Стенды-тренажеры контроллерные СТК-1. Макетирование натурных образцов встраиваемых систем управления

СТЕНДЫ-ТРЕНАЖЕРЫ КОНТРОЛЛЕРНЫЕ СТК-1.

СПРАВОЧНАЯ ИНФОРМАЦИЯ.

ОБЛАСТИ ПРИМЕНЕНИЯ:

-  макетирование натурных образцов встраиваемых систем управления;

-  научно-практические исследования физических процессов во встраиваемых системах управления;

-  образовательный процесс комплексной подготовки инженеров-системотехников по дисциплинам «Микроконтроллеры», «Вычислительные машины и системы»

ОТЛИЧИТЕЛЬНЫЕ ОСОБЕННОСТИ:

К достоинствам данной системы и новизне примененных в ней решений относятся следующие характеристики:

–  применение микроконтроллера промышленного стандарта MCS-51 фирмы Infineon;

–  возможность совместной разработки и отладки программного и аппаратного обеспечения;

–  возможность исследования уровня аппаратной поддержки вычислений во встраиваемых системах управления;

–  доступность для наблюдения физических сигналов управления;

–  возможность разработки и  исследования распределенных систем;

–  открытая документация на примененные в стенде аппаратные и программные решения.

ПОЛЬЗОВАТЕЛЬСКИЕ  ХАРАКТЕРИСТИКИ:

-  микроконтроллер Infineon Tech. 515/535

-  32КБ ПЗУ для стандартных программ (ОС, библиотеки прикладных программ, модули связи)

-  32 КБ ОЗУ для пользовательских программ

-  встроенные объекты: ЖКИ Sanyo 20х2, клавиатура 4x4, RC-цепь, динамик (опция), микрофон (опция)

-  встроенные источники тестовых сигналов: гармонический, импульсный, постоянный уровень

-  коммутационное поле для разработки аппаратных соединений

-  специализированное инструментальное программное обеспечение (редактор, транслятор, контекстный анализатор ошибок, симулятор, средства интерактивной отладки исполняемой программы, электронный справочник).

Состав комплекса:

–  ЭВМ:

авторское инструментальное  программное обеспечение для поддержки разработки микроконтроллерных систем управления.

–  стенд СТК-01:

·  отладочная плата микроконтроллера;

·  набор объектов управления и датчиков;

·  встроенные генераторы тестовых сигналов

·  коммутационное поле для разработки и макетирования аппаратных соединений.

Накоплен положительный опыт эксплуатации комплекса в СПбГПУ и ГУАП.

СТРУКТУРНАЯ СХЕМА

ВНЕШНИЙ ВИД

Перечень некоторых лабораторных исследований, выполняемых на стенде СТК-1:

1. "Изучение вычислительных возможностей МК" (реализация вычисления арифметических функций, логических функций, работа с массивами).

2. "Работа с портами микроконтроллера" (опрос клавиатуры, взаимодействие с ЖКИ, опрос источников аналоговых сигналов, генерация ШИМ-сигналов).

3. "Изучение таймеров и системы прерываний" (генерация периодических сигналов, определение временных интервалов, реализация часов реального времени, реализация и исследование многозадачных систем).

4. "Организация и исследование межпроцессорного обмена" (разработка и исследование высокоуровневых протоколов последовательной передачи данных на примере обработки потока числовой информации).

5. Варианты индивидуальных заданий.

- многофункциональный генератор;

- модели динамических объектов;

- статистическая обработка сигналов;

- сжатие-восстановление информации;

- модели систем автоматического управления;

- музыкальный синтезатор;

- калькулятор;

- частотомер;

- электронный органайзер;

- электронный экзаменатор;

- тренажер внимания.

ИНСТРУМЕНТАЛЬНОЕ ПРОГРАММНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ – система Shell51

Система предназначена для проектирования программного обеспечения микропроцессорных систем управления на базе программируемых контроллеров (в том числе семейства МК-51). Система ориентирована на применение в составе комплекса, включающего инструментальную ЭВМ и микроконтроллер, подключенный к ЭВМ через последовательный интерфейс.

Вкладка «окна памяти» предназначена для работы с содержимым памяти программ и данных микроконтроллера. Вкладка содержит окно внутренней памяти данных микроконтроллера (слева вверху), окно внешней памяти программ-данных (справа), окно справки по использованию данной опции (слева внизу), поле состояния связи, кнопки-панели, позволяющие передавать данные между ЭВМ и МК, загружать в МК и запускать программы.

Вкладка «окна управления» предназначена для интерактивного исследования систем управления и отладки пользовательских программ путем подачи управляющих воздействий на МК и визуализации состояний процессов, протекающих в МК. Область применения: реализация задатчиков для систем управления, визуализация поведения объектов, тестирование программного обеспечения.

Санкт-Петербургский Государственный Политехнический университет

Факультет технической кибернетики

Кафедра автоматики и вычислительной техники