Sistema de control de motores de Corriente Continua
basado en el microcontrolador LM629

Desarrollo del Software

Descripción de los programas

COMANDO	TIPO	DESCRIPCIÓN	HEX	Nº Bytes
RESET	(1)	RESET LM629	00	0
PORT8	"	SALIDA 8 BITS	05	0
PORT12	"	SALIDA 12 BITS	06	0
DFH	"	DEFINE INICIO	02	0
SIP	(2)	FIJA POSICION INDICE	03	0
LPEI	"	INTERRUPCION EN ERROR	1B	2
LPES	"	PARADA EN ERROR	1A	2
SBPA	"	FIJAR PUERTO DE RUPTURA ABSOLUTO	20	4
SBPR	"	FIJAR PUERTO DE RUPTURA RELATIVO	21	4
MSKI	"	INTERRUPCION ENMASCARABLE	1C	2
RSTI	"	INTERRUPCION DE RESET	1D	2
LFIL	(3)	CARGA DE PARAMETROS DEL FILTRO	1E	2 a 10
UDF	(3)	ACTUALIZACION DATOS DEL FILTRO	04	0
LTRJ	(4)	CARGAR TRAYECTORIA	1F	2 a 14
STT	"	COMENZAR MOVIMIENTO	01	0
RDSTAT	(5)	LEER BYTE DE ESTADO	--	1
RDSIGS	"	LEER REGISTROS DE SEÑALES	0C	2
RDIP	"	LEER INDICE DE POSICIÓN	09	4
RDDP	"	LEER POSICION DESEADA	08	4
RDRP	"	LEER POSICIÓN REAL	0A	4
RDDV	"	LEER VELOCIDAD DESEADA	07	2
RDRV	"	LEER VELOCIDAD REAL	0B	2
RDSUM	"	LEER SUMA DE INT.	0D	2

TABLA 3-6 Lista de comandos de usuario.

Descripción

de los programas

INICIO: Inicialización


	Inicio: MOVX @RST,LOW 	Envía reset
	CALL Delay_15 		Espera 1.5 mseg
	CALL Bit_b 		Lectura del byte de estado
	SUBB A,#C4h 		ACC-C4h C4h=1100 010 0
	JNC Cnt 		Si la diferencia es 0, ve a Continua
	CALL Bit_b 		Lectura del byte de estado
	SUBB A,#84h 		ACC-84h 84h=1000 010 0
	JNC Cnt 		Si la diferencia es 0, ve a Continua
	JMP Inicio 		si no, vuelve a inicio
	Cnt: CALL Bit_b
	MOVX @P0,RSTI 		Envía clear interrupciones al MPID
	CALL Bit_b 		Lectura del byte de estado
	SUBB A,#C0h 		ACC-C0h C0h=1100 000 0
	JNC Fin 		Si la diferencia es 0, ve a Fin
	CALL Bit_b 		Lectura del byte de estado
	SUBB A,#80h 		ACC-80h 80h=1000 000 0
	JNC Fin 		Si la diferencia es 0, ve a Fin
	JMP Inicio 		si no, vuelve a inicio
	Fin: RET 

	Comentarios:

	Nótese que en todas las comparaciones el Bit_busy es 0.

ESPERA:

Mantener reset al menos 1.5 milisegundos

LECTURA_SB:

Lectura del Byte de estado

CARGA de COEFICIENTES del FILTRO PID

CARGA de TRAYECTORIA

Decodificación de palabra de control y envío de datos.

CARGA de TRAYECTORIA

DATOS de TRAYECTORIA:

Gestión de interrupciones

	Se van a utilizar las entradas especificas /INT0 e /INT1 del 80251. 

	/INT0 viene, invertida, de la salida de interrupciones HI del MPID.

	/INT1 viene del "switch" que corta la potencia por exceso de temperatura, a través de un opto acoplador para aislar las masas de potencia y digital.

