2020-07-01
76
Основні задачі технічної діагностики мікроконтролерів
Технічна діагностика містить у собі теорію і методи організації перевірки технічного стану виробу, а також принципи побудови засобів, що забезпечують цю перевірку. Таймер на PIC-контролері як об'єкт діагностики має визначену специфіку, обумовлену тим, що, з одного боку, мікроконтролер — це універсальний перетворювач інформації з програмним керуванням процесом її переробки, а з інший,— складний комплекс електронного устаткування, що складає з компонентів різної фізичної природи. Зазначена специфіка мікроконтролера, у свою чергу, обумовлює різноманіття методів і засобів, використовуваних при рішенні задач перевірки технічного стану виробу.
Процеси визначення технічного стану і підтримки заданого рівня ефективності роботи пристрою з мікроконтролерами реалізуються засобами перевірок, пошуку несправності і раціонального обслуговування.
Основними задачами визначення технічного стану виробу з мікропроцесорами є:
- перевірка справності пристрою;
- перевірка правильності функціонування пристрою;
- пошук несправностей устаткування пристрою.
Перевірка справності пристрою полягає у встановленні відповідності елементів, що перевіряються, усім вимогам нормативно-технічної документації (НТД). Перевірка справності дозволяє визначити, чи маються дефекти в компонентах, що перевіряються, помилки, у монтажі, недоброякісні комплектуючі вироби, інтегральні схеми, матеріали і т.д. Така перевірка, крім того, виробляється після ремонту устаткування пристрою з метою визначення якості ремонту й усунення усіх виниклих несправностей, а також після тривалого збереження.
Перевірка правильності функціонування пристрою дає можливість визначити правильність роботи безпосередньо при виконанні нею заданих функцій у сучасний момент часу.
Пошук несправностей устаткування пристрою, тобто вказівка місцезнаходження несправних компонентів виробу. В умовах виробництва пошук несправностей здійснюється при налагодженні виробу з мікроконтролером у цілому з метою виявлення дефектних компонентів, помилкових зв'язків і інших несправностей. В умовах експлуатації цього пристрою пошук несправностей необхідний при ремонті устаткування у випадку виникнення несправностей під час використання виробу по призначенню.
Рішення розглянутих задач визначення технічного стану мікроконтролера передбачає використання різних методів контролю і пошуку несправностей.
В даний час методи і засоби контролю і пошуку несправностей у мікроконтролері поділяються на три великих класи:
- програмні;
- апаратні;
- програмно-апаратні (комбіновані).
У різних задачах контролю можливе використання різних технічних засобів. Ними, як уже вказувалося, є: програмні засоби; апаратурні засоби; комбінації програмних і апаратурних засобів.
Уведення цих засобів до складу розроблювального електронного обчислювального пристрою не є необхідним, тому вони є додатковими, надлишковими, що і викликає утруднення при рішенні питань практичної реалізації різних методів контролю.
Мікроконтролер являє собою складну систему, що робить ряд специфічних операцій по обробці інформації, які необхідно контролювати. До них відносяться:
- операції, зв'язані з вводом і виводом інформації;
- збереження інформації в запам'ятовуючих пристроях і передача її між пристроями;
- арифметична і логічна обробка інформації;
- виконання керуючих операцій, що визначають хід обчислювального процесу.
Організація перевірки технічного стану мікроконтролера звичайно передбачає введення інформаційної надмірності.
До діагностики відносяться задачі, що дозволяють одержати інформацію про технічний стан ЕОМ; рішення таких задач передбачає використання різних методів і засобів тестового контролю. Процес тестового контролю полягає в подачі на входи контрольованого об'єкта спеціально організованих (тестових) впливів і аналізі відповідних реакцій об'єкта з метою визначення його технічного стану. За допомогою тестового контролю можна вирішувати задачі перевірки справності, працездатності і пошуку несправностей мікроконтролера.
У загальному випадку тест являє собою деяку визначену послідовність вхідних наборів слів, що повинні бути подані на об'єкт, що перевіряється, і відповідних вихідних слів, прийнятих від об'єкта. Існують два класи тестів: що перевіряють (контролюючі), призначені для виявлення різних несправностей, і діагностичні, призначені для рішення задач пошуку несправностей у мікроконтролері й автоматизації цього трудомісткого, що забезпечують можливість, процесу.
Технічні засоби діагностики мікроконтролерів
У залежності від методу, покладеного в основу контролю мікроконтролерів, розрізняють два основних види контролю: програмний і апаратурний.
Програмний контроль мікроконтролера заснований на використанні спеціальних програм, що контролюють його роботу. Програмно-логічний контроль не вимагає застосування спеціальної апаратури і дозволяє виявляти помилки, обумовлені випадковими збоями в процесі роботи. Однак цей вид контролю приводить до значного ускладнення програмного забезпечення.
Апаратурні засоби контролю використовують спеціальне додаткове контрольного устаткування, що працює незалежно від програми. Однак використання тільки апаратурного контролю приведе до значного ускладнення і подорожчання. Крім того, уведення кількості надлишкового складного устаткування може привести до зниження її загальної надійності. Тому при діагностиці мікроконтролерів ми застосуємо комбінований метод контролю, що представляє собою сполучення програмних і апаратурних засобів.
Мінімально необхідні можливості для розробки додатків надають макроасемблер і симулятор, що дозволяють відповідно писати програми і тестувати їх.
