ß                                Программирование МП в  системе  «Proteus» Интерфейс ISIS.  Понять РГЗ

 

Адрес документа:

http://shabronov_s2.dyn-dns.ru/temp/gr_mi38_37_mp10_sh/gr_mi38_37_mp10_sh.doc  инд 2-95-1-л10

 

В данной лекции рассматривается    PROTEUS VSM — пакет программ для автоматизированного проектирования (САПР) электронных схем. Интерфейс ISIS. 

Основная задача – представить варианты  РГЗ – расчетно – графические задачи по конструированию устройств на микроконтроллерах.  Варианты не сложных устройств обработки приема-передачи данных на МК.

 

Содержание:

 

 

 

Назначение интерфейса ISIS  «Proteus»

По описанию Л9-1

ISIS – средство разработки и отладки в режиме реального времени электронных схем. Рассмотрим работу интерфейса на схеме 16-ти битного регистра сдвига.  Файл Shiftpcb.DSN  Ниже скан схемы.

 

Проект  Shiftpcb.DSN  –  16-ти  битный  сдвиговый  регистр  на  цифровой логике. Он заслуживает внимания по двум причинам.  Во-первых в нем применена 4-х ступенчатая  иерархическая  структура,  т.е.  это  сложный  проект.  На  первом  листе  помещены  четыре  модуля  четырехразрядных сдвиговых регистров. Чтобы посмотреть структуру каждого модуля необходимо  щелкнуть  по  нему  правой  кнопкой  мышки (элемент  станет  красным)  и  выбрать  во  всплывающем

меню опцию  Goto Child Sheet (Ctrl+C) – переход на дочерний лист.

 

 Аналогично можно попасть на следующий уровень и далее до конечного, содержащего обычный RS-триггер на элементах 2И-НЕ.

 

 

Возврат  на  предыдущий  уровень  также  щелчком  правой  кнопки  щелчком  только  по  свободному  месту в окне и  выбор опции Exit  to Parent Sheet  (возврат на родительский лист).

 

 Здесь  можно  запустить  симуляцию  после  некоторой  коррекции  проекта  и  посмотреть  воочию  работу  сдвигового  регистра.  В  исходном  виде  проект  адаптирован  под  помещенный  на  первом  листе график,  поэтому  при  симуляции  через  кнопку  управления  симуляцией  Play  мы  получим  в  логе  предупреждение (желтый восклицательный знак) о загрузке ЦП компьютера 100% и невозможности  симуляции в реальном времени:  

Simulation is not running in real time due to excessive CPU load

Окно  откроется,  если щелкнуть  по  Simulation  Log  левой  кнопкой  мыши.

 Принцип  светофора  в  Simulation  Log: 

красный  знак  –  грубая  ошибка  –  симуляция  невозможна;

желтый  («горчичник»)  –  предупреждение  –  симуляция  может  и  выполняться,  но  результат

некорректен

 зеленый  –  симуляция  протекает  нормально  без  ошибок.

 

 Поэтому,  чтобы  избежать предупреждения необходимо в свойствах генераторов D и Clk (доступны через правую кнопку мыши  опция  Edit  Properties  Ctrl+E)  установить  соответственно  Pulse  width  200m  и  100m (в  данном  случае  миллисекунды).  Запустив кнопкой Play симуляцию после этого можно на контактах разъема  J2 наблюдать состояние выходов сдвигового регистра.

Другие проекты:

EPE.DSN  –  большой  проект  программатора  EPROM  на  трех  листах

THERMO  –  термометр  с  термопарой  в  качкестве  датчика  и  индикацией  на  семисегментных индикаторах.  Здесь  не  симулируется,  но  в  папке  VSM  for  PIC18\  MAX6675  Thermometer  есть работающий проект с программой на PICC18 и проектом для MPLAB. 

dsPIC33_REC – проект устройства регистрации давления аналогично предыдущему имеет рабочий дубль в папке VSM for dsPIC33.

