RU190102U1 - HARDWARE EMULATOR TRAINING STAND WITH BLOCK OF POWER DRIVERS - Google Patents
HARDWARE EMULATOR TRAINING STAND WITH BLOCK OF POWER DRIVERSInfo
- Publication number
- RU190102U1 RU190102U1 RU2019104593U RU2019104593U RU190102U1 RU 190102 U1 RU190102 U1 RU 190102U1 RU 2019104593 U RU2019104593 U RU 2019104593U RU 2019104593 U RU2019104593 U RU 2019104593U RU 190102 U1 RU190102 U1 RU 190102U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- unit
- output
- microcontroller
- information
- power supply
- Prior art date
Links
- 230000010365 information processing Effects 0.000 abstract description 2
- 239000008186 active pharmaceutical agent Substances 0.000 description 1
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F11/00—Error detection; Error correction; Monitoring
-
- G—PHYSICS
- G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
- G09B—EDUCATIONAL OR DEMONSTRATION APPLIANCES; APPLIANCES FOR TEACHING, OR COMMUNICATING WITH, THE BLIND, DEAF OR MUTE; MODELS; PLANETARIA; GLOBES; MAPS; DIAGRAMS
- G09B23/00—Models for scientific, medical, or mathematical purposes, e.g. full-sized devices for demonstration purposes
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Mathematical Analysis (AREA)
- Mathematical Optimization (AREA)
- Mathematical Physics (AREA)
- Pure & Applied Mathematics (AREA)
- Business, Economics & Management (AREA)
- Computational Mathematics (AREA)
- Educational Administration (AREA)
- Educational Technology (AREA)
- Algebra (AREA)
- Quality & Reliability (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Instructional Devices (AREA)
Abstract
Заявленное техническое решение относится к устройствам обработки ' информации, построенным на основе микроконтроллера.Технический результат выражается в увеличении нагрузочной способности устройства.Технический результат достигается тем, что в аппаратный эмулятор учебного стенда с последовательным интерфейсом, содержащий блок микроконтроллера с необходимым программным обеспечением, блок усилителя, импульсный блок питания, блок последовательных интерфейсов, дисплей, клавиатуру, где первый информационный выход блока микроконтроллера подключен к блоку усилителя, выход которого подключен ко входу дисплея, второй информационный выход блока микроконтроллера подключен ко входу клавиатуры, выход которой подключен к информационному входу блока микроконтроллера, третий информационный выход блока микроконтроллера подключен к информационному входу блока последовательных интерфейсов, выход импульсного блока питания подключен к питающим входам блока микроконтроллера, блока усилителя, дисплея, клавиатуры и блока последовательных интерфейсов, включен блок силовых драйверов, четвертый информационный выход блока микроконтроллера подключен информационному входу блока силовых драйверов, выход импульсного блока питания подключен к питающим входам блока силовых драйверов.The claimed technical solution relates to information processing devices built on the basis of a microcontroller. The technical result is expressed in an increase in the load capacity of the device. pulse power supply unit, serial interface unit, display, keyboard, where the first information output of the microcontrol unit The era is connected to the amplifier unit whose output is connected to the display input, the second information output of the microcontroller unit is connected to the input of the keyboard, the output of which is connected to the information input of the microcontroller unit, the third information output of the microcontroller unit is connected to the information input of the serial interface unit, the output of the switching power supply unit is connected to the power inputs of the microcontroller unit, amplifier unit, display, keyboard and serial interface unit, the power drive unit is turned on The fourth information output of the microcontroller unit is connected to the information input of the power driver unit, the output of the switching power supply unit is connected to the power inputs of the power driver unit.
Description
Заявленное техническое решение относится к устройствам обработки информации, построенным на основе микроконтроллера. В настоящее время в высших учебных заведениях для обучения студентов по специальностям и направлениям, связанным с вычислительной техникой, широко используются различные учебно-отладочные устройства. Эти устройства построены на основе различных микропроцессоров. Они позволяют изучить архитектуру ЭВМ, систему команд, особенности функционирования и применения.The claimed technical solution relates to information processing devices built on the basis of a microcontroller. Currently, in higher education institutions for training students in specialties and areas related to computer technology, various training and debugging devices are widely used. These devices are based on various microprocessors. They allow you to study the architecture of a computer, a system of commands, features of functioning and application.
