Умный дом

НЕХ-файл для загрузки в программатор

:10000000830100308A0004282030840038300D201D :100010008301392B04068001840A0406031D0A2883 :020020000034АА

:1004Е20083018С1Е712А1А0808008301В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

:1006F2007108A8002606031D802B25082706031D66

:10070200852B2430B200102318167122A400523A0D

:1007120003195D2B852B52308301AF002008303E38

:10072200B0002108303EB1002330B2002308B300EC

:10O732002208F0002908F100F10AA12B0310F00CA5

:10074200F10B9F2B7008F000701CA92B4E30B400E7

:100752002208F0002908F100F10AB12B0310FOOC75

:10076200F10BAF2B7008F0007018B92B4630B400B3

:1007720018120614831698168312AB01AC012C08CA

:10078200803AF00080307002063003192B02031801

:10079200D42B2B082F3E8400831300087622AB0A49

:1007A2000319AC0AC02BAB01AC012C08803AF00053

:1007B20083307002E83003192B020318E42BAB0AD2

:1007C2000319AC0AD62BAB01AC012C08803AF0001D

:1007D20080307002063003192B020318FA2B2B0803

:1007E2002F3E8400831320308000AB0A0319AC0A29

:0E07F200E62B061083169812831218160800C4

:00000001FF

С теми, кому интересно провести эксперименты, не имея опыта работы с микроконтроллерами и программным обес­печением или желая более детально ознакомиться с модулем, мы продолжим разговор о том, как это все устроено.

Требования к модулю:

• модуль должен иметь реле, контакты которого позволят подключить нагрузку с параметрами: -220В, 10А (мощ­ности нагрузки ~ 2 кВт);

• модуль должен иметь сетевой интерфейс RS485 (сис­темная сеть);

• по отношению к системной сети модуль должен быть пассивным, то есть его основным режимом работы бу­дет прослушивание сети и выполнение команд, полу­ченных по сети, если они адресованы модулю;

• адрес модуля задается установкой переключателя в со­ответствующее положение.

Поскольку контроллер PIC16F628A имеет встроенный USART, мы используем его для работы с интерфейсом RS485.

Адресный селектор можно организовать на микрокон­троллере различным образом. Для начала используем наибо­лее очевидный способ - выводы порта, включенные на ввод
информации, соединим с контактами переключателя, кото­рый устанавливает их в состояние - «1» или «О». В дальней­шем мы обсудим другие способы задания адреса. Четыре бита дают возможность адресоваться к 16 устройствам.

Для подачи сетевых команд используем СОМ-порт компь­ютера с передачей байта (рис. 1.35).

Пауза

СТт (линия свободна) (msb)

С с

: ; : g I о 5 j 6 j 7 : о j О

1 П О

4 мкс

Фрейм данных - 44 мкс

Рис. 1.35. Биты данных RS232 из статьи на сайте Http://measure. chat. ru

Каждый бит имеет длительность 4 мкс (при данной скорости).

Для обращения к релейным модулям используем дополни­тельный адресный префикс «R».

Практически, мы определились со всем необходимым, чтобы приступить к построению релейного модуля.

Команды, которые будет принимать наш модуль:

• включить - Rxx $ xN;

• выключить - Rxx$xF.

Я добавлю команду передачи модулем состояния реле:

• передать статус - Rxx$xS.

При передаче статуса используем следующую символику:

• включено - Rxx#xN;

• выключено - Rxx#xF.

Здесь Rxx$xN означает: R - релейный модуль, хх - два сим­вола адреса от 00 до 15, $ - символ команды (# - символ стату­са), х - номер реле от 0 до 7, N - включить (F - выключить).

Уточним, как мы будем использовать ресурсы контролле­ра. Для ввода информации используем встроенный в кон­троллер USART.

Использование порта В:

• RB0 - управление передатчиком (микросхема МАХ1483).

• RB1 - прием (приемник USART).

• RB2 - передача (передатчик USART).

Для ввода заданного адреса используем четыре старших бита порта В (RB7-RB4).

Использование порта А:

• для подключения реле используем биты порта A (RA0- RA7), что предполагает использование восьми реле;

• при необходимости увеличить количество реле можно использовать свободные (если они есть) биты порта В.

Мы готовы приступить к написанию программы.

Основные блоки программы:

• инициализация (конфигурация контроллера);

• ожидание и прием команды (ожидание активности в сети, чтение команды, проверка адреса, и, если адрес совпадает с адресом устройства, выполнение команды, возвращение к ожиданию команды);

• выполнение команды.

