Лабораторные работы по информатике
  • Регистрация
1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 Рейтинг 0.00 (0 Голоса)

Лабораторная работа №1. Разработка схемы электрической принципиальной МПУ с помощью системы P-CAD.

 

Цель работы: изучение методов и способов разработки принципиальных электрических схем МПУ с использованием системы P-CAD.

Краткие сведения об использованных компонентах P-CAD

Для разработки схемы электрической принципиальной необходимо использовать программный модуль PC-CAPS, с помощью которого осуществляется графический ввод и редактирование символов радиоэлектронных компонентов (создание файлов с расширением. SYM) и принципиальных электрических схем (создание файлов с расширением. SCH); Для запуска этого модуля в командной строке необходимо набрать PCCAPS. EXE.

Задание к лабораторной работе.

Необходимо разработать схему электрическую принципиальную микропроцессорного устройства (МПУ) с помощью системы P-CAD.

МПУ, которое будет разработано на базе однокристального микроконтроллера КМ1816ВЕ51, должно иметь память программ емкостью 32 Кбайта, память данных 32 Кбайта. Устройство должно содержать следующие периферийные микросхемы: два программируемых интерфейса периферии, программируемый интервальный таймер и последовательный интерфейс. Организации прямого доступа к памяти нет. Разрядность слова, выводимого на индикаторы, равна 4 байтам.

Ход работы.

Неотъемлемым этапом в проектировании одноплатных (и более сложных) МПУ является изготовление схемы электрической принципиальной. Для разработки необходимо запустить программный модуль PC-CAPS.

Программа PC-CAPS использует меню команд для вызова редактирующих команд.

Чтобы выбрать команду, передвинуть курсор "cross" в зону меню команд и установить его на прямоугольник с надписью нужной команды. Затем нажать левую кнопку мыши, и выбранная команда становится активной до тех пор, пока не будет выбрана другая команда или отменена выбранная нажатием правой кнопкой мыши

При создании схемы использовались следующие команды:

1.DETL - установить систему в схемный режим (главное меню изменяет цвет на зеленый).

2.Команды FILE

- SAVE - запомнить текущий файл и записать его на диск;

- LOAD - читать диск и загрузить предварительно запомненный файл;

- ZAP - очистить экран дисплея и рабочую память, кроме структуры слоев.

3. Команды SYS

- PLOT - создать файл для выдачи схемы на графопостроитель;

- QUIT - выйти из меню команд в режим установления опций программы PCCAPS.

4. Команды DRАW

- LINE - ввести прямые отрезки (для прорисовки шин);

- TEXT - ввести текст.

5. Команды EDIT

- DELS - удалить сегмент;

- MOVS - двигать сегмент проводов или линий.

6. Команды MOVE

- IDEN - передвинуть объект с предварительным выделением его ярким цветом;

- WIN - передвинуть все объекты и цепи, включенные в "окно".

7. Команды ROT

Команды, позволяющие вращать связанный объект без потери связей против часовой стрелки на 90 градусов. Эти команды не эффективны для цепей.

Вращение может быть выполнено командами:

- IDEN - вращать группу отдельно выбранных объектов;

- WIN - вращать объекты, включенные в "окно".

8. Команды COPY

- IDEN - копировать объект (можно сделать несколько копий);

- WIN - копировать объекты, включенные в "окно".

9. Команды DEL

- IDEN - удалить с подтверждением;

- WIN - удалить цепи, включенные в "окно";

- UNDO - восстановить последний объект, удаленный командой DEL (без использования подменю). Эта команда неэффективна после команд DEL/IDEN и DEL/WIN.

10. Команды редактирования экрана.

- ZIN - увеличить схему в два раза, совместив выбранную точку с центром экрана;

- ZOUT - уменьшить схему в два раза, совместив выбранную точку с центром экрана;

- VWIN - выбрать новое "окно" для показа и увеличить схему в четыре раза;

- REDR - освежить экран в текущем "окне"

11. Команда VLYR

Эта команда вызывает меню слоев, показывает статус каждого и цвет. Этой командой можно ввести новые слои, а у имеющихся изменить статус ( ON, OFF, ABL) и/или цвет (16 цветов).