	Las lecturas de corrientes media y máxima del puente H se realizan de forma periódica y alternativa. Proceden de lecturas analógicas convertidas a digital por un conversor A/D que aporta su salida al puerto 2 del 80251.
	En el se leerán corrientes máxima y media, controlando el ADDRES SELECT del conversor A/D, lecturas que se compararan con datos grabados en programa, en posiciones #Imax, #Imed.

	/INT0 se sitúa en las direcciones 0003h a 000Ah (8X8 bits). Aquí se colocará una llamada a subrutina que descodifique el motivo de la interrupción del MPID y efectué la operación pertinente en cada caso.

	ORG 0003h 		Inicio en 0003h
	CALL I_MPID 		Llama al decodificador de errores
	RETI 			Retorno de interrupción


	La descodificación de errores se efectúa solicitando al MPID la información de su Byte de Estado, mediante una llamada RDSTAT, que es la misma utilizada para verificar el Bit Busy.
	Por tanto se empleará la misma subrutina Bit_b para solicitar la información, y se procederá a la descodificación.

	/INT1 se sitúa en las direcciones 0013h a 001Ah (8X8 bits).
	Aquí se colocará una llamada a subrutina que prepare el sistema para reinicio, dado que el "switch" de temperatura mantendrá cortada la potencia hasta que la temperatura disminuya.

	ORG 0013h 		Inicio en 0013h
	CALL INT_T 		Llama a tratamiento de temperatura excesiva
	RETI 			Retorno de interrupción

	INT_T: MOVX @RST,LOW 	Envía reset al MPID
	MOVX @P1,Er_Temp 	Envía al puerto 1 (display) mensaje de error de Temperatura.
	HALT 			Detén programa; espera RESET general manual. Reinicio.
	JMP Inicio

	En el puerto 1 se ofrece, a través de un display BCD de 7 segmentos un código numérico, de 0 a 9, que identifica el tipo de interrupción detectado.

Posibles interrupciones del MPID

Al solicitar un RDSTAT, con motivo del envió por parte del MPID de una interrupción, obtenemos la información en el byte de estado compuesta por 8 bits.

De todos ellos, algunos son útiles tan solo en fase de depuración; otros son informativos y el bit 0 (Busy_bit), se utiliza como consulta.

A continuación se hace una breve descripción de cada uno, y se evalúa su uso o su enmascaramiento, con MSKI.

Hay que considerar que el enmascaramiento afecta a la generación o no de la interrupción HI, pero la información se genera en el BYTE en cualquier caso. Salvo el bit 7 y el 0, todos generan interrupción (HI) y se pueden limpiar, bit a bit o en grupo, con RSTI.

Todos son activos en lógica 1.

  
	Bit 7: Motor apagado.

	Se pone a 1 lógico cuando el motor se apaga. Esto sucede al enviar un reset, por un excesivo error de posición si se envío LPES, o si se usa LTRJ en una parada manual. El comando de arranque STT limpia el bit (lo pone a cero). No genera interrupción, luego será solo consultivo. Esta información se encuentra también en bit 2.  

	Bit 6: Breakpoint alcanzado.

	Se pone a 1 lógico al alcanzar una posición prefijada por SBPA o SBPR. Se usa en depuración; no lo vamos a considerar y será enmascarado.  

	Bit 5: Error de posición excesivo.

	Viene determinado en sus limites por los comandos LPEI o LPES.   

	Bit 4: Desbordamiento numérico. 

	Sucede al excederse la capacidad de posición de datos en los cálculos en modo velocidad. La información almacenada será errónea, y se debe corregir. La solución será volver a una situación preestablecida y reiniciar o, si se repitiera, modificar los datos.  

	Bit 3: Llegada de pulso índice.

	Se activa si se envió SIP. Se utiliza en depuración. Será enmascarado.  

	Bit 2: Trayectoria completada.

	Indica el fin con éxito de los comandos de trayectoria LTRJ, STT. Se usara para verificar el fin correcto. Es la OR de los bits 7 y 10.  

	Bit 1: Error de comando.