Аналогом предлагаемого устройства является аппаратный эмулятор учебного стенда с последовательным интерфейсом. (Патент на полезную модель №168780, G06F 11/00, опубл. 17.02.2017 г.).The analogue of the proposed device is a hardware emulator training stand with a serial interface. (Patent for utility model No. 168780, G06F 11/00, published on February 17, 2017).
Эмулятор содержит блок микроконтроллера с необходимым программным обеспечением, блок усилителя для согласования информационных сигналов при индикации, дисплей, клавиатуру, импульсный блок питания, блок последовательных интерфейсов.The emulator contains a microcontroller unit with the necessary software, an amplifier unit for matching information signals in the display, a display, a keyboard, a switching power supply unit, a block of serial interfaces.
Недостатком аналога является отсутствие возможности построения сложной вычислительной системы с возможностью управления мощными устройствами систем автоматики и систем автоматического управления, например, электрическими двигателями, сервоприводами, клапанами, различного вида коммутаторами.The disadvantage of the analog is the lack of the possibility of building a complex computing system with the ability to control powerful devices of automation systems and automatic control systems, for example, electric motors, servo drives, valves, various types of switches.
Наиболее близким к заявленному техническому решению является «Учебно-отладочное устройство «Электроника-580» (Широков, Ю.Ф. Микропроцессорные средства и системы / Широков Ю.Ф., Е.Н. Осипов, В.И. Жданов, Н.И. Гутовец // Учебно-отладочное устройство «Электроника-580 -1985.-№2.-С.80-84.).The closest to the claimed technical solution is the "Training and debugging device" Electronics-580 "(Shirokov, Y.F. Microprocessor means and systems / Shirokov Y.F., E.N. Osipov, V.I. Zhdanov, N.I. Gutovets // Educational and debugging device "Electronics-580 -1985.-№2.-С.80-84.).
Это устройство содержит микропроцессор, буфер адреса, буфер данных, регистр слова состояния, логику управления, дешифратор, генератор, ПЗУ, ОЗУ, буфер данных ОЗУ, узел ПДП, параллельный интерфейс, клавиатуру, дисплей, блок питания. Блок питания формирует три напряжения питания и выполнен по компенсационной схеме. Все составные части устройства выполнены на элементах малой и средней степени интеграции и дискретных элементах.This device contains a microprocessor, address buffer, data buffer, status word register, control logic, descrambler, generator, ROM, RAM, RAM data buffer, PDP node, parallel interface, keyboard, display, power supply. The power supply generates three supply voltages and is made according to the compensation scheme. All components of the device are made on the elements of small and medium degree of integration and discrete elements.
Недостатки прототипа: устройство имеет низкую надежность, сложную конструкцию, высокое электропотребление.The disadvantages of the prototype: the device has low reliability, complex design, high power consumption.
Технический результат выражается в увеличении нагрузочной способности устройства.The technical result is expressed in increasing the load capacity of the device.
Технический результат достигается тем, что в аппаратный эмулятор учебного стенда с последовательным интерфейсом, содержащий блок микроконтроллера с необходимым программным обеспечением, блок усилителя, импульсный блок питания, блок последовательных интерфейсов, дисплей, клавиатуру, где первый информационный выход блока микроконтроллера подключен к блоку усилителя, выход которого подключен ко входу дисплея, второй информационный выход блока микроконтроллера подключен ко входу клавиатуры, выход которой подключен к информационному входу блока микроконтроллера, третий информационный выход блока микроконтроллера подключен к информационному входу блока последовательных интерфейсов, выход импульсного блока питания подключен к питающим входам блока микроконтроллера, блока усилителя, дисплея, клавиатуры и блока последовательных интерфейсов, включен блок силовых драйверов, четвертый информационный выход блока микроконтроллера подключен информационному входу блока силовых драйверов, выход импульсного блока питания подключен к питающим входам блока силовых драйверов.The technical result is achieved in that a hardware emulator of a training stand with a serial interface containing a microcontroller unit with the necessary software, an amplifier unit, a switching power supply unit, a serial interface unit, a display, a keyboard, where the first information output of the microcontroller unit is connected to the amplifier unit, output which is connected to the input of the display, the second information output of the microcontroller unit is connected to the input of the keyboard, the output of which is connected to the information output ode of the microcontroller unit, the third information output of the microcontroller unit is connected to the information input of the serial interface unit, the output of the switching power supply unit is connected to the power inputs of the microcontroller unit, the amplifier unit, the display, the keyboard and the serial interface unit, the power controller unit is connected, the fourth information output of the microcontroller unit is connected the information input of the power driver unit, the output of the switching power supply unit is connected to the power inputs of the power driver unit in.