Распишем это поподробнее.

Инициализация.

В этом блоке мы должны задать конфигурацию контрол­лера, переход в режим низкого энергопотребления (SLEEP) и условия выхода из этого режима. В блоке инициализации мы прочитаем адрес, задаваемый адресным переключателем.

Ожидание и прием команды.

Этот блок программы является основным, поскольку в сети модуль играет пассивную роль, то есть ожидает прихода и выполняет команду, адресованную ему. При активации сети команда прочитывается. Если префикс совпадает с префик­сом модуля, а адрес - с адресом устройства, команда выполня­ется, в противном случае модуль переходит в режим ожида­ния следующей сетевой команды. Адрес в слове команды сравнивается с ранее прочитанным (при инициализации) за­данным адресом модуля.

Выполнение команды запроса статуса.

Этот блок программы отличается от предыдущего, начи­ная с момента получения символа S вместо N или F. Про­грамма должна определить состояние соответствующего вывода порта, переключить USART на передачу и передать статус в формате Rxx#xN, если соответствующий вывод порта - в состоянии «1», или Rxx#xF, если он в состоянии «О». После этого программа переходит к ожиданию следую­щей команды.

Блок инициализации контроллера.

В первую очередь, определим, нужен ли нам режим «SLEEP», который переводит контроллер в состояние с уменьшенным энергопотреблением. Режим очень удобен и важен в тех случаях, когда контроллер используется в услови­ях батарейного питания. Переход в режим «SLEEP» продле­вает срок службы батарей или время работы без подзарядки аккумулятора. В нашем случае нет необходимости в поддер­жании этого режима, поскольку модуль получает питание от блока питания.

Часть конфигурирования необходимо выполнить при программировании контроллера. Это относится к слову кон­фигурации по адресу 2007h. Здесь h после цифр означает HEX, hexadecimal (шестнадцатеричное число). В слове кон­фигурации устанавливаются (или не устанавливаются) биты защиты, выбирается режим работы тактового генератора и некоторые параметры, относящиеся к режиму питания конт­роллера.

Вот первый вариант слова конфигурации для тактовой частоты 16-20 МГц:

• Бит 13 устанавливаем в «1» - выключаем защиту кода.

• Бит 8 устанавливаем в «1» - выключаем защиту EEPROM.

• Бит 7 устанавливаем в «0» - вывод RB4 работает как цифровой канал ввода-вывода.

• Бит 6 устанавливаем в «0» - запрещаем сброс по сниже­нию напряжения питания.

• Бит 5 устанавливаем в «0» - вывод RB5 работает как цифровой канал ввода-вывода.

• Бит 4 устанавливаем в «О» - режим HS генератора, кварц к выводам RA6 и RA7.

• Бит 3 устанавливаем в «О» - выключаем режим включе­ния по таймеру.

• Бит 2 устанавливаем в «О» - выключаем режим работы сторожевого таймера.

• Бит 1 устанавливаем в «1» - режим HS генератора, кварц к выводам RA6 и RA7.

• Бит 0 устанавливаем в «О» - режим HS генератора, кварц к выводам RA6 и RA7.

Слово конфигурации будет выглядеть так - 3F0Ah.

Для работы внутреннего тактового генератора следует использовать кварцевый резонатор с параллельным резонан­сом на 16-20 МГц (рис. 1.36).

Для частоты 16 МГц рекомендованные значения 10-22 пФ конденсаторов С1 и С2.

Давайте подумаем, а не использовать ли встроенный в кон­троллер генератор. Будем ли мы выполнять какие-либо опе­рации, требующие стабильной тактовой частоты? На стабиль­ность частоты внутреннего генератора, в первую очередь, влияет температура и напряжение питания. Будут ли они значительно меняться? Если мы не планируем использовать модуль в уличном исполнении, температура меняется мало. Если же после входного напряжения 12 В мы поставим стаби­лизатор на 5 В, питающее напряжение будет изменяться еще меньше. В данный момент я больше склонен отказаться от кварцевого резонатора и использовать внутренний тактовый генератор.

В этом случае есть два варианта на выбор. Для использова­ния режима ER (3,6 МГц) к выводу RA7 микросхемы подклю­чается резистор (не более 40 кОм). Вывод RA6 может исполь­зоваться для ввода-вывода.

Второй вариант слова конфигурации:

• Биты 13-10 устанавливаем в «1» - выключаем защиту кода.