	Cuando se intenta leer datos y procede una escritura o viceversa. Sólo se usará en depuración.
  
	Bit 0: Ya descrito en otros apartados, indica cuándo es o no posible la comunicación con el MPID, y se usa continuamente. No genera interrupción. 

	Además, mediante el comando RDSIGS, obtenemos información adicional, que no genera interrupción HI:

	Los bits 1 a 7 replican el byte de estado. El bit 0 se activa al enviar un comando SIP. 
  
	Bit 8: Modo salida de 8 o 12 bits. No es aplicable en nuestro modelo.

	Bit 9: Apagado en caso de error de posición excesivo.

	Se activa al ejecutar LPES y lo limpia LPEI. Solo útil en depuración.

	Bit 10: Indica objetivo cumplido tras enviar STT. Esta información se encuentra en bit 2. 

	Bit 11: Modo velocidad. Indica esta selección.

	No es aplicable en nuestro modelo, porque el control va a ser automático, resultando un dato inútil.

	Bit 12: Forward Direction. Solo en modo velocidad. Informativo.

	Bit 13: Ejecutado UDF. Indica actualización de coeficientes del filtro, sin ejecución.

	Aplicable sólo en depuración. 

	Bit 14: Aceleración cargada, pero no ejecutada. Caso similar al bit 13.

	Bit 15: "Host Interrupt". (HI). Es redundante, en "software" de la señal HI.

En definitiva, para una programación normal y ya depurada, solo nos interesa detectar la información de los bits 2, 4, 5 y periódicamente el bit 0.

Podemos enmascarar los bits 1, 3, 6 y 7 y prescindir del comando RDSIGS.

Esto nos deja como significativos en el byte de estado:

Trayectoria completada (bit 2), Desbordamiento (bit 4), Error de posición (bit 5), que pueden ser leídos bit a bit.

Las combinaciones posibles serán:

MSB							LSB
7	6	5	4	3	2	1	0	HEX
0	0	0	0	0	0	0	0	0h
0	0	0	0	0	1	0	0	4h
0	0	0	1	0	0	0	0	10h
0	0	0	1	0	1	0	0	14h
0	0	1	0	0	0	0	0	20h
0	0	1	0	0	1	0	0	24h
0	0	1	1	0	0	0	0	30h
0	0	1	1	0	1	0	0	34h
1	0	0	0	0	0	0	0	80h
1	0	0	0	0	1	0	0	84h
1	0	0	1	0	0	0	0	90h
1	0	0	1	0	1	0	0	94h
1	0	1	0	0	0	0	0	A0h
1	0	1	0	0	1	0	0	A4h
1	0	1	1	0	0	0	0	B0h
1	0	1	1	0	1	0	0	B4h

Para nuestro objetivo es suficiente considerar el byte de estado, que leemos y pasamos a acumulador con la subrutina Bit_b.

Descodificación de interrupciones MPID (HI)


		(34)

	I_MPID: CALL Bit_b 	Ejecuta Busy_bit; acumulador cargado con puerto 0.
	MOVX @P1,Er_4 		Envía al puerto 1 (display) mensaje de error desconocido.
	MOV B,A 		Pasa la información del acumulador al registro B.
	CALL Bit_b
	MOVX @P0,RSTI 		Envía clear interrupciones al MPID 
	MOV A,B 		Carga acumulador con registro B (byte de estado)

	JB @B2,E0 		Si bit 2 es cero salta a E1.
	MOVX @P1,Er_1 		Envía al puerto 1 (display) mensaje de trayectoria completada.
	RET 			Vuelve a programa principal. No hay opción de 4 o 5.
	E1: JB @B4,E2 		Si bit 4 es cero, salta a E2.
	MOVX @P1,Er_2 		Envía al puerto 1 (display) mensaje de error de desbordamiento.
	JB @B5,E2 		Verifica si esta activado error de posición.
	JMP Flt_pid 		Si no, salta a cargar datos de nuevo.
	E2: JB @B5,E3 		Si bit 5 es cero salta a E3.
	MOVX @P1,Er_3 		Envía al puerto 1 (display) mensaje de error de posición
	E3: MOVX @RST, LOW 	Envía reset al MPID
	HALT 			Detén programa; espera RESET general manual. Reinicio.
	JMP Inicio

	Comentarios: 

	Primero se pasa a registro B la información del byte de estado, porque el acumulador va ase usado de nuevo, y queremos antes que nada limpiar las interrupciones. Luego se devuelve la información al acumulador para operar y se envía al display mensaje de error desconocido, que se modificara solo si aparece otro identificado.

