Составители: А.Г. Лютов, Ю.А. Никитин

УДК 621.314

ББК 32.962 (Я7)

Исследование функциональных элементов микропроцессорных систем управления технологическими процессами: Методические указания к лабораторным работам по курсу «Технические средства автоматизации» / Уфимск. гос. авиац. техн. ун-т; Сост: А.Г. Лютов, Ю.А. Никитин. – Уфа, 2004. – 25 с.

Приведено описание лабораторных работ. Дано краткое описание подготовки к работе программного комплекса Electronics Workbench. Изложены теоретические сведения, необходимые для изучения функциональных элементов интерфейсных устройств и микропроцессорных средств систем управления технологическими процессами.

Предназначены для подготовки и выполнения лабораторных работ студентами направления 657900 – Автоматизированные технологии и производства, направления 652000 – Мехатроника и робототехника, специальности 210200 – Автоматизация технологических процессов и производств, и специальности 0718 – Мехатроника.

Табл. 4. Ил. 10. Библиогр.: 2 назв.

Рецензенты: Никин А.Д.

Терешкин В.М.

© Уфимский государственный

авиационный технический университет, 2004

Содержание

Введение 4

Введение 3

1. Подготовка к работе программного комплекса 4

Electronics Workbench. 4

2. Лабораторный практикум 7

Лабораторная работа №1 7

Лабораторная работа №2 13

Лабораторная работа №3 18

Требования к отчетам 2

Список литературы 2

Введение

Микропроцессорные системы управления технологическими процессами в зависимости от применяемой элементной базы могут иметь различные схемотехнические решения, а функциональные схемы составлены из разнообразных типовых функциональных узлов. Лабораторный практикум посвящен рассмотрению некоторых типовых функциональных элементов интерфейсных устройств и микропроцессорных средств систем управления технологическими процессами и их исследованию с помощью программного комплекса Electronics Workbench (ПК EWB). В результате выполнения лабораторного практикума студент должен знать назначение, область применения, технические характеристики и особенности функционирования, таких функциональных элементов как: многорежимный буферный регистр, шинные формирователи, арифметико-логическое устройство. В соответствии с государственным образовательным стандартом подготовки студентов по направлению 657900 – Автоматизированные технологии и производства, специальности 210200 – Автоматизация технологических процессов и производств, и специальности 0718 – Мехатроника предполагается, что студенты, изучая дисциплину “Общая электротехника и электроника”, уже знакомы с методами и средствами автоматизации схемотехнического проектирования электронных схем, в частности с ПК EWB. Поэтому в методических указаниях приведено только краткое описание подготовительных операций для работы ПК EWB. Приведены цели лабораторных работ, задачи; порядок выполнения лабораторных работ; требования к отчету.

1. Подготовка к работе программного комплекса Electronics Workbench.

Для выполнения лабораторного практикума необходимо загрузить файл принципиальной электрической схемы в среду Electronics Workbench. Этот файл уже создан и находится в указанной преподавателем папке на персональном компьютере. Для этого необходимо выполнить команду меню File/Open и выбрать накопитель, каталог и имя, под которым хранится необходимая для проведения исследований схема установки.

Для начала имитации процесса работы выбранной схемы необходимо с помощью мыши щелкнуть кнопку включения питания на панели инструментов. Данное действие приведет в рабочее состояние схему, и в одном из окон строки состояния будет отражаться время работы схемы, которое не соответствует реальному времени и зависит от производительности процессора и системы персонального компьютера. Если необходимо временно прервать работу схемы, например, для детального просмотра осциллограмм и других результатов моделирования, а затем продолжить работу, можно воспользоваться кнопкой Pause, которая также расположена на панели инструментов.

Для того чтобы изменить какие-либо параметры элементов схемы необходимо дважды щелкнуть левой кнопкой мыши на нужном элементе, при этом будет выведено окно свойств элемента.

Перед изменением каких либо параметров в моделируемой схеме следует отключить источник питания на панели инструментов, иначе можно получить неверные результаты.

После внесения изменений или окончания работы можно сохранить измененную принципиальную электрическую схему установки, воспользовавшись командой меню File/Save.

В соответствии с порядком выполнения лабораторных работ выберите с помощью меню Analysis требуемые параметры моделирования схемы.

Меню Analysis предназначено для выбора различных методов моделирования и исследования различных характеристик схемы.

Команду Analysis/Activate можно вызвать одновременным нажатием клавиш CTRL+G, которая активизирует схему (включает переключатель питания). Активизация схемы приводит к процессу вычисления значений для тестовых точек в схеме. Переключатель питания остается включенным, пока Вы не остановите или не приостановите моделирование.

Команды Analysis/Pause and Analysis/Resume можно вызвать нажатием клавиши F9, она временно прерывает или продолжает моделирование (управляется кнопкой Pause/Resume). Приостановка полезна не только для просмотра осциллограмм, но и для изменения в инструментальных настройках ПК EWB.

Команду Analysis/Stop можно вызвать одновременным нажатием клавиш CTRL+T, вручную останавливает моделирование. Имеет тот же самый эффект как щелчок переключателя питания. Обратите внимание, что отключение источника питания удаляет данные и сбрасывает все значения к начальным.

Команду Analysis/Analysis Options, можно вызвать одновременным нажатием клавиш CTRL+Y, предназначена для выбора методов моделирования и просмотра результатов. Следует отметить, что эффективность моделирования существенно зависит от выбираемых параметров. Большинство параметров имеет значения по умолчанию.

Команду Analysis/DC Operating Point выполняет анализ схемы по постоянному току.

Команда Analysis/AC Frequency выполняет постоянный анализ схемы на переменном токе.

Команда Analysis/Transient выполняет анализ во временной области.

Команда Analysis/Fourier выполняет частотный анализ схемы методом Фурье.

Команда Analysis/Noise выполняет анализ шумовых характеристик схемы.

Команда Analysis//Distortion выполняет анализ искажений в схеме.

Команда Analysis/Parameter Sweep выполняет параметрический анализ схемы.

Команда Analysis/Temperature Sweep выполняет температурный анализ схемы.

Команда Analysis/Pole-Zero выполняет анализ полюсов в схеме.

Команда Analysis/Transfer Function выполняет анализ переходных функций схемы.

Команда Analysis/Sensitivity выполняет анализ чувствительности схемы.

Команда Analysis/Worst Case выполняет анализ наихудшего случая схемы.

Команда Analysis/Monte Carlo выполняет анализ схемы методом Монте-Карло.

Команда Analysis/Display Graph выводит графические результаты анализа.