• Бит 8 устанавливаем в «1» - выключаем защиту EEPROM.

• Бит 7 устанавливаем в «0» - вывод RB4 работает как цифровой канал ввода-вывода.

• Бит 6 устанавливаем в «0» - запрещаем сброс по сниже­нию напряжения питания.

• Бит 5 устанавливаем в «0» - вывод RB5 работает как цифровой канал ввода-вывода.

• Бит 4 устанавливаем в «1» - режим ER, резистор 40 кОм подключается к RA7.

• Бит 3 устанавливаем в «0» - выключаем режим включе­ния по таймеру.

• Бит 2 устанавливаем в «0» - выключаем режим работы сторожевого таймера.

• Бит 1 устанавливаем в «1» - режим ER генератора, ре­зистор подключается к RA7.

• Бит 0 устанавливаем в «0» - режим ER генератора, ре­зистор подключается к RA7.

Слово конфигурации будет выглядеть так - 3FlAh

Еще более удобный вариант - использование внутреннего генератора без внешних элементов INTRC (4 МГц). Слово конфигурации в этом случае - 3F18h.

Здесь я хотел бы сделать замечание, или признание - как вам угодно. Я впервые буду использовать контроллер PIC16F628A и пользоваться средой программирования контроллера MPLAB Может возникнуть закономерный вопрос - а чему я могу на­учить кого-то, если сам впервые это делаю? Если вас смуща­ет данный аспект, можете обратиться к многочисленной ли­тературе по программированию контроллеров, пропустив дальнейшее, что и решит проблему. Но мне кажется, что, имея большой опыт работы, основательно забываешь труд­ности, с которыми столкнулся в начале. А если сам только начинаешь работать, эти трудности налицо.

В блоке инициализации контроллера необходимо, в пер­вую очередь, установить конфигурацию портов А и В.

Нам потребуется установить биты порта А 0-6 на вывод, бит 7 - на ввод (к выводу RA7 порта подключается резистор в режиме ER) или все выводы порта А - на вывод для режима генератора INTRC.

Для этого в регистр TRISA необходимо записать «1» для входных выводов и «0» для выходных. Ниже приведен при­мер инициализации для порта А, взятый из руководства:

CLRF PORTA ;Initialize PORTA by setting output data latches

; (инициализация установкой защелок данных) MOVLW 0x07 ;Turn comparators off and enable pins for I/O functions

MOVWF CMCON ; (выключение компараторов для I/O функции) BCF STATUS, RPl

BSF STATUS, RPO ;Select Bankl (выбор банка 1) MOVLW 0x80 ;Value used to initialize data direction MOVWF TRISA ;Set RA<4:0> as outputs TRISA<5> always read as '1'.

;TRISA<7:6> depend on oscillator mode ; (в данном случае все на вывод, 7 ввод)

Здесь 0x07 означает, что число 7 - шестнадцатеричное. Инициализация порта В связана, прежде всего, с необходи­мостью использования USART. Необходимо установить RB0 на

Вывод и записать в него «О» (при передаче записывается «1»). Затем:

• RB1 устанавливается на ввод, a RB2 - на вывод;

• RB3 установим на вывод (для управления микросхемой МАХ1483);

• RB4-RB7 устанавливаем на ввод для организации адрес­ного селектора.

CLRF PORTB ;Initialize PORTB by setting output data latches

;(инициализация установкой защелок данных) MOVLW 0xF2 /Value used to initialize data direction MOVWF TRISB

Запишем необходимые данные в регистр управления при­емника USART - RCSTA (адрес 18h):

• Бит 7 - «1» - модуль включен;

• Бит 6 - «О» - 8-битный прием;

• Бит 5 - не имеет значения;

• Бит 4 - «1» - прием разрешен;

• Бит 3 - не имеет значения;

• Бит 2 - только на чтение;

• Бит 1 - только на чтение;

• Бит 0 - только на чтение.

Операции записи побитовые:

BSF RCSTA, SPEN BCF RCSTA, RX9 BSF RCSTA, CREN

Аналогично запишем данные в регистр передатчика USART - TXSTA (адрес 98h):

• Бит 7 - не имеет значения;

• Бит 6 - «О» - 8-битная передача;

• Бит 5 - «1» - разрешение передачи;

• Бит 4 - «О» - асинхронный режим работы;

• Бит 3 - не используется;

• Бит 2 - «1» - высокоскоростной режим;

• Бит 1 - только чтение;

• Бит 0 - проверку четности мы не используем.

