Методические указания к изучению теоретических вопросов

Некоммерческое

Акционерное

общество

Кафедра электроснабжения промышленных предприятий

Микропроцессорные системы в электроэнергетике

Методические указания и задания по выполнению

расчетно-графических работ

для студентов специальности 5В071800 - Электроэнергетика

 

Алматы 2014

СОСТАВИТЕЛИ: М.В. Акименков, Ш.К.Шоколакова. Микропроцессорные системы в электроэнергетике. Методические указания и задания по выполнению расчетно-графических работ для студентов специальности 5В071800 – Электроэнергетика – Алматы: АУЭС, 2014. – 23с.

 

Представлены методические указания по выполнению расчетно-графических работ по дисциплине « Микропроцессорные системы в электроэнергетике ». В них основноевнимание уделено вопросу практического использования цифровой техники в производстве. Практические примеры базируются на реальных задачах автоматизации технологических процессов. Во время лабораторных работ студенты осваивают применение микроконтроллеров и технологию разработки для них программ на примере микроконтроллера PIC16F877А.

 

Иллюстраций – 3, таблиц – 2, библиографий – 11 названий.

 

 

Рецензент: к.т.н., профессор Цыба Ю.А.

 

Печатается по плану издания НАО «Алматинский университет энергетики и связи» на 2014 год.

 

 

©НАО «Алматинский университет энергетики и связи», 2014г.

Содержание

 

Введение
1 Задание к РГР №1 «АПВ ВЛ»
2 Методические указания к выполнению РГР №1
3 Пример программы «АПВ ВЛ» на Assembler для МК PIC16F877A
4 Задание к РГР №2 «Автоматический регулятор напряжения»
5 Методические указания к выполнению РГР №2
6 Пример программы «Автоматический регулятор напряжения» на Assembler для МК PIC16F877A
Приложение А
Приложение Б
Список литературы

Введение

Современное состояние технологии в электротехнике требует от специалистов знания микроконтроллеров. В настоящее время в составе выпускаемых изделий многих фирм в дальнем и ближнем зарубежье содержатся микроконтроллеры, и область их применения постоянно увеличивается.

Микроконтроллеры широкого назначения выпускаются многочисленными зарубежными фирмами: Motorola, NEC Corporation, Siemens, Microchip и другими.

Применение методов и технических средств обработки информа­ции цифровой вычислительной техникой в релейной защите и авто­матике (РЗА) привело к созданию интегрированных комплексов, выполняющих все функции традиционных устройств РЗА и облада­ющих широкими информационными свойствами и сервисными возможностями, существенно повышающими надежность и эффек­тивность функционирования технических средств автоматического управления электроэнергетическими установками [1].

Для обучения студентов цифровой технике и программированию микроконтроллеров на кафедре имеется учебный микропроцессорный комплект (УМК-7). Помимо обучения языку ассемблер на примере контроллера PIC16F877А, студенты знакомятся с внутренней и внешней структурой современных микроконтроллеров, применяемых в оборудовании.

До дня проведения работы студенты должны к ней подготовиться: прочитать описание лабораторной работы и составить программы для своего варианта задания.

Отчет о лабораторной работе должен содержать титульный лист, задание, текст программы заполненную таблицу результатов, рисунки с копиями экрана и ответы на контрольные вопросы.

Лабораторная работа должна быть защищена студентом.

Оборудование и программное обеспечение для проведения лабораторных работ: Windows 98 или выше, среда MPLAB, комплект УМК-7.

1 Задание к расчетно – графической работе №1 «АПВ ВЛ»

Цель работы: приобрести начальные знания в области применения микроконтроллеров и основ цифровой техники.

Расчетно-графическая работа выполняется на основании знаний, полученных при выполнении лабораторных работ по основам микропро-цессорной техники. Необходимо разработать программу, имитирующую работу автоматического повторного включения выключателя высоко-вольтной линии (ВЛ) после отключения выключателя ВЛ действием релейной защиты. Сигнал отключения выключателя имитируется на УМК-7 подачей единичного сигнала от одного из разрядов PORTD с помощью кратковременного включения тумблера S1 на рисунке 1. Тумблер S0 включен постоянно. Энергия подается на бит RB0 PORTB, что вызывает прерывание и запуск программы обработки прерывания, которая с выдержкой времени в соответствии с заданием подает в определенный разряд PORTC, на определенное время энергию. К этому разряду подключена обмотка реле, включающая выключатель ВЛ. Номер разряда выбирается по заданию по порядковому номеру в списке группы. Время паузы АПВ, создаваемой таймером Timer2, необходимо рассчитать, исходя из тактовой частоты 20 МГц.

 

Рисунок 1 – Схема соединения на УМК-7 для РГР № 1

 

 

Таблица 1- Варианты задания для РГР № 1

№
Тапв, сек	0,21	0,41	0,52	0,62	0,78	0,88	0,93	0,98	1,04
№ бит вкл.

 

№
Тапв, сек	1,04	0,98	0,93	0,88	0,78	0,62	0,52	0,41	0,21
№ бит вкл.

 

Окно наблюдения должно содержать значение PORTC в двоичном значении для отображения включения выключателя от бита PORTC в соот-ветствии с заданием, а также значения счетчиков 1, 2 и 3 циклов. После отладки проект запускается в режиме Animate (тумблер подачи сигнала на бит RB0 (PORTB<0>) отключен). Когда начинает выполняться команда btfss возникает цикл, т.к. бит RB0 = 0. После включения тумблера и выполнения команды bsf PORTC,0 снимается копия экрана (PrtSc). На этой копии в заданном заданием бите PORTC появляется 1, т.е. подается сигнал на включение выключателя. Заметьте, что сигнал держится только определенное время, достаточное для включения выключателя. А затем она опять переходит в ждущий режим появления сигнала отключения выключателя. В этом режиме снимается второе окно.

Остановите программу, установите в счетчике Sch3 количество подциклов третьего цикла, определенные в результате расчета для Вашего варианта и снимите третье окно PrtSc.

 

Методические указания к изучению теоретических вопросов

РГР №1

Программа, реализующая упрощенный вариант работы АПВ ВЛ в нормальном режиме ожидает поступление внешнего прерывания, сигнализирующего об отключении выключателя ВЛ. Внешнее прерывание возникает при поступлении единичного сигнала на бит RB0 регистра PORTB. Оно разрешается, если бит GIE в регистре INTCON<7> установлен в 1 (бит глобального разрешения прерываний), и бит INTE в регистре INTCON<4> также установлен в 1 (бит разрешения внешнего прерывания). Эти биты сбрасываются в 0 программно. При появлении такого сигнала управление в микроконтроллере PIC16F877A передается на адрес h`04`, где записано имя подпрограммы, запускаемой для обработки прерывания. Программа обработкипрерывания заканчивается командойRETFIE, после чего работа программы продолжается с места, в котором произошло прерывание. При появлении внешнего прерывания независимо от состояния флагов GIE и INTE бит INTF в регистреINTCON<1> устанавливается в 1. Этот флаг может быть сброшен программно.

Создание паузы между выполнением следующими друг за другом инст-рукциями в программеможет быть выполнено запуском в этом промежутке подпрограммы таймера. В микроконтроллере PIC16F877A имеются три модуля таймеров: TMR0, TMR1 и TMR2. В данной РГР используется таймер, создаваемый программно, с использованием вложенных циклов. Изменением числа вложенных циклов можно создать довольно широкий спектр времен-ных задержек.