12. Команды ENTR в режиме DETL выполняют следующие

- COMP - ввести компонент в проект (обычно схемный символ из библиотеки). Адрес компонентов и его имя не должны превышать 39 символов.

- WIRE - ввести соединение (цепь) в проект. По умолчанию точка электрического соединения обозначается заштрихованным кружком.

13. Команды NAME

- COMP - именовать(переименовать) компоненты, высветить имя, изменить его размещение. Имя может содержать от 1 до 8символов;

- NET - именовать цепи, высветить имена цепей, разместить имена. Имя может быть введено с отрицанием, для этого после текстовой строки надо поставить апостроф(').

С помощью выше перечисленных команд была прорисована схема

Выводы.

В результате выполнения лабораторной работы были рассмотрены основные пункты меню программного модуля PCCAPS. EXE и разработана схема электрическая принципиальная, сохраненная как файл VG. SCH, представленная на чертеже курсового проекта.

Лабораторная работа №2.

Разводка схемы МПУ с помощью системы P-CAD.

Цель работы: изучение методов и способов размещения элементов, разводки печатных плат, получение чертежей слоев печатных плат с использованием системы P-CAD.

Краткие сведения об использованных компонентах P-CAD

Неотъемлемыми этапами в проектировании одноплатных МПУ являются:

- размещение элементов на печатной плате,

- трассировка проводников,

- получение фотошаблонов слоев печатного монтажа,

Все эти этапы могут быть выполнены с помощью автоматизированной системы P-CAD.

Для осуществления выше перечисленных этапов использовались следующие программные модули:

PCNODES - извлечение списка электрических связей из графического образа принципиальной схемы в виде двоичного файла, имеющего расширение. NLT;

PCPACK - Используя файлы ".NLT" и ".FIL" осуществляет построение базы данных ".PKG", упаковывает вентили по кристаллам микросхем (МС) и, если это необходимо, подсоединяет конструктив;

PCROUTE - автоматическая трассировка печатной платы (ПП) с выбором (настройкой) стратегии процесса; На выходе файл *.PCB.

PCCARDS - интеллектуальный графический редактор топологии ПП (файл "*.PCB").

PCPRINT - вывод чертежа схемы на принтер.

Задание к лабораторной работе.

Необходимо получить чертежи размещения элементов на плате и слоев печатной платы для МПУ заданной конфигурации (см. отчет по лабораторной работе №1) с помощью системы P-CAD.

 

Ход работы.

Создание конструктива.

Для построения изображения конструктива необходимо выполнить следующие действия:

- вызвать подсистему PC-CARDS (режим DETL);

- командой VLYR установить параметры слоев: SLKSCR ABL A; BRDOUT ABL ; остальные параметры - в режиме OFF.

- меню DRAW - построение изображения конструктива (слой SLKSCR);

- меню DRAW - построение поля трассировки (слой BRDOUT);

- команда FILE/SAVE - сохранить конструктив (файл ".PCB").

Размещение элементов.

Сначала было выполнено автоматическое размещение элементов с помощью модуля PC-PACK (был получен файл «.PKG»). Результаты авторазмещения потребовали ручной коррекции. Для этого был запущен модуль PC-PLACE и с помощью команд /MOVE/COMP и /ROT произведена коррекция путем последовательного перемещения компонентов в пределах допустимого поля трассировки. Результат работы PC-PLACE – файл с расширением «.PLС».

Выбор стратегии.

Непосредственно перед запуском программы трассировки PC-ROUTE производится настройка пакета на определенные параметры, совокупность которых образует стратегию трассировки. Все вводимые параметры запоминаются в специальном файле стратегии трассировки *.CTL.

Настраиваемые параметры условно разделяются на следующие группы:

1. Настройка технологических параметров (задание числа пар слоев; выбор слоев трассировки и вида прокладываемых трасс; выбор шага сетки и т. д.).