BCF TXSTA, ТХ9 BCF TXSTA, SYNC BSF TXSTA, BRGH

BSF TXSTA, TXEN (эта команда появится, когда мы начнем передачу статуса).

Кроме того, необходимо задать скорость работы в регистре SPBRG. Для первого варианта тактового генератора (SYNC = О, BRGH = 1,16 МГц):

MOVLW 0x67 MOVWF SPBRG

Для второго варианта тактового генератора (SYNC = О, BRGH = 1,3,6 МГц):

MOVLW 0x16 MOVWF SPBRG

В результате блок инициализации (для второго варианта) будет выглядеть следующим образом:

List p=16f628a #include pl6f628a. inc

; Инициализация модуля

BCF STATUS, RPl ; Выбор банка 0 BCF STATUS, RPO

Если посмотреть раздел организации памяти контроллера, видно, что часть регистров, которые мы используем, находит­ся в банке «О», а часть в банке «1». Если забыть переключиться, команды могут не выполняться, а среда программирования MPLAB напомнит, выводя в окне Output на странице MPLAB SIM напоминания при трансляции программы. Это были пер­вые грабли, на которые я часто наступал.

CLRF PORTA ; Настройка порта А.

MOVLW 0x07

MOVWF CMCON

BCF STATUS, RPl BSF STATUS, RPO

MOVLW 0x80 MOVWF TRISA

MOVLW 0xF6 MOVWF TRISB

BCF STATUS, RPl BCF STATUS, RPO CLRF PORTB

;Настройка приемопередатчика USART.

BSF RCSTA, SPEN ; Настройка приемника. BCF RCSTA, RX9 BSF RCSTA, CREN

Выбор банка 1.

Настройка передатчика.

Выбор банка 0.

Считывание собственного адреса.

Прочитаем порт В.

Нам не нужны младшие биты.

Сохраним адрес в регистре 2Oh.

Нам не нужна работа с младшими битами.

Преобразуем его в символьный вид.

Чтобы сравнить адрес, задаваемый переключателем, с ад­ресом в слове команды, нужно преобразовать их к единому

Виду. Здесь существует несколько возможностей. Я использую одну из них, вы можете поступить иначе.

; прочитаем из EEPROM в 30h - состояние реле.

Необязательно хранить текущее состояние реле в энерго­независимой памяти. Но это может быть полезно и, кроме того, дает возможность разобраться с механизмом записи в энергонезависимую память. Можно, например, изменить ме­тод задания адреса. Использовать вместо переключателя в адресном селекторе программную установку адреса - запись адреса в энергонезависимую память контроллера. Так, в част­ности, устроены некоторые промышленные модули. В этом случае перед первым использованием модуля его переводят в режим установки адреса и программно устанавливают этот адрес. Механизм записи состояния реле и адреса одинаков.

BSF STATUS, RPO ; Выбор банка 1. BCF STATUS, RPl MOVLW 0x00

MOVWF EEADR ; Адрес считываемого регистра.

BSF EEC0N1, RD ; Чтение.

MOVF EEDATA, W ; w = EEDATA.

BCF STATUS, RPl ; Выбор банка 0.

BCF STATUS, RPO

MOVWF 0x30

COMF 0x30,1 ; Будем хранить в EEPROM в инверсном виде. CLRW

ADDWF 0x30,0 ; А в регистре 30h в прямом. MOVWF PORTA ; Перепишем 30h в порт.

Сохранение состояния реле в инверсном виде связано с тем, что в EEPROM по умолчанию записаны единицы. При инициализации прочтение состояния приведет к включению всех реле. Чтобы избежать этого, будем инвертировать про­читанное.

В строке «CALL adrsim» мы вызываем подпрограмму, ко­торая переводит адреса в символы:

Это опять-таки не обязательно делать в данном программ­ном блоке. Но оставлять в блоке инициализации длинный «хвост» мне не захотелось. Перевод адреса в символьное

Представление можно сделать различными способами, я выб­рал самый очевидный.

Поскольку мы используем символьный обмен, я выпишу шестнадцатеричные коды некоторых символов ASCII:

«О» - 30h; «1» - 31h; «2» - 32h; «З» - 33h; «4» - 34h; «5» - 35h ит. д.

«R» - 52h; «$» - 24h; «#» - 23h; «N» - 4Eh; «F» - 46h; «S» - 53h

; Подпрограмма перевода адреса в символ (храним по адресам 21h, 22h).

Adrsim: CLRW ; Если адрес 1 запишем символы "О" "1" (30h и 31h).

