RU2402822C2 - Stand for studying microcontroller control systems - Google Patents

Stand for studying microcontroller control systems Download PDF

Info

Publication number
RU2402822C2
RU2402822C2 RU2008116513/08A RU2008116513A RU2402822C2 RU 2402822 C2 RU2402822 C2 RU 2402822C2 RU 2008116513/08 A RU2008116513/08 A RU 2008116513/08A RU 2008116513 A RU2008116513 A RU 2008116513A RU 2402822 C2 RU2402822 C2 RU 2402822C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
stand
microcontroller
group
conclusions
devices
Prior art date
Application number
RU2008116513/08A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2008116513A (en
Inventor
Алексей Евгеньевич Васильев (RU)
Алексей Евгеньевич Васильев
Алексей Вячеславович Криушов (RU)
Алексей Вячеславович Криушов
Максим Михайлович Шилов (RU)
Максим Михайлович Шилов
Original Assignee
Алексей Евгеньевич Васильев
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Алексей Евгеньевич Васильев filed Critical Алексей Евгеньевич Васильев
Priority to RU2008116513/08A priority Critical patent/RU2402822C2/en
Publication of RU2008116513A publication Critical patent/RU2008116513A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2402822C2 publication Critical patent/RU2402822C2/en

Links

Abstract

FIELD: physics.
SUBSTANCE: stand also includes a group of peripheral test and simulating devices, consisting of a source of harmonic signals with controlled amplitude and frequency, a source of pulsed signals with controlled frequency and pulse ratio, a potentiometre and a first-order integrating RC circuit with variable parametres. Combinatorial functions of the stand are provided by presence of a connecting field, one group of leads of which is connected to microcontroller leads, while the other groups of leads are connected to leads of user interface devices and to leads of test and simulating devices. Leads belonging to all groups can be connected to each other in given combinations using detachable electroconductive jumpers and can also be connected to external stands and contact calipers of external measurement and testing apparatus.
EFFECT: broader functional and combinatorial capabilities of the stand.
3 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к средствам обучения и является аппаратным оснащением процесса обучения разработке микроконтроллерных систем управления.The invention relates to teaching aids and is hardware for the learning process in the development of microcontroller control systems.

Изобретение является радиотехническим устройством и может быть использовано при разработке как программной, так и аппаратной составляющих микроконтроллерных систем управления.The invention is a radio engineering device and can be used in the development of both software and hardware components of microcontroller control systems.

Исходя из особенностей разработки микроконтроллерных систем управления, стенды, предназначенные для их изучения, должны обеспечивать возможность построения и отладки не только программной составляющей системы, но и соответствующей ей аппаратной составляющей. Для этого должно быть обеспечено взаимодействие стендов с персональным компьютером, наличие источников сигналов различного вида, набора устройств ввода и вывода информации, а также возможность осуществлять коммутацию этих устройств между собой и с управляющим микроконтроллером.Based on the features of the development of microcontroller control systems, stands designed for their study should provide the ability to build and debug not only the software component of the system, but also the corresponding hardware component. For this, the interaction of the stands with a personal computer, the availability of various types of signal sources, a set of input and output information devices, and the ability to switch these devices between themselves and with the control microcontroller must be provided.

Исходя из особенностей построения процесса обучения, необходимо обеспечить последовательное прохождение всех этапов разработки микроконтроллерных систем управления в едином пакете программ, а также возможность реализации электрической схемы и совместной отладки соответствующей управляющей программы, выполняемой на микроконтроллере. Кроме того, необходимо обеспечить возможность наблюдения и проведения анализа происходящих в системе процессов.Based on the features of the construction of the learning process, it is necessary to ensure a consistent passage through all stages of the development of microcontroller control systems in a single software package, as well as the possibility of implementing an electrical circuit and joint debugging of the corresponding control program executed on the microcontroller. In addition, it is necessary to ensure the possibility of observation and analysis of the processes occurring in the system.

