RU200727U1 - HARDWARE STUDIO EMULATOR WITH GRAPHIC INFORMATION OUTPUT - Google Patents
HARDWARE STUDIO EMULATOR WITH GRAPHIC INFORMATION OUTPUT Download PDFInfo
- Publication number
- RU200727U1 RU200727U1 RU2020122779U RU2020122779U RU200727U1 RU 200727 U1 RU200727 U1 RU 200727U1 RU 2020122779 U RU2020122779 U RU 2020122779U RU 2020122779 U RU2020122779 U RU 2020122779U RU 200727 U1 RU200727 U1 RU 200727U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- unit
- information output
- microcontroller
- output
- graphic information
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F9/00—Arrangements for program control, e.g. control units
- G06F9/06—Arrangements for program control, e.g. control units using stored programs, i.e. using an internal store of processing equipment to receive or retain programs
- G06F9/44—Arrangements for executing specific programs
- G06F9/455—Emulation; Interpretation; Software simulation, e.g. virtualisation or emulation of application or operating system execution engines
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06K—GRAPHICAL DATA READING; PRESENTATION OF DATA; RECORD CARRIERS; HANDLING RECORD CARRIERS
- G06K15/00—Arrangements for producing a permanent visual presentation of the output data, e.g. computer output printers
- G06K15/22—Arrangements for producing a permanent visual presentation of the output data, e.g. computer output printers using plotters
-
- 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
Abstract
Полезная модель относится к устройствам обработки информации, построенным на основе микроконтроллера, и может быть использована для обучения студентов по специальностям и направлениям, связанным с вычислительной техникой. Техническим результатом является увеличение разрешающей способности устройства. Устройство содержит блок микроконтроллера с необходимым программным обеспечением, блок усилителя, импульсный блок питания, блок последовательных интерфейсов, блок силовых драйверов, дисплей, клавиатуру, блок вывода графической информации. 1 ил.The utility model relates to information processing devices built on the basis of a microcontroller and can be used to train students in specialties and areas related to computing. The technical result is to increase the resolution of the device. The device contains a microcontroller unit with the necessary software, an amplifier unit, a switching power supply unit, a serial interface unit, a power driver unit, a display, a keyboard, and a graphic information output unit. 1 ill.
Description
Заявленное техническое решение относится к устройствам обработки информации, построенным на основе микроконтроллера.The claimed technical solution relates to information processing devices based on a microcontroller.
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.At present, various educational and debugging devices are widely used in higher educational institutions to train students in specialties and areas related to computing technology. These devices are built around a variety of microprocessors. They allow you to study the architecture of the computer, the command system, the features of its operation and application.
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 "Educational and debugging device" Electronics-580 "(Shirokov YF Microprocessor tools and systems / Shirokov YF, EN Osipov, VI Zhdanov, N.I. Gutovets // Educational and debugging device "Electronics-580 - 1985. - No. 2. - P. 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, an address buffer, a data buffer, a status word register, control logic, a decoder, a generator, ROM, RAM, a RAM data buffer, a PDA unit, a parallel interface, a keyboard, a display, and a power supply. The power supply generates three supply voltages and is made according to a compensation circuit. All components of the device are made on elements of low and medium degree of integration and discrete elements.
Недостатки прототипа: устройство имеет низкую надежность, сложную конструкцию, высокое электропотребление.Disadvantages of the prototype: the device has low reliability, complex design, high power consumption.
Аналогом предлагаемого устройства является аппаратный эмулятор учебного стенда с блоком силовых драйверов. Патент на полезную модель №190102, G06F 11/00, G09D 23/00, д.п. 18.06.2020 г.An analogue of the proposed device is a hardware emulator of a training stand with a block of power drivers. Utility model patent No. 190102, G06F 11/00, G09D 23/00, etc. 06/18/2020
Эмулятор содержит блок микроконтроллера с необходимым программным обеспечением, блок усилителя для согласования информационных сигналов при индикации, дисплей, клавиатуру, импульсный блок питания, блок последовательных интерфейсов, блок силовых драйверов.The emulator contains a microcontroller unit with the necessary software, an amplifier unit for coordinating information signals during indication, a display, a keyboard, a switching power supply unit, a serial interface unit, and a power driver unit.