ADDLW 0x30 MOVWF 0x21 CLRW

ADDLW 0x31 MOVWF 0x22 MOVF 0x20, 0 BCF STATUS, Z XORLW 0x1 BTFSC STATUS, Z RETURN

CLRW ; Если адрес 2 запишем символы "0" "2й (30h и 32h). ADDLW 0x30 MOVWF 0x21 CLRW

ADDLW 0x32 MOVWF 0x22 MOVF 0x20, 0 BCF STATUS, Z XORLW 0x2 BTFSC STATUS, Z RETURN

CLRW ; Если адрес 3 запишем символы "0" "3". ADDLW 0x30 MOVWF 0x21 CLRW

ADDLW 0x33

MOVWF 0x22 MOVF 0x20, 0 BCF STATUS, Z XORLW 0x3 BTFSC STATUS, Z RETURN

CLRW ; Если адрес 4 запишем символы "0" "4". ADDLW 0x30 MOVWF 0x21 CLRW

ADDLW 0x34 MOVWF 0x22 MOVF 0x20, 0 BCF STATUS, Z XORLW 0x4 BTFSS STATUS, Z RETURN

CLRW ; Если адрес 5 запишем символы и0" "5й. ADDLW 0x30 MOVWF 0x21 CLRW

ADDLW 0x35 MOVWF 0x22 MOVF 0x20, 0 BCF STATUS, Z XORLW 0x5 BTFSS STATUS, Z RETURN

CLRW ; Если адрес 6 запишем символы "0" "6". ADDLW 0x30 MOVWF 0x21 CLRW

ADDLW 0x36 MOVWF 0x22 MOVF 0x20, 0 BCF STATUS, Z XORLW 0x6 BTFSS STATUS, Z RETURN

CLRW ; Если адрес 7 запишем символы "0й "7". ADDLW 0x30 MOVWF 0x21 CLRW

ADDLW 0x37 MOVWF 0x22 MOVF 0x20, 0 BCF STATUS, Z XORLW 0x7 BTFSS STATUS, Z RETURN

CLRW ; Если адрес 8 запишем символы "0" "8". ADDLW 0x30 MOVWF 0x21 CLRW

ADDLW 0x38 MOVWF 0x22 MOVF 0x20, 0 BCF STATUS, Z XORLW 0x8 BTFSS STATUS, Z RETURN

CLRW ; Если адрес 9 запишем символы "0" "9" ADDLW 0x30 MOVWF 0x21 CLRW

ADDLW 0x39 MOVWF 0x22 MOVF 0x20, 0 BCF STATUS, Z XORLW 0x9 BTFSS STATUS, Z RETURN

CLRW ; Если адрес 10 (Ah) запишем символы "1" "0й. ADDLW 0x31 MOVWF 0x21 CLRW

ADDLW 0x30 MOVWF 0x22 MOVF 0x20, 0

BCF STATUS, z XORLW ОхА BTFSS STATUS, Z RETURN

CLRW ; Если адрес 11 (Bh) запишем символы "1" "1". ADDLW 0x31 MOVWF 0x21 CLRW

ADDLW 0x31 MOVWF 0x22 MOVF 0x20, 0 BCF STATUS, Z XORLW OxB BTFSS STATUS, Z RETURN

CLRW ; Если адрес 12 (Ch) запишем символы "Iй "2". ADDLW 0x31 MOVWF 0x21 CLRW

ADDLW 0x32 MOVWF 0x22 MOVF 0x20, 0 BCF STATUS, Z XORLW OxC BTFSS STATUS, Z RETURN

CLRW ; Если адрес 13 (Dh) запишем символы "1" "3й. ADDLW 0x31 MOVWF 0x21 CLRW

ADDLW 0x33 MOVWF 0x22 MOVF 0x20, 0 BCF STATUS, Z XORLW OxD BTFSS STATUS, Z RETURN

CLRW ; Если адрес 14 (Eh) запишем символы "Iй "4". ADDLW 0x31

MOVWF 0x21 CLRW

ADDLW 0x34 MOVWF 0x22 MOVF 0x20, 0 BCF STATUS, Z XORLW OxE BTFSS STATUS, Z RETURN

CLRW ; Если адрес 15 (Fh) запишем символы "1" "5". ADDLW 0x31 MOVWF 0x21 CLRW

ADDLW 0x35 MOVWF 0x22 MOVF 0x20, 0 BCF STATUS, Z XORLW OxF BTFSS STATUS, Z RETURN