Interactive  Simulation  –  папка  содержит  подпапку  Animated  Circuits  с  очень  простыми анимированными примерами для начинающих. Вasic  –  примеры  начинающиеся  с  этой  аббревиатуры  основаны  на  базовых  познаниях

электротехники: лампочка, батарейка, выключатель, потенциометр и показывают протекание тока в

цепи.  MVCR – ряд примеров с использованием виртуальных приборов вольтметр/амперметр.

 

В литературе Л9-1 приведено подробное описание. Изучение системы  применим к конкретной задаче.

 

Список задач РГЗ

 

Наименование устройства для РГЗ по порядку.

 

1.       МК управляет 7-сегментным индикатором,  всего 3 знака, Сформировать табло  количества нажатий кнокпки с выводом  10 сс.  Нажатие более 5 секунд сброс данных.  Нажатие  менее 2-х секунд считается как +1 на индикаторе. Назначение устройства – подсчет количества, счетчик событий с отображением.

2.       МК  в предыдущем варианте  индикаторов и  2е кнопки. Одна кнопка для увеличения отсчета считается +1 на индикаторе, вторая уменьшение отсчета -1. При отрицательных значениях формируется знак -.  Одновременное нажатие  двух кнопок более 5 секунд – сброс данных.

3.        МК управляет 5*7 матрицей индикатора.  2 знака.   Сформировать  табло количества нажатий кнопки с выводом в 16 сс. Нажатие более 5 секунд сброс данных. Нажатие менее 2-х секунд считается как +1 на индикаторе. 

4.       МК  в предыдущем варианте  индикаторов и  2е кнопки. Одна кнопка для увеличения отсчета считается +1 на индикаторе, вторая уменьшение отсчета -1. При отрицательных значениях формируется знак с точкой.   Одновременное нажатие  двух кнопок более 5 секунд – сброс данных.

5.       МК управляет линейкой светодиодов.  5  линеек по 3-и разных цвета. Итого 15 линеек. Сформировать световые рисунки с применением как освещение на елку для новогодних праздников. Нажатием 1ой кнопки управление. 5 секунд сброс и одно нажатие 1-я программа рисования, 2-а нажатия с периодом >2 cекунд – 2ая- программа рисования. Всего 4-е программы рисования.

6.       МК управляет включением и выключением реле, в зависимости от заданной температуры. Температуру определяет терморезистор. Индикация включения- выключения   8 светодиодов.  Больше светодиодов горит больше температура.  Предусмотреть в программе  калибровку температуры  и режим калибровки по кнопке управления.  Точность отображения  один светодиод- 2-а градуса Цельсия.

7.       МК управляет включением и выключением реле, в зависимости от заданного уровня освещенности. Освещенность определяет 3 фото сопротивления, по принципу =И=  Индикация включения-выключения  - контрольный светодиод.

8.       Сигнализатор радиоактивности. При появлении ионизирующего излучения. Включается  звуковой датчик типа ЗП-1

9.       Сигнализатор уровня  наведенного напряжения. При превышении уровня в приемной антенне включается звуковой датчик типа ЗП-1.  Расчет уровней выбрать для приближения в 2а метра к несущему кабелю 6 000 вольт 50 гц Силовых подстанций -    начало звука.  И при приближении до 1 го метра максимально тревожный сигнал.   

10.   Сигнализатор уровня влажности. Использовать  интегральный  датчик влажности HIH-4000  Уровни влажности разделить на 5ть участков  0.19 20..39 40.59  60.79  80..99   каждому уровню сопоставить индикаторный светодиод.

11.    устройство для судейства по боксу динамометр  http://patents.su/2-267403-ustrojjstvo-dlya-sudejjstva-sorevnovanijj-po-boksu.html   выполнить в исполнении на МК

12.     датчик направления движения воздуха  http://www.radioway.ru/2009/06/datchik_napravlenija_dvizhenija_vozduha_.html выполнить в исполнении на мк

13.   МК проверяет 1-у кнопку на последовательность кодовых нажатий. Комбинация  N ( где N=1..5 ) далее пауза в <5 секунд и снова  комбинация.  Всего 4 комбинации. Сигнализация  одним светодиодом. Быстрое мигание 300 мс период – прием информации, Периодичность 1 раз в секунду режим ожидания.  Код совпал загорается постоянно и включается реле. Через 5 секунд в исходное состояние.