2. Настройка параметров алгоритма (ввод весовых коэффициентов алгоритма; выбор типа алгоритма трассировки; задание числа итераций (число проходов программы) и т. д.).

3. Приведение в соответствие типов используемых контактов и графических образов контактных площадок.

4. Выбор ширины трассируемых проводников. Любые именованные связи могут быть объединены в классы, для которых задается очередность трассировки и ширина соединяющего проводника. Рекомендуется в первую очередь трассировать наиболее ответственные связи.

Была создана стратегия VG. CTL настроенная на нашу схему.

Трассировка проводников.

После завершения формирования стратегии запускается программа трассировки PCROUTE. В соответствии с заданной стратегией просматриваются и выбираются связи, ведется поиск пути их соединения, проводятся связи. В результате работы программы не разведенных связей не осталось, был создан файл «.PCB».

Выводы.

В результате выполнения лабораторной работы были изучены методы и способы размещения элементов, разводки печатных плат, получение чертежей слоев печатных плат и схема размещения компонентов с использованием системы P-CAD.

Лабораторная работа №3.

Кросс-отладка программного обеспечения МПУ.

Цель работы: закрепление навыков отладки программного обеспечения МПУ.

Краткие сведения об использованной кросс-системе.

Важной частью проектирования МПУ является раздельная отладка программного обеспечения, одним из способов которой является кросс-отладка. Типичной кросс-системой для ОМ ЭВМ КМ1816ВЕ51 является кросс-система EM-Intel. Кросс-система функционирует на ПЭВМ типа IBM PC XT/AT и совместимых с ними ЭВМ. В состав кросс-системы входят:

basm. exe - кросс-ассемблер (транслятор);

fd51.exe - программно-логическая модель (отладчик).

Входным файлом для кросс-ассемблера является файл с текстом программы на языке Ассемблера, имеющим тип (спецификацию) ASM или M51 (файл текста программы может быть получен любым редактором текста).

Задание к лабораторной работе.

Необходимо разработать программное обеспечение, реализующего инициализацию (одной из возможных) периферийных ИМС и самого микропроцессора. В состав ПО также должна входить подпрограмма вывода 4х байт информации на индикаторы.

Ход работы.

Исходный текст отлаживаемых программ приведен выше в п 4.

Краткое описание отладки выбранных компонентов ПО.

Когда все синтаксические ошибки устранены, разработанная программа тестируется. Для этого запускается отладчик FD51, который загружает объектную программу в память ПЭВМ. С помощью FD51 моделируется выполнение программы при решении тестовой задачи. Для отладки программы использовались следующие функциональные клавиши:

F1 – выполнить текущую инструкцию загруженной программы. После выполнения на экране можно сразу наблюдать результаты ее выполнения.

F2 - выполнять программу до следующей по адресу за текущей инструкции. Эта клавиша позволяет выполнить подпрограмму или цикл как одну инструкцию, что удобно, так как не нужно просматривать уже отлаженные подпрограммы.

Временные диаграммы работы с внешней памятью данных приведены на рис 2 и 3.

Выводы.

В результате выполнения лабораторной работы были закреплены навыки отладки программного обеспечения МПУ. FD51 позволяет снизить трудоемкость этапов тестирования и отладки и сократить количество их повторений.

Добавить комментарий


Защитный код
Обновить

По темам:

История Украины

Культурология

Высшая математика

Информатика

Охотоведение

Статистика

География

Военная наука

Английский язык

Генетика

Разное

Технологиеские темы

Украинский язык

Филология

Философия

Химия

Экология

Социология

Физическое воспитание

Растениевосдство

Педагогика

История

Психология

Религиоведение

Плодоводство

Экономические темы

Бухгалтерские темы

Маркетинг

Иностранные языки

Ветеринарная медицина

Технические темы

Землеустройство

Медицинские темы

Творчество

Лесное и парковое хозяйство