Недостатком аналога является то, что при построении сложной вычислительной системы для управления устройствами систем автоматики, отсутствует возможность в режиме реального времени проводить анализ функционирования реализуемой системы автоматического управления (САУ). Для этого удобно использовать графические зависимости сигналов на выходе объекта управления САУ. Рассматриваемый аналог не имеет технических средств отображения этой аналоговой графической информации, его разрешающая способность при этом равна 0.The disadvantage of the analogue is that when building a complex computer system for controlling devices of automation systems, there is no possibility in real time to analyze the functioning of the implemented automatic control system (ACS). For this, it is convenient to use graphical dependences of signals at the output of the ACS control object. The considered analogue does not have technical means of displaying this analogue graphic information, its resolution is equal to 0.
Для решения этой задачи в состав эмулятора целесообразно включить модуль вывода графической информации, например, цветной сенсорный дисплей Nextion Enhanced модель NX8048K050_011R (https:/amperka.ru/product/display-nextion-enhanced-nx8048k050). Его размер по диагонали 5 дюймов, разрешающая способность 800×480 пикселей. Подключение к эмулятору выполняется по стандартному интерфейсу UART со скоростью до 115200 бод (до 92160 бит/сек.) Эти характеристики вполне достаточны для первичного анализа функционирования САУ.To solve this problem, it is advisable to include a graphic information output module in the emulator, for example, a Nextion Enhanced color touch display model NX8048K050_011R (https: /amperka.ru/product/display-nextion-enhanced-nx8048k050). Its size is 5 inches diagonally, the resolution is 800 × 480 pixels. Connection to the emulator is carried out via a standard UART interface with a speed of up to 115200 baud (up to 92160 bps). These characteristics are quite sufficient for the initial analysis of the ACS operation.
Технический результат выражается в увеличении разрешающей способности устройства.The technical result is expressed in increasing the resolution of the device.
Технический результат достигается тем, что в аппаратный эмулятор учебного стенда с блоком силовых драйверов, содержащий блок микроконтроллера с необходимым программным обеспечением, блок усилителя, импульсный блок питания, блок последовательных интерфейсов, блок силовых драйверов, 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, четвертый информационный выход блока микроконтроллера подключен информационному входу блока силовых драйверов, выход импульсного блока питания подключен к питающим входам блока микроконтроллера, блока усилителя, дисплея, клавиатуры, блока последовательных интерфейсов и блока силовых драйверов, включен блок вывода графической информации, пятый информационный выход блока микроконтроллера подключен информационному входу блока вывода графической информации, выход импульсного блока питания подключен к питающим входам блока вывода графической информации.The technical result is achieved by the fact that a hardware emulator of a training stand with a power driver block containing a microcontroller block with the necessary software, an amplifier block, a switching power supply, a serial interface block, a power driver block, a display, a keyboard, where the first information output of the microcontroller block is connected to the amplifier unit, the output of which is connected to the display input, the second information output of the microcontroller unit is connected to the keyboard input, 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 fourth information output of the microcontroller unit is connected to the information the input of the power driver unit, the output of the switching power supply unit is connected to the power inputs of the microcontroller unit, amplifier unit, display, keyboard, serial interface unit and power driver unit, the graphic information output unit is turned on, the fifth information output of the microcontroller unit is connected to the information input of the graphic information output unit, the output of the pulse power supply is connected to the supply inputs of the graphic information output unit.
Аппаратный эмулятор учебного стенда с блоком вывода графической информации содержит следующие блоки:The hardware emulator of a training stand with a block for outputting graphic information contains the following blocks:
1 - блок микроконтроллера,1 - microcontroller block,
2 - блок усилителя,2 - amplifier block,
3 - дисплей,3 - display,
4 - блок питания,4 - power supply unit,
5 - клавиатура,5 - keyboard,
6 - блок последовательных интерфейсов,6 - block of serial interfaces,
7 - блок силовых драйверов,7 - power driver block,
8 - блок вывода графической информации.8 - block for outputting graphic information.
