21

Федеральное агентство образования

МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

ПРИБОРОСТРОЕНИЯ И ИНФОРМАТИКИ

Кафедра ПР-7 «Персональная электроника»

В.С. Несмелов

ЛАБОРАТОРНЫЕ РАБОТЫ ПО КУРСУ

2718 «Основы технической диагностики ЭС»

Методические указания

Москва, 2004 г.

Лабораторная работа №1

Изучение пакета схемотехнического моделирования цифровых устройств «Electronics Workbench» для решения задач технической диагностики

Цель работы.

• Ознакомиться с работой пакета схемотехнического моделирования «Electronics Workbench» на примере построения моделей цифровых и устройств.

• Применить полученные в работе с пакетом навыки и модели для решения задач технической диагностики.

Теоретические сведения.

• Общая характеристика пакета:В настоящее время существует большое число пакетов по схемотехническому моделированию цифровых и аналоговых устройств, все они имеют свои достоинства и свои недостатки. Предлагаемый вам пакет «Electronics Workbench», разработанный фирмой «Interactive», по нашему мнению наиболее нагляден и прост в работе. За несколько минут можно собрать из библиотеки имеющихся компонентов достаточно сложное цифровое или аналоговое устройство, и подсоединив к нему «виртуальные» измерительные приборы наблюдать ход его работы. Данный пакет позволяет вносить оперативные корректировки в параметры компонентов, моделировать неисправности в цепях и элементах, что делает его особенно полезным для моделирования неисправных состояний устройств. Именно поэтому этот пакет и применяется в лабораторном комплексе в курса технической диагностики.

• Общая характеристика объектов моделирования: Акцент в данной работе будет делаться на имитации цифровых устройств комбинационного и последовательного типа, моделировании их неисправного состояния для дальнейшей локализации внесенных неисправностей с помощью метода сигнатурного анализа. Для ясности отметим: логические устройства, выходные функции которых однозначно определяются входными логическими функциями, в тот же момент времени, называютсякомбинационными. Устройства, которые реагируют не только на поступление входного сигнала, но и учитывают предшествующее состояние называютсяпоследовательными. К классу комбинационных устройств относятся дешифраторы, мультиплексоры, сумматоры и пр., к классу последовательных устройств можно отнести триггеры, счетчики импульсов, регистры и т.п. Вашей задачей будет имитировать тот или иной тип цифрового устройства, на основе «идеальных» логических элементов и добиться работоспособности собранной схемы.

Лабораторное задание.

• Ознакомиться с работой пакета «Electronics Workbench».

• Собрать выданное преподавателем цифровое устройство.

• Проследить ход работы устройства.

• Составить отчет по работе.

Порядок выполнения работы.

Запустите приложение «Electronics Workbench». Если приложение было установлено и настроено в стандартной конфигурации, то для его запуска выберите из меню Пуск/Программы/Electronics Workbench Pro/Electronics Workbench. Ознакомьтесь с интерфейсом пакета.

Откройте бункер компонентовLogic Gates«Логические вентили», нажав кнопку в панели инструментов с изображением вентиля. Выберите нужный вентиль, захватите его нажатием правой кнопки мыши и перетащите компонент на область моделирования.

Аналогичным образом разместите в области моделирования все логические вентили данного цифрового устройства, как это показано на рисунке.

Выберите любой компонент схемы и нажатием на нем правой кнопки мыши активизируйте «всплывающее меню». Ознакомьтесь с доступными опциями.

Некоторые опции «всплывающего меню» дублируются «быстрыми» кнопками в панели инструментов.

Меню	Кнопка	Выполняемое действие
Component Properties		Открывает окно свойств компонента
Cut		Вырезать компонент в буфер обмена
Copy		Скопировать компонент в буфер обмена
Delete		Удалить компонент
Rotate		Повернуть компонент
Flip Vertical		Отразить по горизонтали
Flip Horizontal		Отразить по горизонтали
Help		Вывод справки (таблица истинности и др.)

Для того, чтобы быстро удалить неправильно, установленный или лишний вентиль, выделите его одиночным нажатием правой кнопки мыши, после чего нажмите на клавишу Delete. Появится окно подтвержденияDelete selected items?«Удалить выбранные предметы?». Нажмите на кнопуOK,компонент будет удален.

Если вам необходимо изменить количество входов какого-либо логического вентиля выберите нужный вам компонент и активизируйте для него правой кнопкой мыши всплывающее меню. Выберите опцию Component Propertiesи в открывшемся окне выберите закладкуNumber of Inputs«Количество входов». Установите нужное количество входов и нажмите на кнопкуOK.

Установите в схему индикаторные элементы. Для этого откройте бункер компонентовIndicators«Индикаторы» указанной кнопкой в панели инструментов.

Перетащите и разместите в области моделирования светодиоды по одному на каждый вывод устройства.

Выполните соединение всех элементов данного цифрового устройства. Для этого зацепитесь за вывод элемента нажатием правой кнопки мыши и протяните трассу (не отпуская при этом кнопку) до вывода другого элемента или трассы, как это показано на нижнем рисунке.

Если разводка схемы была выполнена с ошибкой, выделите трассу щелчком правой кнопки мыши и нажмите клавишу Delete. Трасса будет удалена.

Если в схему необходимо установить узел, откройте бункер элементов Basic«Базовый» кнопкой в панели инструментов. Перетащите узел на нужный участок схемы.

Выполните маркировку компонентов данного устройства. Для этого активизируйте окно Component Propertiesна компоненте и выберите в нем закладкуLabel«Метка».

В строку Label введите маркировку компонента. Операцию повторите для всех компонентов схемы.

Сохраните собранную схему, нажав на кнопку в панели инструментов. Задайте имя файла в диалоговом окне и нажмите кнопку «Сохранить».

Откройте бункер компонентов с «виртуальными» цифровыми инструментамиInstrumentsнажатием кнопки в панели инструментов.

Перетащите цифровой инструмент Word Generator«Счетчик стимулятор» в область моделирования и подключите его к цифровому устройству (Подключение «Счетчика стимулятора» к цифровой схеме начинайте с младших разрядов).

Сделайте двойной щелчок на счетчике стимуляторе. Инструмент перейдет в активное состояние.

В лицевой панели инструмента нажмите на кнопку Pattern...«Образец». Откроется диалоговое окноPresaved patterns«Ранее сохраненные образцы».

Установите указатель на действие Open«Открыть» и нажмите на кнопку Accept «Принять». Появится окноLoad Pattern File«Загрузить файл образца». Выберите для схемкомбинационного типафайлcomb.dpа для схемпоследовательностного типафайлsecv.dp. Нажмите кнопку «Открыть». Файлы с тестовыми последовательностями устанавливаются приложением «Сигната» и могут располагаться в «имя диска \Program Files\Signata».

Входная тестовая последовательность будет загружена в счетчик стимулятор. В панели счетчика стимулятора нажмите на клавишу Burst«Всплеск».

Произойдет автоматическая активация схемы. Убедитесь, что устройство работает корректно. Если устройство «повисло» используйте выключатель в панели инструментов для прерывания работы. Найдите и устраните ошибку в схеме. Указанный ключ используйте также для повторных запусков устройства. Сверните счетчик стимулятор. Обязательно сохраните полученный вариант схемы.