Схема аппаратного эмулятора учебного стенда с блоком силовых драйверов представлена на фиг. Двойными стрелками показано прохождение информационных сигналов, а одинарными отображены линии питания. Особенностью заявленного устройства является то, что функции учебно-отладочного устройства расширены путем введения в состав устройства блока силовых драйверов 6. В составе блока микроконтроллера 1 имеется требуемый объем постоянной и оперативной памяти, а также необходимое количество портов ввода-вывода для организации связи с устройствами эмулятора. Блок усилителя 2 предназначен для повышения нагрузочной способности выходного порта блока микроконтроллера 1, подключенного к дисплею 3 учебного стенда. Блок микроконтроллера 1 обменивается информацией с дисплеем 3, клавиатурой 4, блоком последовательных интерфейсов 5 и блоком силовых драйверов 6 учебного стенда. Импульсный блок питания 7 формирует необходимые напряжения питания.The diagram of the hardware emulator of the training stand with the power driver unit is shown in FIG. The double arrows indicate the passage of information signals, and the single arrows indicate the power lines. A feature of the claimed device is that the functions of the training and debugging device are expanded by introducing the
Устройство функционирует следующим образом. Блок микроконтроллера 1 выполняет аппаратную эмуляцию, т.е. с точки зрения пользователя или студента работа на аппаратном эмуляторе учебного стенда на микроконтроллере 1 полностью идентична работе на «Учебно-отладочном устройстве «Электроника-580». Вводимая информация усиливается блоком усилителя 2 и отражается на дисплее 3 устройства. С помощью клавиатуры 4 вводятся машинные коды команд разработанной программы. Затем пользователь запускает введенную программу на исполнение. Возможна работа программы в трех режимах: пошаговом, с остановками в контрольных точках, в реальном масштабе времени. Результат выполнения программы, а также содержимое запоминающих элементов и памяти устройства отражается на дисплее. При необходимости может быть выполнена предварительная отладка программы в первом или втором режимах работы. При необходимости возможно подключение к устройству внешних электронных компонентов и организация информационного обмена с ними через блок последовательных интерфейсов 5. Кроме того, через блок силовых драйверов 6 возможна посылка управляющих воздействий на силовые устройства систем автоматического управления и автоматики. Эти управляющие воздействия должны быть сигналами с большими значениями электрического напряжения и силы тока, которые невозможно сгенерировать непосредственно на информационных выходах блока микроконтроллера 1. Импульсный блок питания 7 формирует напряжения питания, необходимые для функционирования электронных устройств.The device operates as follows. The microcontroller unit 1 performs hardware emulation, i.e. from the point of view of the user or student, the work on the hardware emulator of the training stand on the microcontroller 1 is completely identical to the work on the “Training-debugging device“ Electronics-580 ”. The input information is amplified by the
Нагрузочная способность современного микроконтроллера, например ATMega 328, широко используемого в учебных целях, составляет по току 40 мА (DC current per I/O pin), по напряжению 6 В (Maximum Operating Voltage). (www.farnell.com/datasheets/2295881.pdf).The load capacity of a modern microcontroller, such as the ATMega 328, which is widely used for training purposes, is 40 mA current (DC current per I / O pin), 6 V voltage (Maximum Operating Voltage). (www.farnell.com/datasheets/2295881.pdf).