14.   МК проверяет 1-у кнопку на последовательность кодовых нажатий. Все по п9. Сигнализация звуковым датчиком ЗП-1.

15.   МК проверяет  нажатие кнопок кода их всего 8-мь. Нажать надо 4-ре в определенной последовательности  и держать не менее 1ой секунды. Сигнализация  одним светодиодом. Быстрое мигание прием информации. Периодичность 1 раз в секунду режим ожидания. Код совпал, загорается постоянно и включается реле. По отпусканию кнопок все в исходное состояние.

16.   МК проверяет нажатие все по п11. Сигнализация звуковым датчиком ЗП-1

17.   МК принимает данные от датчика температуры – термо сопротивления. Аналоговый сигнал оцифровывается в байт. Байт  передается в коде 8n1 через передатчик rs-232-blutuch скорость передачи 9600 бит в секунду. Интервал опроса и передачи 1 секунда. Индикация опроса светодиод.

18.    МК принимает постоянно код от передатчика rs-232-blutuch. Если принят код 0x35  в количестве не менее 0x10 байт  то включается реле и загорается светодиод. Через 10 секунд реле выключается и светодиод гаснет.  В любом другом виде принимаемых кодов, светодиод просто моргает на принимаемые коды.  Скорость приема 9600 бит в секунду.

 

Требования к оформлению РГЗ и порядок защиты.   

·         РГЗ выполняется строго индивидуально.  Варианты определяет руководитель занятий.  Время выдачи задания фиксируется в журнале учета.  В папке ресурса выставляется индивидуально задание на РГЗ.

·         Обязательно БСА – блок схема алгоритма. Основной – который описывает функционирование устройства. Дополнительный – описывает более подробно один из узлов устройства, на выбор.

·         В пояснительной части – указывается назначение блоков и действие, согласно алгоритма.

·         Принципиальная схема  устройства. Обоснование выбора элементов и их номиналы.

·         Программа устройства. Листинг программы на языке программирования.

·         Обязательно в среде ISIS «Proteus» модель выполнения устройства.

·         Обязательно  в модели должны присутствовать  контрольные приборы – осциллографы, вольтметры, логические анализаторы, поясняющие и контролирующие функционирование устройства.

·         Отчет в электронном виде формата Word  и схемы модели proteus.

 

 

 

После выдачи РГЗ  индивидуально уточняется  устройство,  Поясняется задача и предлагаются прототипы решения.  Обучаемый должен уяснить задачу,  и используя прототип спроектировать заданное устройство с использованием МК и  их программирования.

Все последующие лекции по программированию МК  направлены на  решение РГЗ.

·         Защита РГЗ – проводиться индивидуально, с оценкой.

 

Оценка РГЗ

- 1-й уровень понимания   оценка 3-  Наличие в РГЗ – отчет со схемой, БСА, описание,  модель, приборы. Модель выполняется с ошибками.

- 2-й уровень понимания свойства – оценка 4. Все тоже, но модель работает без ошибок.

- 3-й уровень понимание новые качества – оценка 5 – все тоже модель работает без ошибок,  подготовлена печатная плата устройства и вид в  3d модели.

 

 

Литература

  1. Описание системы Proteus  в лекции Л9
  2. Занимательно о микроконтроллерах (А. Микушин, 2006).djvu [Adr]
  3. Как проектировать электронные схемы (К.Галле, 2009)(1).djvu  [Adr]
  4. Компьютерное управление внешними устройствами через стандартные интерфейсы (В.М. Рябенький, 2008)  [Adr]
  5. А. В. Кравченко - 10 практических устройств на AVR-микроконтроллерах. Книга 1 (from NETBUK).djvu  [Adr]
  6. Каталог книг  Адр

 

Выводы:

 

6-4-2016

 

Автор Шабронов Андрей Анатольевич тс. 913-905-8839  shabronov@ngs.ru