

DDRB = 0x00;

// Kierunek portu B

(klawisze) : port wejściowy
PORTA = 0xff;

// Port A (diody

LED): ustaw "1" (wygaszone diody)
PORTB = 0xff;

// Port B (klawisze)

: aktywne rezystory podciągające

TCCR0 = _BV(WGM01)|_BV(CS02);

// Timer/Counter 0: tryb

CTC, dzielnik=256
OCR0 = 124;

// Limit zliczania

T0: 0.125us x 256 x (124+1) = 4ms
TIMSK = _BV(OCIE0);

// Odblokowanie

przewań T0 (Output Compare Match)
sei();

// Globalne

włączenie obsługi przerwań

LCD_init();

// Inicjowanie

wyświetlacza LCD
SYM_init(19200,0,0);

// Inicjowanie

komunikacji z symulatorem

while(1)
{

cykl = TCYKL;

// Deklarowany czas

cyklu (TCYKL x 4ms)

KEY_read();

// Odczyt stanu

klawiszy aK1..aK4

//-------------- Początek kodu użytkownika ---------

-----------------------------

//Wyswietlacz LCD

switch(stanLCD){
case 1:

LCD_xy(0,0);

LCD_puts("STEROWANIE ");

LCD_xy(0,1);

LCD_puts("ZBIORNIKAMI ");

if(!timLCD) {stanLCD=2; timLCD=20;}

break;

case 2:

LCD_xy(0,0);

LCD_puts("WLACZONY TRYB ");

LCD_xy(0,1);

Strona 11 z 20

LCD_puts("AUTOMATYCZNY ");

if(!timLCD) stanLCD=3;

break;

case 3:

LCD_xy(0,0);

LCD_puts("K1- TRYB RECZNY ");

LCD_xy(0,1);

LCD_puts("K2- USTAWIENIA ");

if(!pK1&&aK1) {

stanLCD=4;

timLCD=20;

stan1=4;

stan2=5;

stan3=9;

stan4=4;

}

if(!pK2&&aK2) {stanLCD=6; timLCD=50;}

break;

case 4:

LCD_xy(0,0);

LCD_puts("WLACZONY TRYB ");

LCD_xy(0,1);

LCD_puts("RECZNY ");

if(!timLCD) {stanLCD=5; timLCD=50;}

break;

case 5:

LCD_xy(0,0);

LCD_puts("Z1-Z5:K1-K5;M-K6");

LCD_xy(0,1);

LCD_puts("G-K7 POWROT:K8 ");

if(!pK8&&aK8){

timLCD=20;

stanLCD=2;

stan1=3;

stan2=4;

stan3=7;

stan4=1;

}

break;

case 6:

LCD_xy(0,0);

LCD_puts("WYBIERZ ZAWOR ");

LCD_xy(0,1);

Strona 12 z 20

LCD_puts("Z1-Z5:K1-K5;P:K6");

if(!pK6&&aK6) stanLCD=3;

if(!pK1&&aK1) {stanLCD=7; timLCD=50;}

if(!pK2&&aK2) {stanLCD=8; timLCD=50;}

if(!pK3&&aK3) {stanLCD=9; timLCD=50;}

if(!pK4&&aK4) {stanLCD=10; timLCD=50;}

if(!pK5&&aK5) {stanLCD=11; timLCD=50;}

if(!timLCD)

stanLCD=3;

break;

case 7:

LCD_xy(0,0);

sprintf(buf,"Z1:PRZERWA=%4.1f ",(float)t1/10);

LCD_puts(buf);

LCD_xy(0,1);

LCD_puts("+:K3 -:K2 P:K1");

if(aK3) { t1++; timLCD=50;}

if(t1>50) t1=50;

if(aK2) { t1--; timLCD=50;}

if(t1<1) t1=0;

if(!pK1&&aK1) {stanLCD=6; timLCD=50;}

if(!timLCD){

stanLCD=6;

timLCD=50;}

break;

case 8:

LCD_xy(0,0);

sprintf(buf,"Z2:NALEW. =%4.1f ",(float)t2/10);

LCD_puts(buf);

LCD_xy(0,1);

LCD_puts("+:K3 -:K2 P:K1");

if(aK3) {t2++; timLCD=50;}

if(t2>50) t2=50;

if(aK2) {t2--; timLCD=50;}

if(t2<10) t2=10;

if(!pK1&&aK1) {stanLCD=6; timLCD=50;}

if(!timLCD){

stanLCD=6;

timLCD=50;}

break;

case 9:

LCD_xy(0,0);

sprintf(buf,"Z3:NALEW. =%4.1f ",(float)t3/10);

Strona 13 z 20

LCD_puts(buf);

LCD_xy(0,1);

LCD_puts("+:K3 -:K2 P:K1");

if(aK3) {t3++; timLCD=50;}

if(t3>50) t3=50;

if(aK2) {t3--; timLCD=50;}

if(t3<10) t3=10;

if(!pK1&&aK1) {stanLCD=6; timLCD=50;}

if(!timLCD){

stanLCD=6;

timLCD=50;}

break;

case 10:

LCD_xy(0,0);

sprintf(buf,"Z4:NALEW. =%4.1f ",(float)t4/10);

LCD_puts(buf);

LCD_xy(0,1);

LCD_puts("+:K3 -:K2 P:K1");

if(aK3) {t4++; timLCD=50;}

if(t4>50) t4=50;

if(aK2) {t4--; timLCD=50;}

if(t4<10) t4=10;

if(!pK1&&aK1) {stanLCD=6; timLCD=50;}

if(!timLCD){

stanLCD=6;

timLCD=50;}

break;

case 11:

LCD_xy(0,0);

sprintf(buf,"Z5:WYLEW. =%4.1f ",(float)t5a/10);

LCD_puts(buf);

LCD_xy(0,1);

LCD_puts("+:K3 -:K2 D:K1");

if(aK3) {t5a++; timLCD=50;}

if(t5a>50) t5a=50;

if(aK2) {t5a--; timLCD=50;}

if(t5a<10) t5a=10;

if(!pK1&&aK1) {stanLCD=12; timLCD=50;}

if(!timLCD){

stanLCD=6;

timLCD=50;}

break;

case 12:

Strona 14 z 20

LCD_xy(0,0);

sprintf(buf,"Z5:PRZERWA=%4.1f ",(float)t5b/10);

LCD_puts(buf);

LCD_xy(0,1);

LCD_puts("+:K3 -:K2 P:K1");

if(aK3) {t5b++; timLCD=50;}

if(t5b>30) t5b=30;

if(aK2) t5b--;

if(t5b<=0) {t5b=0; timLCD=50;}

if(!pK1&&aK1) {stanLCD=6; timLCD=50;}

if(!timLCD){

stanLCD=6;

timLCD=50;}

break;

}
//Zbiornik 1
switch(stan1){

case 1:

Z1= 1;

if(X1) stan1=3;

else if(!tim1 && t1) {

tim1 = t1;

stan1 = 2;

}

break;

case 2:

Z1= 0;

if(!tim1) {

tim1=50;

stan1= 1;

}

break;

case 3:

Z1= 0;

if(!X1) {

tim1=50;

stan1= 1;

}

break;

case 4:

if(!pK1&&aK1) timLCD=50;

if((!pK1&&aK1)&&!Z1&&!X1) {Z1=1; timLCD=50;}

else if((!pK1&&aK1)&&Z1) {Z1=0; timLCD=50;}

Strona 15 z 20

if(X1) Z1=0;

break;

}
//Zbiornik 2
switch(stan2){

case 1:

Z2=1;

if(X4){

stan2= 2;

tim2=t2;

}

break;

case 2:

Z2=1;

if(!X4) stan2=1;

else if(X3) stan2=4;

else if(!tim2) {

tim2=10;

stan2=3;

}

break;

case 3:

Z2=0;

if(!X4) stan2=1;

else if(!tim2){

tim2=t2;

stan2=2;

}

break;

case 4:

Z2=0;

if(!X4) stan2=1;

break;

case 5:

if(!pK2&&aK2) timLCD=50;

if((!pK2&&aK2)&&!Z2&&!X3) {Z2=1; timLCD=50;}

else if((!pK2&&aK2)&&Z2) {Z2=0; timLCD=50;}

if(X3) Z2=0;

break;

}
//Zbiornik 3.1
switch(stan3) {

case 1:

Strona 16 z 20

Z3=1; Z4=1; Z5=0; M=0;

if(X7){

tim3=t3;

stan3=2;

}

break;

case 2:

Z3=1; Z4=0; Z5=0; M=0;

if(X6) stan3=4;

else if(!tim3){

tim3=t4;

stan3=3;

}

break;

case 3:

Z3=0; Z4=1; Z5=0; M=0;

if(X6) stan3=5;

else if(!tim3){

tim3=t3;

stan3=2;

}

break;

case 4:

Z3=1; Z4=0; Z5=0; M=1;

if(X5) stan3=6;

else if(!tim3){

tim3=t4;

stan3=5;

}

break;

case 5:

Z3=0; Z4=1; Z5=0; M=1;

if(X5) stan3=6;

else if(!tim3){

tim3=t3;

stan3=4;

}

break;

case 6:

Z3=0; Z4=0; Z5=0; M=0;

if(T){

stan3=7;

tim3=t5a;

Strona 17 z 20

}

break;

case 7:

Z3=0; Z4=0; Z5=1; M=1;

if(!X7) stan3=1;

else if(!tim3 && t5b) {

tim3=t5b;

stan3=8;

}

break;

case 8:

Z3=0; Z4=0; Z5=0; M=1;

if(!tim3){

tim3=t5a;

stan3=7;

}

break;

case 9:

if(!pK3&&aK3) timLCD=50;

if((!pK3&&aK3)&&!Z3&&!X5) {Z3=1; timLCD=50;}

else if((!pK3&&aK3)&&Z3) {Z3=0; timLCD=50;}

if(X5) Z3=0;

if(!pK4&&aK4) timLCD=50;

if((!pK4&&aK4)&&!Z4&&!X5) {Z4=1; timLCD=50;}

else if((!pK4&&aK4)&&Z4) {Z4=0; timLCD=50;}

if(X5) Z4=0;

if((!pK5&&aK5)&&!Z5) {Z5=1; timLCD=50;}

else if((!pK5&&aK5)&&Z5) {Z5=0;timLCD=50;}

if(!pK6&&aK6) timLCD=50;

if((!pK6&&aK6)&&!M&&X7) {Z4=1; timLCD=50;}

else if((!pK6&&aK6)&&M) {M=0; timLCD=50;}

if(!X7) M=0;

break;

}
//Zbiornik3.2
switch(stan4){

case 1:

G=0;

if(X6) stan4=2;

break;

Strona 18 z 20

case 2:

G=1;

if(T) stan4=3;

else if(!X6) stan4=1;

break;

case 3:

G=0;

if(!T) stan4=2;

else if(!X6) stan4=1;

break;

case 4:

if(!pK7&&aK7) timLCD=50;

if((!pK7&&aK7)&&!G) {G=1; timLCD=50;}

else if((!pK7&&aK7)&&G) {G=0; timLCD=50;}

if(!X7) G=0;

break;

}
if(tim1) --tim1;
if(tim2) --tim2;
if(tim3) --tim3;
if(timLCD) --timLCD;

//-------------- Wyświetlacz LCD --------------

/*sprintf(buf,"K1=%dK2=%dK3=%dK4=%d",(int)aK1,(int)aK2,(in
t)aK3,(int)aK4);

LCD_xy(0,0);

// Ustawienie

kursora w linii 1

LCD_puts(buf);

// Wyświetlenie

zawartości bufora

sprintf(buf,"L1=%dL2=%dL3=%dL4=%d",(int)L1,(int)L2,(int)L3
,(int)L4);

LCD_xy(0,0);

// Ustawienie

kursora w linii 2

LCD_puts(buf);

// Wyświetlenie

zawartości bufora*/

//-------------- Koniec kodu użytkownika -----------

-----------------------------

LED_set();

// Ustawienie diod

LED

Strona 19 z 20

//KEY_mem();

// Zapamiętanie

stanu klawiszy w pK1..pK4

SYM_send();

// Prześlij

stan wyjść do obiektu

SYM_read();

// Odczytaj

stan wejść z obiektu

//if(!cykl) L4=!L4;

// Sygnalizacja

przekroczenia czasu cyklu

while(cykl);

// Oczekiwanie na

koniec cyklu oblicz.
}
return 0;
}

//---------------------- Funkcje obsługi przerwań ----------
-----------------------------

ISR(TIMER0_COMP_vect)

// Przerwanie od

Timer/Counter 0 (co 4ms)
{
if(cykl) --cykl;

// Odmierzanie czasu

cyklu pętli głównej
}

Strona 20 z 20