Використовування симулятора, не дозволяє провести всі необхідні тести. Симулятор - це програма, написана спеціально для мікроконтролера, роботу якого вона буде імітувати. Симулятор звичайно функціонує на тій же машині, де писалася програма додатка. На її вхід подається об'єктний (чи що виконується) код, який необхідно протестувати, і програма поводиться так, як вів би себе імітуємий мікроконтролер.
Регістри і порти вводу / виводу мікроконтролера представляються перемінними, що зберігаються в пам'яті комп'ютера. Так, 8-розрядний паралельний порт представлений байтом даних. Досить вважати ці дані, щоб у будь-який момент знати про хід виконання програми і стані виходів. Введення даних через порт можна імітувати записом відповідних даних у пам'ять. Процедура моделювання операцій обміну через порти вводу / виводу «розтягується» у часі, але якщо вона добре проведена, то дозволяє перевірити 80% функцій програми мікроконтролера.
Однак положення ускладнюється, коли необхідно враховувати тимчасові характеристики сигналів, переданих через порти вводу / виводу. Симулятор - це програма, що відтворює лише алгоритм роботи мікроконтролера. Навіть якщо використаний високопродуктивний комп'ютер, симулятор працює в десятки, а іноді й у сотні разів повільніше, ніж та ж програма, безпосередньо виконувана мікроконтролером.
Деякі функції, зв'язані з часом, не можна цілком змоделювати на симуляторі.
Проте, гарне володіння симулятором дозволяє досить швидко і з мінімальними капіталовкладеннями тестувати програми.
При програмуванні РІС-мікроконтролера використовуємо програматор PonyProg, який є відносно простим і дешевим пристроєм для використання в аматорських умовах з мінімальними вимогами до комп'ютера. Підтримка роботи програматора здійснюється спеціальною програмою, яка має також і набір тестів мікросхеми “на чистоту”.
Написавши програму на асемблері чи мові високого рівня і провівши компіляцію, ви одержуєте бінарний код, що виконується. Однак перш ніж тиражувати створений додаток, треба ретельне його протестувати. Щоб забезпечити повний контроль, програма повинна тестироваться в умовах, максимально близьких до умов майбутнього реального використання. Для цього існує кілька можливих рішень.
Перше рішення, що є найефективнішим, але також, на жаль, і найбільш дорогим, - придбати спеціальну апаратуру. Апаратний емулятор, що складає «серце» цієї системи, фактично являє собою спеціальний пристрій, іноді дуже складне, котре виконує усі функції PIC-мікроконтролером і заміняє його (див.рис 4.1)
Рисунок 4.1 – Схема підключення емулятора
Цей емулятор постачений спеціальним сполучним шлейфом, називаним зондом эмуляцйї, на кінці якого є рознімання, аналогічний висновкам корпуса PIC-мікроконтролером.
За допомогою шлейфа емулятор підключається до макета додатка замість реального PIC-микроконтролера.
Для підключення емулятора до комп'ютера звичайно використовується послідовний інтерфейс RS232. Через нього в емулятор завантажується програма мікроконтролера і здійснюється керування її виконанням за допомогою спеціальної комп'ютерної програми.
Через те що емулятор - це «розрізнена» версія PIC-мікроконтролера, є доступ до його різних внутрішніх вузлів і шин, зокрема, можна довідатися, по яких адресах «проходить» програма, які коди записані в керуючі регістри і т.п. У разі потреби можна зупинити програму, що виконується, щоб вважати стан чи пам'яті деяких регістрів.
Емулятор забезпечує роботу додатка в реальному часі, оскільки він здатний функціонувати на частоті мікроконтролера. Емулятор - дорогий промисловий засіб, тому навряд чи має сенс купувати його для створення дрібносерійних чи одиничних додатків.
5 Економічний розрахунок автомата для акваріума
Собівартість продукції - один з основних показників роботи підприємства, що визначають витрати визначеної кількості матеріальних, трудових і грошових ресурсів, необхідних для виробництва і реалізації продукції. Для визначення собівартості одиниці продукції витрати плануються і визначаються за статтями витрат, що називається калькулюванням. Розрахунок собівартості одиниці продукції по статтях витрат є калькуляція. Собівартість і плановий прибуток, податок на додану вартість є складовими елементами планової ціни виробу (послуги). Окрім визначення ціни одиниці виробу (послуги), необхідно розрахувати техніко-економічні показники радіомайстерні, а також визначити доцільність створення такої радіомайстерні, розрахувавши економічний ефект.
5.1 Визначення повної собівартості виробу
Для розрахунку планової собівартості і відпускної ціни одиниці виробу необхідно скласти калькуляцію, тому що усі витрати на одиницю виробу плануються за статтями калькуляції. Для складання калькуляції виробу попередньо проводиться її постатейний розрахунок.
5.1.1 Стаття 1. Матеріали
Розрахунок загальної вартості основних матеріалів проводиться за формулою:
Мзаг=М1+М2+...+Мn, (5.1)
де Мзаг - загальна вартість матеріалів,грн.;
М1,М2,...Мn - вартість кожного виду матеріалів з урахуванням вартості зворотних відходів,грн.
М заг = 0,90 + 0,765 + 13,80 + 1,20 + 3,50=20,16 (грн.)
Розрахунок вартості кожного виду матеріалів проводимо за формулою:
Мп =Цм х Qм, (5.2)
де Цм - оптова ціна кожного виду матеріалу встановлювана на основі оптових цін, грн;
Qм - норма витрат кожного виду матеріалу, встановлюється за даними базового заводу, або з розрахунку, од.вим;