Применяемые даже в учебных целях сервоприводы, например Dsservo DS 3218, имеют ток удержания (stale current (at lock)) 1,5 А, рабочее широтно-импульсное модулированное напряжение (Operating Voltage) 4,8-6,8 В. (chipster.ru/catalog/robotech/motors/5282.html).Used even for educational purposes, servo drives, for example Dsservo DS 3218, have a holding current (stale current (at lock)) of 1.5 A, a working pulse-width modulated voltage (Operating Voltage) of 4.8-6.8 V. (chipster. com / catalog / robotech / motors / 5282.html).
Современные силовые драйверы типа Motor Shield, Multiservo Shield, которые целесообразно применить в предлагаемом устройстве, могут коммутировать постоянное и импульсное напряжение до 52 В и ток до 10 А. (http://amperka.ru/collection/motor-drivers).Modern power drivers such as Motor Shield, Multiservo Shield, which are appropriate to use in the proposed device, can switch DC and pulse voltages up to 52 V and currents up to 10 A. (http://amperka.ru/collection/motor-drivers).
Таким образом, нагрузочная способность аппаратного эмулятора по току увеличилась в 250 раз, по напряжению - в 10 раз.Thus, the current capacity of the hardware emulator increased by 250 times, the voltage - 10 times.
Для реализации всех вышерассмотренных возможностей аппаратный эмулятор имеет соответствующее программное обеспечение.To implement all the above possibilities, the hardware emulator has the appropriate software.
Благодаря добавлению блока силовых драйверов по сравнению с аналогом имеет место увеличение нагрузочной способности устройства.Due to the addition of a power driver unit in comparison with the analog, an increase in the load capacity of the device takes place.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2019104593U RU190102U1 (en) | 2019-02-18 | 2019-02-18 | HARDWARE EMULATOR TRAINING STAND WITH BLOCK OF POWER DRIVERS |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2019104593U RU190102U1 (en) | 2019-02-18 | 2019-02-18 | HARDWARE EMULATOR TRAINING STAND WITH BLOCK OF POWER DRIVERS |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU190102U1 true RU190102U1 (en) | 2019-06-18 |
Family
ID=66947977
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2019104593U RU190102U1 (en) | 2019-02-18 | 2019-02-18 | HARDWARE EMULATOR TRAINING STAND WITH BLOCK OF POWER DRIVERS |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU190102U1 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU200727U1 (en) * | 2020-07-03 | 2020-11-09 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Рыбинский государственный авиационный технический университет имени П.А. Соловьева" | HARDWARE STUDIO EMULATOR WITH GRAPHIC INFORMATION OUTPUT |
RU213487U1 (en) * | 2022-04-05 | 2022-09-13 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Рыбинский государственный авиационный технический университет имени П.А. Соловьева" | HARDWARE EMULATOR OF THE TRAINING STAND WITH A BLOCK OF ADDITIONAL MEMORY |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0534274A2 (en) * | 1991-09-27 | 1993-03-31 | Siemens Aktiengesellschaft | Teaching system for electronics and electrical engineering |
RU2279718C1 (en) * | 2005-01-11 | 2006-07-10 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Научное конструкторско-технологическое бюро "Парсек" (НКТБ "Парсек") | Stand for studying electronic automation means |
US7366650B2 (en) * | 2001-04-12 | 2008-04-29 | Arm Limited | Software and hardware simulation |
RU2008116513A (en) * | 2008-04-21 | 2009-10-27 | Алексей Евгеньевич Васильев (RU) | STAND FOR STUDYING MICROCONTROLLER CONTROL SYSTEMS |
US20120245916A1 (en) * | 2000-03-28 | 2012-09-27 | Ionipas Transfer Company, Llc | Conveying data from a hardware device to a circuit simulation |
RU168780U1 (en) * | 2016-06-17 | 2017-02-17 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Рыбинский государственный авиационный технический университет имени П.А. Соловьева" | HARDWARE TRAINING STAND EMULATOR WITH SEQUENTIAL INTERFACE |
-
2019
- 2019-02-18 RU RU2019104593U patent/RU190102U1/en active
