Министерство сельского хозяйства Российской Федерации

Департамент научно-технологической политики и образования

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Волгоградский государственный аграрный университет»

А.П.Евдокимов

Электроника и микропроцессорная техника

Лабораторный практикум

по дисциплине «Электроника и микропроцессорная техника»

для студентов, обучающихся по направлению подготовки

140400б Электроэнергетика и электротехника, профиль Электроснабжение (все формы обучения)

Волгоград

Волгоградский ГАУ 2014

УДК 621.38

ББК 32.85

Е-12

Рецензенты –

кандидат технических наук, доцент кафедры «Электротехника» ФГБОУ ВПО Волгоградского государственного технического университета доцент С.И.Николаева;

кандидат технических наук, заведующий кафедрой «Электроснабжение и ТОЭ» ФГБОУ ВПО Волгоградского ГАУ доцент Р.П.Короткий.

Евдокимов, Алексей Петрович

Е-12 Лабораторный практикум по дисциплине «Электроника и микропроцессорная техника» для студентов, обучающихся по направлению подготовки 140400б Электроэнергетика и электротехника, профиль Электроснабжение (все формы обучения). – Волгоград: ФГБОУ ВПО Волгоградский ГАУ, 2014. – 112 с.

Лабораторный практикум содержит описание 18 лабораторных работ по курсу «Электроника и микропроцессорная техника». Каждая лабораторная работа содержит краткие теоретические сведения, необходимые студенту при подготовке к выполнению лабораторной работы, а также при анализе полученных результатов. Продолжительность лабораторных работ, посвященных электронике, составляет 4 академических часа, а лабораторных работ по микропроцессорной технике – 2 академических часа.

Лабораторный практикум охватывает все важнейшие разделы дисциплины и будет способствовать ее углубленному изучению.

Рекомендовано методической комиссией электроэнергетического факультета ФГБОУ ВПО Волгоградского ГАУ (протокол № _ от __ мая 2014 г.).

УДК 621.38

ББК 32.85

© ФГБОУ ВПО Волгоградский госу-

дарственный аграрный универси-

тет, 2014

© А.П.Евдокимов

Содержание

Введение ……………………………………………………………… 4

Лабораторная работа 1. Однофазные выпрямители и сглаживаю-

щие фильтры …………………………………………………………. 5

Лабораторная работа 2. Усилительный каскад на биполярном

транзисторе с общим эмиттером ……………………………………. 13

Лабораторная работа 3. Усилительный каскад на полевом транзи-

сторе с общим истоком ……………………………………………… 23

Лабораторная работа 4. Регулируемый источник переменного на-

пряжения ……………………………………………………………… 30

Лабораторная работа 5. Схемы на основе операционного усилите-

ля с отрицательной обратной связью ……………………………….. 34

Лабораторная работа 6. Схемы на основе операционного усилите-

ля с положительной обратной связью ……………………………… 42

Лабораторная работа 7. Комбинационные логические схемы ……. 47

Лабораторная работа 8. Аналого-цифровой преобразователь ……. 55

Лабораторная работа 9. Цифро-аналоговый преобразователь ……. 59

Лабораторная работа 10. Архитектура и система команд микро-

контроллера PIC16F873A ……………………………………………. 62

Лабораторная работа 11. Среда программирования микрокон-

троллеров MPLAB IDE ………………………………………………. 68

Лабораторная работа 12. Управление портами микроконтроллера 71

Лабораторная работа 13. Прерывание от кнопки ………………….. 76

Лабораторная работа 14. Прерывание от таймера …………………. 80

Лабораторная работа 15. Исследование режима широтно-

импульсной модуляции модуля «Захват/Сравнение/ШИМ» ……... 84

Лабораторная работа 16. Настройка модуля АЦП ………………… 88

Лабораторная работа 17. Динамическая индикация ………………. 93

Лабораторная работа 18. Режим SPI модуля ведущего синхронно-

го последовательного порта …………………………………………. 99

Библиографический список …………………………………………. 107 ВВЕДЕНИЕ

Повышение технического уровня электронного оборудования на основе новейших достижений электроники – одно из важнейших условий роста эффективности производства.

С появлением технологических возможностей размещения на одном кристалле огромного количества электронных компонентов, в электронной технике выделился самостоятельный класс больших интегральных схем – микроконтроллеры. Микроконтроллеры относят к так называемым встраиваемым системам, поскольку они размещаются непосредственно в технологическом оборудовании и предназначены для управления им.

Практическое применение микроконтроллеров и иных электронных устройств невозможно без глубокого изучения дисциплины «Электроника и микропроцессорная техника». Особенностью дисциплины является обилие специфических терминов («эмиттер», «контроллер», «байт» и др.), которые, часто, являются калькой иностранных слов, что затрудняет восприятие материала. Кроме того, многие слова, давно укоренившиеся в русском языке, имеют в рамках дисциплины иное значение («коллектор», «шина», «порт» и т.п.), а некоторые, например, «бит» – двоякое толкование. Необходимо сразу же прояснять значения новых слов, поскольку даже одно непонятое слово может помешать усвоению всего последующего материала.

Лабораторные работы проводятся с целью углубленного освоения материала лекций, изучения основ научных исследований, приобретения практических навыков работы с современным оборудованием и элементной базой.

Главным условием эффективности проведения лабораторного занятия является активная работа студента. Необходимо максимально полно готовиться к лабораторному занятию: изучить теоретическую часть, предваряющую каждую лабораторную работу; запомнить определения; прояснить значения новых терминов; подготовить бланки отчета по лабораторной работе. Не меньшая работа должна выполняться самостоятельно и по завершении лабораторных исследований: это не только проведение расчетов, заполнение таблиц, построение графиков, но и самостоятельное написание программ для микроконтроллеров.

После успешного освоения курса «Электроника и микропроцессорная техника», который изучается по программе бакалавриата, будет легче постичь современные микропроцессорные средства и системы автоматизации технологических процессов, которые изучаются в рамках программы подготовки магистров.