2.3.Программная модель avr и система команд.
На рисунке 2.3 изображена программная модель AVR-микроконтроллеров, которая представляет собой диаграмму программно доступных ресурсов AVR. Центральным блоком на этой диаграмме является регистровый файл из 32 оперативных регистров (R0-R31) или как их обычно называют регистры общего назначения (РОН). Все РОН непосредственно доступны АЛУ. Старшие регистры (см. рис. 2.4.) объединены парами и образуют три 16-разрядных регистра, предназначенных для косвенной адресации ячеек памяти (AVR без SRAM имеют только один 16-битный регистр Z).
Рис. 2.3. Программная модель AVR-микроконтроллеров.
Регистровый файл, блок регистров ввода/вывода и оперативная память, как показано на рис. 2,3, образуют единое адресное пространство, что дает возможность при программировании обращаться к 32 оперативным регистрам и к регистрам ввода/вывода как к ячейкам памяти, используя команды доступа к SRAM (в том числе и с косвенной адресацией) . [10].
Все арифметические и логические операции, а также часть операций работы с битами выполняются в АЛУ только над содержимым РОН. Следует обратить внимание, что команды, которые в качестве второго операнда имеют константу (SUBI, SBCI, ANDI, ORI, SBR, CBR), могут использовать в качестве первого операнда только регистры из второй половины РОН (R16-R31). Команды 16-разрядного сложения с константой ADIW и вычитания константы SBIW в качестве первого операнда используют только регистры R24, R26, R28, R30. ( Рис 2.4.)
Рис.2.4. Регистровый файл или РОН.
Во время выполнения арифметических и логических операций или операций работы с битами АЛУ формирует те или иные признаки результата операции, то есть устанавливает или сбрасывает биты в регистре состояния SREG (Status Register).
Признаки результата операции могут быть затем использованы в программе для выполнения дальнейших арифметико-логических операций или команд условных переходов.
3.Разработка системы управления контроллера заряда на базе микроконтроллера
Для ветроустановки был разработан контроллер заряда аккумуляторной батареи. Контроллер управляет зарядом аккумуляторной батареи во всех режимах работы ветрогенератора, блок схема разработанной системы показана на рис. 3.1
Рис. 3.1 Блок схема контроллера заряда
При недостаточной скорости ветра микроконтроллер (рис. 3.2) в зависимости от величины выходного напряжения ветрогенератора запускает схему повышения напряжения до величины 14,4В для поддержания оптимального зарядного тока батареи. Схема повышения напряжения состоит из транзистора VT2 дросселя ДР1 диода VD2 и конденсатора C5. В управляющем контроллере реализована система автоматического регулирования скважности ШИМ сигнала в функции напряжения с выхода генератора. Таким образом на конденсаторе C5 поддерживается напряжение необходимое для поддержания зарядного тока.
Во время высокой скорости ветра, когда напряжение вырабатываемое генератором превышает величину необходимое для заряда аккумулятора, включается система динамического торможения выполненная на транзисторе VT1 и резисторе R15. Регулируя скважность с выхода генератора на затворе транзистора система работает в режиме ограничения вырабатываемого напряжения.
Рис. 3.2. Принципиальная электрическая схема контроллера заряда
При долгом отсутствии ветра и простое ветрогенератора после разряда батареи для предотвращении глубокого разряда АБК отключается транзистором VT3, отслеживание напряжения осуществляется при помощи датчика напряжения реализованный на диодной оптопаре. Система управления контроллера заряда построена на основе контроллера серии AVR AT90S8535 ( рис. 3.3)
Рис. 3.3 Принципиальная электрическая схема системы управления.
Отображение режима работы контроллера заряда осуществляется при помощи жидкокристаллического индикатора МТ-16S. Для управления и индикации ключевых процессов к контроллеру подключены кнопки управления и светодиодные индикаторы.