13. Провести моделирование формирователя импульсов (рис. 1.22). Зарисовать временные диаграммы и определить параметры импульсов.
Рис.
1.22. Схема формирователя импульсов на
логике
14. Провести моделирование генератора импульсов (рис. 1.23). Зарисовать временные диаграммы и определить параметры импульсов.
Рис. 1.23. Схема формирователя импульсов на JK-триггере
15. Провести моделирование цифрового генератора синусоидального сигнала (рис. 1.24). Зарисовать временные диаграммы и определить параметры импульсов.
Рис. 1.24. Схема цифрового генератора синусоидального сигнала
1.3. Содержание отчета
Название работы и ее цель.
Схемы электрические принципиальные исследуемых моделей.
Временные диаграммы, АЧХ, спектры и параметры схем, полученные во время проведения лабораторной работы.
4. Выводы.
1.4. Контрольные вопросы
Как выглядит графическое изображение логических элементов (И, ИЛИ, НЕ, исключающее ИЛИ, И–НЕ, ИЛИ–НЕ) (прил. 1).
2. Привести булевы выражения для логических элементов (ЛЭ).
Привести временные диаграммы работы ЛЭ.
Какие схемы позволяет моделировать программа Electronics Workbench?
Какие приборы можно использовать при моделировании?
Какие компоненты можно использовать при моделировании?
Как осуществить остановку процесса моделирования?
Как сохранить схему (или ее часть) в буфере обмена?
Как задать параметры моделирования?
. Как осуществить расчет частотных характеристик?
11. Как провести спектральный анализ?
Список рекомендуемой литературы
1. Карлащук, В.И. Электронная лаборатория на IВМ РС. Программа Еlectronics Workbench и ее применение / В.И. Карлащук. – М.: Солон – Р, 1999. – 506 с.
2. Панфилов, Д.И., Электротехника и электроника в экспериментах и упражнениях: Практикум на Еlectronics Workbench: в 2 т. / Д.И. Панфилов, Иванов В.С., Чепурин И.Н., под общ. ред. Д.И. Панфилова. – Т.2: Электроника. – М.: ДОДЭКА, 2000.–288 с.
2. Основы разработки программ на языке AVR ассемблера фирмы Atmel «Algorithm Builder»
Цель работы: изучить структурную схему и систему команд микроконтроллера (МК), а также овладеть навыками разработки программ на языке AVR ассемблера фирмы Atmel «Algorithm Builder» (графический ассемблер) в процессе обучения радиотехническим специальностям (прил. 3).
2.1. Общие сведения
Микроконтроллер семейства AVR представляет собой восьмиразрядную однокристальную микро-ЭВМ с сокращенной системой команд (RISC). Большинство команд выбирается из памяти за один такт и выполняется за один такт работы МК. При этом число команд, выполняемых за 1 с, совпадает с тактовой частотой работы МК. Структурная схема МК приведена на рис. 2.1.
Рис. 2.1 Структурная схема МК
В состав МК входят:
– генератор тактового сигнала (GCK);
– процессор (CPU);
– постоянное запоминающее устройство (ПЗУ), выполненное по тех-нологии Flash (Flash ROM);
– оперативное запоминающее устройство (ОЗУ) статического типа
(SRAM);
– ПЗУ, выполненное по технологии EEPROM (энергонезависимая
электрически стираемая память данных);
– набор периферийных устройств для ввода и вывода данных и
управляющих сигналов.
Процессор формирует адрес очередной команды, выбирает команду из памяти и организует ее выполнение. В состав процессора входят:
– счетчик команд (РС);
– арифметико-логическое устройство (ALU);
– блок регистров общего назначения (GPR);
– регистр состояния МК SREG;
– регистр-указатель стека SP или SPL и SPH и другие элементы.
Блок регистров общего назначения содержит 32 восьмиразрядных регистра (R0, R1,…, R31). В некоторых операциях в ALU могут участвовать лишь регистры с номерами от R16 до R31. Регистры с именами R24… R31 могут образовывать пары (регистр с четным номером хранит младший байт, а с нечетным – старший байт).
Паре регистров R26 и R27 присвоено имя Х, паре регистров R28 и R29– имя Y, паре регистров R30 и R31 – имя Z.
Генератор тактового сигнала формирует импульсы синхронизации для МК. Микроконтроллеры имеют полностью статическую структуру и могут при тактовой частоте от 0 Гц. Генератор МК может запускаться от нескольких источников опорной частоты (RC-цепочки, внешнего кварцевого резонатора и др.). Максимальная рабочая частота определяется конкретным типом МК и может изменяться программными средствами. (Например, для МК АТ90S2343-10 максимальная рабочая частота равна 10 МГц).
Постоянное запоминающее устройство (ПЗУ) FlashROM предназначено для хранения кодов команд и констант. Ячейки памяти содержат 16 разрядов. При чтении констант адрес поступает из пары Z регистров общего назначения.
Оперативное запоминающее устройство (ОЗУ) статического типа SRAM предназначено для хранения данных, получаемых в процессе работы МК. Ячейка памяти содержит 8 разрядов. При выключении питания МК данные в SRAM теряются. Адрес байта при обращении к SRAM может быть указан в коде команды с обращением к SRAM (прямая адресация), предварительно записан в пару регистров X, Y или Z (косвенная адресация), а также храниться в регистре-указателе стека.
Запоминающее устройство ЕЕРRОМ предназначено для хранения данных, записанных при программировании МК и получаемых в процессе выполнения программы. При выключении напряжения питания данные сохраняются. Ячейка памяти содержит 8 разрядов.
Периферийные устройства:
Параллельный порт ввода-вывода (Port, P) предназначен для ввода и вывода данных. Микроконтроллеры семейства AVR имеют от одного до шести портов.
Последовательный порт SPI предназначен для ввода и вывода байтов при обмене данными с другими устройствами, имеющими порт SPI.
Последовательный порт UART предназначен для передачи и приема байтов данных по двухпроводным линиям связи, например, по интерфейсу RS-232C или «токовая петля».
Последовательный порт TWSI предназначен для обмена байтами данных с другими устройствами по двухпроводной шине IC, к которой может подключаться до 127 устройств.
Таймер-счетчик общего назначения предназначен для формирования запроса прерывания при истечении заданного интервала времени (режим таймера) или свершения заданного числа событий (режим счетчика). Микроконтроллеры имеют от одного до трех таймеров-счетчиков общего назначения Т/СХ (Х-номер таймера-счетчика, Х=0, 1, 2).
Сторожевой таймер предназначен для ликвидации последствий сбоя в ходе программы путем перезапуска МК при обнаружении сбоя.
Аналого-цифровой преобразователь формирует десятиразрядный код числа, пропорциональный величине аналогового сигнала на входе МК. В МК к преобразователю могут подключаться от четырех до восьми входов.
Аналоговый компаратор сравнивает по величине аналоговые сигналы, поступающие на два входа МК, и формирует запрос прерывания АNА СОМР, когда разность их значений меняет знак.
Программируемый аппаратный модулятор предназначен для формирования импульсного сигнала на выводе РА2 для питания светодиодных индикаторов.
Блок прерываний организует переход к выполнению прерывающей программы при поступлении запроса прерывания, если прерывание по данному запросу разрешено, и он имеет более высокий приоритет, чем другие запросы, поступившие одновременно с ним.