Схема аппаратного эмулятора учебного стенда с блоком вывода графической информации 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 вывода графической информации 8. Блок усилителя 2 предназначен для повышения нагрузочной способности выходного порта блока микроконтроллера 1, подключенного к дисплею 3 учебного стенда. В составе блока микроконтроллера 1 имеется требуемый объем постоянной и оперативной памяти, а также необходимое количество портов ввода-вывода для организации связи с дисплеем 3, клавиатурой 5, блоком последовательных интерфейсов 6, блоком силовых драйверов 7 и блоком вывода графической информации 8 учебного стенда. Импульсный блок питания 4 формирует напряжения питания, необходимые для функционирования электронных устройств.A schematic diagram of a hardware emulator of a training stand with a graphic information output unit is shown in Fig. Double arrows show the passage of information signals, and single arrows indicate power lines. A feature of the claimed device is that the functions of the training and debugging device are expanded by introducing a graphical
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». С помощью клавиатуры 5 вводятся машинные коды команд разработанной программы. Вводимая информация отражается на дисплее 3 устройства. 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 цифровом символьном дисплее. При необходимости может быть выполнена предварительная отладка программы в первом или втором режимах работы. Возможно подключение к устройству внешних электронных устройств, например, персонального компьютера и организация информационного обмена с ними через блок последовательных интерфейсов 6 для целей отладки программного обеспечения эмулятора. Через блок силовых драйверов 7 возможна посылка управляющих воздействий на силовые устройства систем автоматического управления и автоматики. Для вывода графической информации (например, графиков зависимости сигналов от времени) с целью отладки и анализа функционирования реализуемой САУ используется блок вывода графической информации 8.The device operates as follows. Microcontroller block 1 performs hardware emulation, i.e. from the point of view of a user or a student, work on the hardware emulator of the educational stand on microcontroller 1 is completely identical to work on the "Educational and debugging device" Electronics-580 ". Using the
Для реализации всех вышерассмотренных возможностей аппаратный эмулятор имеет соответствующее программное обеспечение.To implement all of the above features, the hardware emulator has the appropriate software.
Благодаря добавлению блока вывода графической информации по сравнению с аналогом имеет место увеличение разрешающей способности устройства.Due to the addition of a block for outputting graphic information in comparison with the analogue, there is an increase in the resolution of the device.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2020122779U RU200727U1 (en) | 2020-07-03 | 2020-07-03 | HARDWARE STUDIO EMULATOR WITH GRAPHIC INFORMATION OUTPUT |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2020122779U RU200727U1 (en) | 2020-07-03 | 2020-07-03 | HARDWARE STUDIO EMULATOR WITH GRAPHIC INFORMATION OUTPUT |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU200727U1 true RU200727U1 (en) | 2020-11-09 |
Family
ID=73399053
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2020122779U RU200727U1 (en) | 2020-07-03 | 2020-07-03 | HARDWARE STUDIO EMULATOR WITH GRAPHIC INFORMATION OUTPUT |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU200727U1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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 |
---|---|---|---|---|
WO2010077813A2 (en) * | 2008-12-29 | 2010-07-08 | Intel Corporation | Composite device emulation |
RU2402822C2 (en) * | 2008-04-21 | 2010-10-27 | Алексей Евгеньевич Васильев | Stand for studying microcontroller control systems |
RU148227U1 (en) * | 2014-07-08 | 2014-11-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Рыбинский государственный авиационный технический университет имени П.А. Соловьева" (РГАТУ имени П.А. Соловьева) | HARDWARE STUDY EMULATOR ON MICROCONTROLLER |