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0534274A2 (en) * | 1991-09-27 | 1993-03-31 | Siemens Aktiengesellschaft | Teaching system for electronics and electrical engineering |
US20120245916A1 (en) * | 2000-03-28 | 2012-09-27 | Ionipas Transfer Company, Llc | Conveying data from a hardware device to a circuit simulation |
US7366650B2 (en) * | 2001-04-12 | 2008-04-29 | Arm Limited | Software and hardware simulation |
RU2279718C1 (en) * | 2005-01-11 | 2006-07-10 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Научное конструкторско-технологическое бюро "Парсек" (НКТБ "Парсек") | Stand for studying electronic automation means |
RU2008116513A (en) * | 2008-04-21 | 2009-10-27 | Алексей Евгеньевич Васильев (RU) | STAND FOR STUDYING MICROCONTROLLER CONTROL SYSTEMS |
RU168780U1 (en) * | 2016-06-17 | 2017-02-17 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Рыбинский государственный авиационный технический университет имени П.А. Соловьева" | HARDWARE TRAINING STAND EMULATOR WITH SEQUENTIAL INTERFACE |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU200727U1 (en) * | 2020-07-03 | 2020-11-09 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Рыбинский государственный авиационный технический университет имени П.А. Соловьева" | HARDWARE STUDIO EMULATOR WITH GRAPHIC INFORMATION OUTPUT |
RU213487U1 (en) * | 2022-04-05 | 2022-09-13 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Рыбинский государственный авиационный технический университет имени П.А. Соловьева" | HARDWARE EMULATOR OF THE TRAINING STAND WITH A BLOCK OF ADDITIONAL MEMORY |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU190102U1 (en) | HARDWARE EMULATOR TRAINING STAND WITH BLOCK OF POWER DRIVERS | |
RU148227U1 (en) | HARDWARE STUDY EMULATOR ON MICROCONTROLLER | |
RU168780U1 (en) | HARDWARE TRAINING STAND EMULATOR WITH SEQUENTIAL INTERFACE | |
RU220601U1 (en) | HARDWARE EMULATOR OF A TRAINING STAND WITH ANALOG INFORMATION PROCESSING UNIT | |
RU200727U1 (en) | HARDWARE STUDIO EMULATOR WITH GRAPHIC INFORMATION OUTPUT | |
RU226464U1 (en) | Hardware emulator of a training stand with a mathematical coprocessor block | |
Ruzimov | A method of writing hex code to atmega8 microcontroller through arduino device | |
CN211044204U (en) | Mouse keyboard simulation equipment | |
Levin | Matrix model of logical simulator within spreadsheet | |
RU213487U1 (en) | HARDWARE EMULATOR OF THE TRAINING STAND WITH A BLOCK OF ADDITIONAL MEMORY | |
Chaturvedi et al. | Power Electronics Laboratory Education using ARM Cortex M4 32-bit Microcontroller | |
Francis et al. | Virtual prototyping of universal control architecture systems by means of processor in the loop technology | |
Rankovska et al. | Multi-functional demo module for microprocessor development systems for educational purposes | |
RU91774U1 (en) | EDUCATIONAL AND METHODOLOGICAL LABORATORY COMPLEX FOR MICROPROCESSOR TECHNIQUE | |
D’Souza et al. | Selecting microcontrollers and development tools for undergraduate engineering capstone projects | |
CN204946415U (en) | A kind of computer hardware Course integration experiment porch | |
Demirbas et al. | Internet based toolkit for simulation of DC/DC converters | |
Kundu et al. | Low Latency Haptic Feedback for Battery Powered HCI for the Tactile Internet | |
Mischie et al. | A MSP430 Microcontroller Simulator for Teaching at University during the Covid-19 Pandemic | |
Garner et al. | Iterative circuit computers | |
Liu et al. | Implementing a processor-in-the-loop with a universal controller in the virtual test bed | |
CN2605610Y (en) | Multifunctional experiment and measurement apparatus of monolithic microprocessor | |
BENATIRO et al. | Lab in a Box: Portable and Low-cost Robotics Education and Development Trainer Kit—Initial System Development, Integration, and Testing— | |
Hussein et al. | Development of Piezoelectric Braille Cell Control System Using Microcontroller Unit (MCU) | |
Ulieru et al. | Utilization of computer assisted instruction for AC three-phase circuits |