	Si la interrupción se produjo por trayectoria completada, se excluyen las otras y no queda sino retornar a programa principal, indicando en display la incidencia.

	Si se activo por desbordamiento, primero se verifica si se ha activado también error de posición, lo que resetea el sistema. En otro caso se repite la operación de carga de datos y arranque, reflejando la incidencia en display. Puede suceder que se repita el error: Si no se activa otra interrupción al repetir, se trata de la introducción de datos erróneos en la grabación del chip o en los cálculos. 
	
	Si se activo error de posición o no sabemos cuál es la causa de la interrupción, se envía el mensaje al display y en ambos caso se resetea el MPID.

	Si permanece activado el error desconocido, se debe investigar la causa antes de continuar.

Lectura de corrientes máxima y media


	(21)

	Lee_I: MOVX A,@P2 	Lee PUERTO 2, Imax y pasa a acumulador (ACC)
	SUBB A,#Imax 		ACC-Imaxima; 	diferencia lectura y valor prefijado 
	JNB AC,I_med 		Si bit AC en PSW es 1 (negativo) I máxima correcta, lee I media
	CALL EI_max 		si es 0 (positivo), llama a error Imaxima.


	I_med: MOVX @ADS,LOW 	escribe 0 en ADS (P1.0) para direccionar el A/D en I media
	MOVX A,@P2 		Lee PUERTO 2, Imed y pasa a acumulador (ACC)
	SUBB A,#Imed 		ACC-Imedia; diferencia lectura y valor prefijado 
	JNB AC,Fin 		Si bit AC en PSW es 1 (negativo) I media correcta, acaba.
	CALL EI_med 		si es 0 (positivo), llama a error Imedia.
	Fin: MOVX @ADS, HIGH 	Escribe 1 en ADS (P1.0) para direccionar el A/D en I max.
	RET 			Retorno a programa principal.


	Comentarios:

	Preseleccionado por "hardware" el convertidor A/D en lectura de I máxima, se toma la lectura y se compara con la grabada en la posición Imax.

	Se consulta el bit AC de la palabra de estado (PWS) para ver si la bandera de acarreo indica positivo, lo que significaría que la lectura es mayor que la prefijada y por tanto esta fuera de tolerancia.

	En este caso, se envía el programa a secuencia de error de Imaxima.

	Si el acarreo es negativo, I máxima correcta, se selecciona en A/D la salida de Imedia y se procede igual que en el caso anterior.

	Si ambas son correctas, se vuelve a seleccionar A/D en I máxima para siguiente lectura, y se vuelve a programa principal.

Errores de corriente máxima y media


Error de corriente máxima:

	EI_max: MOVX @RST,LOW 	 Envía reset al MPID
	MOVX @P1,Er_Imx 	        Envía al puerto 1 (display) mensaje de error de I máxima.
	HALT 			           Detén programa; espera RESET general manual. Reinicio.
	JMP Inicio

	Error de corriente media:

	EI_med: MOVX @RST,LOW 	 Envía reset al MPID
	MOVX @P1,Er_Imd 	        Envía al puerto 1 (display) mensaje de error de I media.
	HALT 			           Detén programa; espera RESET general manual. Reinicio.
JMP Inicio


	Comentarios:

	En ambos casos, se resetea el MPID, se envía el mensaje de error correspondiente al display y se detiene el programa, para reiniciar con RESET general manual cuando el operador lo estime.
	Con reset el programa se reiniciará en la posición Inicio; la última línea es una precaución.