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 |
RU190102U1 (en) * | 2019-02-18 | 2019-06-18 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Рыбинский государственный авиационный технический университет имени П.А. Соловьева" | HARDWARE EMULATOR TRAINING STAND WITH BLOCK OF POWER DRIVERS |
US10409624B1 (en) * | 2016-03-08 | 2019-09-10 | Cadence Design Systems, Inc. | Data array compaction in an emulation system |
-
2020
- 2020-07-03 RU RU2020122779U patent/RU200727U1/en active
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2402822C2 (en) * | 2008-04-21 | 2010-10-27 | Алексей Евгеньевич Васильев | Stand for studying microcontroller control systems |
WO2010077813A2 (en) * | 2008-12-29 | 2010-07-08 | Intel Corporation | Composite device emulation |
RU148227U1 (en) * | 2014-07-08 | 2014-11-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Рыбинский государственный авиационный технический университет имени П.А. Соловьева" (РГАТУ имени П.А. Соловьева) | HARDWARE STUDY EMULATOR ON MICROCONTROLLER |
US10409624B1 (en) * | 2016-03-08 | 2019-09-10 | Cadence Design Systems, Inc. | Data array compaction in an emulation system |
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 |
RU190102U1 (en) * | 2019-02-18 | 2019-06-18 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Рыбинский государственный авиационный технический университет имени П.А. Соловьева" | HARDWARE EMULATOR TRAINING STAND WITH BLOCK OF POWER DRIVERS |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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 |
RU220601U1 (en) * | 2023-06-19 | 2023-09-25 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Рыбинский государственный авиационный технический университет имени П.А. Соловьева" | HARDWARE EMULATOR OF A TRAINING STAND WITH ANALOG INFORMATION PROCESSING UNIT |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN203376909U (en) | Novel microcomputer principle and interface experiment system based on FPGA | |
RU200727U1 (en) | HARDWARE STUDIO EMULATOR WITH GRAPHIC INFORMATION OUTPUT | |
Sousa et al. | A lab project on the design and implementation of programmable and configurable embedded systems | |
RU148227U1 (en) | HARDWARE STUDY EMULATOR ON MICROCONTROLLER | |
RU168780U1 (en) | HARDWARE TRAINING STAND EMULATOR WITH SEQUENTIAL INTERFACE | |
RU190102U1 (en) | HARDWARE EMULATOR TRAINING STAND WITH BLOCK OF POWER DRIVERS | |
RU220601U1 (en) | HARDWARE EMULATOR OF A TRAINING STAND WITH ANALOG INFORMATION PROCESSING UNIT | |
RU213487U1 (en) | HARDWARE EMULATOR OF THE TRAINING STAND WITH A BLOCK OF ADDITIONAL MEMORY | |
CN206584636U (en) | A kind of single-chip microcomputer experiment system | |
CN211044204U (en) | Mouse keyboard simulation equipment | |
Tran et al. | An efficient architecture design for VGA monitor controller | |
CN2621318Y (en) | Inserted system teaching instrument | |
Barrett et al. | Microcontroller Programming and Interfacing with Texas Instruments MSP430FR2433 and MSP430FR5994: Part I & II | |
CN104680901B (en) | System and method for performing visualization demonstration on 8051 singlechip principle | |
Djordjevic et al. | An educational environment for teaching a course in computer architecture and organization. | |
Zhang et al. | Application of Emu8086 in Digital Teaching Mode of Microcomputer Principle and Interface Technology | |
CN204946415U (en) | A kind of computer hardware Course integration experiment porch | |
CN2605610Y (en) | Multifunctional experiment and measurement apparatus of monolithic microprocessor | |
RU23505U1 (en) | SOFTWARE AND HARDWARE STAND FOR EMULATING DIGITAL DEVICES | |
Carroll | Converting a Microcontroller Lab From The Freescale S12 to the Atmel ATmega32 Processor | |
McLoughlin et al. | A perspective on the experiential learning of computer architecture | |
Prasad et al. | Simulators for teaching computer organization and architecture—A brief survey | |
Paul et al. | A Comprehensive Study and Modern Take on Intel 8086 like Modular Trainer Board System | |
Lin et al. | Teaching research of" embedded systems" combined with CDIO engineering education concept | |
Bhaskar | Design and Development of Microcontroller System, Embedded Circuits and Applications |