El programa ocupa unos 220 bytes, 250 aportando espacios de seguridad, e incluyendo los códigos de error del display, es decir 2 kbs, y la memoria dispone de 16 kbs, lo que supone 14 Kbs libres.

El MPID necesita como máximo 9 bytes en cada trayectoria mas 2 bytes para las corrientes estimadas por trayectoria, espaciando, 15 bytes, se pueden programar datos para unas 100 trayectorias, añadiendo un programa que las lea secuencialmente, y tras la depuración de datos y coeficientes de cada una.

/EA a nivel alto, el proesador ejecuta instrucciones desde la EPROM interna hasta 4096 (4Kbytes), y las superiores a externa.

Tratamiento de tablas de datos:

Diagrama de flujo típico

TABLA de ERRORES

La tabla de indicadores de error / información y su tratamiento, si procede, queda como sigue:

Nº	SEÑAL	SIGNIFICADO	Tratamiento
0	Er_0	No hay problemas	N/A
1	Er_1	Trayectoria completada con éxito	N/A (Informativo)
2	Er_2	Error de desbordamiento de datos	Nueva carga / Inicialización.
3	Er_3	Error de posición	Inicialización.
4	Er_Imx	Error corriente máxima	Reset MPID Reset manual
5	Er_Imd	Error corriente media	Reset MPID Reset manual
6	Er_Tmp	Temperatura	Reset.MPID Reset manual
7		No usado	N/A
8		No usado	N/A
9	Er-4	Error desconocido	Reset MPID Investigar / Reset manual.

Sistema de control de motores de Corriente Continua basado en el microcontrolador LM629
CREDITOS

Créditos

PROYECTO PARA LA OBTENCIÓN DEL TITULO DE BACHILLERATO + 4 DE CNAM FRANCIA
Autores:
Juan Antonio Pizarro Martín
Julio Martín Rodríguez
Ángel Puerta Rubio
CURSO 2001/2002
JAPM 2007

CNAM ESPAÑA http://www.salesianosloyola.com/CNAM/INDEX.HTM

CNAM FRANCIA http://www.cnam.fr/36392593/0/fiche___pagelibre/

MSB							LSB
7	6	5	4	3	2	1	0	HEX
0	0	0	0	0	0	0	0	0h
0	0	0	0	0	1	0	0	4h
0	0	0	1	0	0	0	0	10h
0	0	0	1	0	1	0	0	14h
0	0	1	0	0	0	0	0	20h
0	0	1	0	0	1	0	0	24h
0	0	1	1	0	0	0	0	30h
0	0	1	1	0	1	0	0	34h
1	0	0	0	0	0	0	0	80h
1	0	0	0	0	1	0	0	84h
1	0	0	1	0	0	0	0	90h
1	0	0	1	0	1	0	0	94h
1	0	1	0	0	0	0	0	A0h
1	0	1	0	0	1	0	0	A4h
1	0	1	1	0	0	0	0	B0h
1	0	1	1	0	1	0	0	B4h

MSB							LSB
7	6	5	4	3	2	1	0	HEX
0	0	0	0	0	0	0	0	0h
0	0	0	0	0	1	0	0	4h
0	0	0	1	0	0	0	0	10h
0	0	0	1	0	1	0	0	14h
0	0	1	0	0	0	0	0	20h
0	0	1	0	0	1	0	0	24h
0	0	1	1	0	0	0	0	30h
0	0	1	1	0	1	0	0	34h
1	0	0	0	0	0	0	0	80h
1	0	0	0	0	1	0	0	84h
1	0	0	1	0	0	0	0	90h
1	0	0	1	0	1	0	0	94h
1	0	1	0	0	0	0	0	A0h
1	0	1	0	0	1	0	0	A4h
1	0	1	1	0	0	0	0	B0h
1	0	1	1	0	1	0	0	B4h

Sistema de control de motores de Corriente Continua basado en el microcontrolador LM629Desarrollo del Software Descripción de los programas

Capítulo XI

Desarrollo del Software

Descripción de los programas

A continuación se desarrollan de forma esquemática los módulos de programación imprescindibles para el desarrollo que nos ocupa.

Índice

Comandos de usuario

Los comandos se pueden catalogar según su función:

1. - Iniciación

2. - Interrupciones de Control

3. - Filtros de Control

4. - Trayectorias de Control

5. - Lectura de registros

TABLA 3-6 Lista de comandos de usuario.

Descripción

de los programas

INICIO: Inicialización

ESPERA:

Mantener reset al menos 1.5 milisegundos

LECTURA_SB:

Lectura del Byte de estado

CARGA de COEFICIENTES del FILTRO PID

CARGA de TRAYECTORIA

Decodificación de palabra de control y envío de datos.

CARGA de TRAYECTORIA

DATOS de TRAYECTORIA:

Gestión de interrupciones

Posibles interrupciones del MPID

Al solicitar un RDSTAT, con motivo del envió por parte del MPID de una interrupción, obtenemos la información en el byte de estado compuesta por 8 bits.

De todos ellos, algunos son útiles tan solo en fase de depuración; otros son informativos y el bit 0 (Busy_bit), se utiliza como consulta.

A continuación se hace una breve descripción de cada uno, y se evalúa su uso o su enmascaramiento, con MSKI.

Hay que considerar que el enmascaramiento afecta a la generación o no de la interrupción HI, pero la información se genera en el BYTE en cualquier caso. Salvo el bit 7 y el 0, todos generan interrupción (HI) y se pueden limpiar, bit a bit o en grupo, con RSTI.

Todos son activos en lógica 1.

En definitiva, para una programación normal y ya depurada, solo nos interesa detectar la información de los bits 2, 4, 5 y periódicamente el bit 0.

Podemos enmascarar los bits 1, 3, 6 y 7 y prescindir del comando RDSIGS.

Esto nos deja como significativos en el byte de estado:

Trayectoria completada (bit 2), Desbordamiento (bit 4), Error de posición (bit 5), que pueden ser leídos bit a bit.

Las combinaciones posibles serán:

Para nuestro objetivo es suficiente considerar el byte de estado, que leemos y pasamos a acumulador con la subrutina Bit_b.

Descodificación de interrupciones MPID (HI)

Lectura de corrientes máxima y media

Errores de corriente máxima y media

El programa ocupa unos 220 bytes, 250 aportando espacios de seguridad, e incluyendo los códigos de error del display, es decir 2 kbs, y la memoria dispone de 16 kbs, lo que supone 14 Kbs libres.

/EA a nivel alto, el proesador ejecuta instrucciones desde la EPROM interna hasta 4096 (4Kbytes), y las superiores a externa.

Tratamiento de tablas de datos:

Diagrama de flujo típico

TABLA de ERRORES

La tabla de indicadores de error / información y su tratamiento, si procede, queda como sigue:

Créditos

Sistema de control de motores de Corriente Continua
basado en el microcontrolador LM629

Desarrollo del Software

Descripción de los programas

MSB							LSB
7	6	5	4	3	2	1	0	HEX
0	0	0	0	0	0	0	0	0h
0	0	0	0	0	1	0	0	4h
0	0	0	1	0	0	0	0	10h
0	0	0	1	0	1	0	0	14h
0	0	1	0	0	0	0	0	20h
0	0	1	0	0	1	0	0	24h
0	0	1	1	0	0	0	0	30h
0	0	1	1	0	1	0	0	34h
1	0	0	0	0	0	0	0	80h
1	0	0	0	0	1	0	0	84h
1	0	0	1	0	0	0	0	90h
1	0	0	1	0	1	0	0	94h
1	0	1	0	0	0	0	0	A0h
1	0	1	0	0	1	0	0	A4h
1	0	1	1	0	0	0	0	B0h
1	0	1	1	0	1	0	0	B4h