Известны стенды для обучения построению электрических схем, имеющие наборное поле для установки элементов, позволяющее собирать схемы и проводить их отладку. К таким стендам относится, например, учебный стенд для изучения основ цифровой электроники, описанный в [1] - RU № 2214628 (С2), G09B 23/18, опубл. 20.10.2003. Он также относится к средствам обучения и позволяет проводить сборку и изучение электронных схем, совершенствовать навыки поиска неисправностей в электротехнических и электронных устройствах. Стенд имеет наборное поле с гнездами для подключения электронных элементов. Возможности этого стенда ограничены изучением электрических схем, не имеющих в своем составе программируемых элементов в виде микроконтроллеров.Known stands for training in the construction of electrical circuits, having a typesetting field for installing elements, allowing you to collect the circuit and conduct debugging. Such stands include, for example, a training stand for studying the basics of digital electronics, described in [1] - RU No. 2214628 (C2), G09B 23/18, publ. 10/20/2003. It also relates to teaching aids and allows the assembly and study of electronic circuits, to improve the skills of troubleshooting in electrical and electronic devices. The stand has a type-setting field with sockets for connecting electronic elements. The capabilities of this stand are limited to the study of electrical circuits that do not include programmable elements in the form of microcontrollers.

Для исследования физических процессов, происходящих в электрических схемах, и детального изучения уровня аппаратной поддержки вычислений стенды оснащаются контрольно-измерительными приборами. К таким стендам относится, например, учебный стенд по электронике, описанный в [2] - RU № 2067779 (CI), G09B 23/18, опубл. 10.10.1996. Он содержит блок развертки временной оси отображаемых сигналов и включает многоканальный осциллограф.For the study of physical processes occurring in electrical circuits, and a detailed study of the level of hardware support for calculations, the stands are equipped with instrumentation. Such stands include, for example, a training stand on electronics, described in [2] - RU No. 2067779 (CI), G09B 23/18, publ. 10/10/1996. It contains a sweep of the time axis of the displayed signals and includes a multi-channel oscilloscope.

Возможности данного стенда также ограничены изучением электрических схем, не имеющих в своем составе программируемых элементов в виде микроконтроллеров.The capabilities of this stand are also limited by the study of electrical circuits that do not include programmable elements in the form of microcontrollers.

Изучать принципы программирования микроконтроллеров позволяет стенд для обучения элементам цифровой электроники, описанный в [3] - RU № 2002111521 (А), G09B2 3/18, опубл. 10.11.2003. Он содержит персональный компьютер и эмулятор микроконтроллера. Достоинством данного стенда является его высокая информативность за счет возможности регистрации большого объема промежуточной информации. Однако эмулятор микроконтроллера не позволяет исследовать различные схемотехнические решения и возможности аппаратного взаимодействия с внешними объектами управления и датчиками.Studying the principles of programming microcontrollers allows the stand for teaching elements of digital electronics, described in [3] - RU No. 2002111521 (A), G09B2 3/18, publ. 11/10/2003. It contains a personal computer and a microcontroller emulator. The advantage of this stand is its high information content due to the possibility of registering a large amount of intermediate information. However, the microcontroller emulator does not allow you to explore various circuitry solutions and the possibilities of hardware interaction with external control objects and sensors.

Типичными примерами эмуляторов являются внутрисхемные эмуляторы, описанные в [4] - RU № 2110833 (C1), G06F 9/44, опубл. 10.05.1998 и [5] - RU № 2214621 (С2), G06F 9/455, опубл. 20.10.2003. Внутрисхемные эмуляторы содержат блок интерфейса системы проектирования, блок регистров адреса и управления, блок управления записью/чтением, блок памяти отлаживаемой программы, коммутатор шин, блок микропрограммного управления, блок формирования команд, блок пульта управления.Typical examples of emulators are in-circuit emulators described in [4] - RU No. 2110833 (C1), G06F 9/44, publ. 05/10/1998 and [5] - RU No. 2214621 (C2), G06F 9/455, publ. 10/20/2003. In-circuit emulators contain a design system interface unit, an address and control register block, a write / read control unit, a debugged program memory unit, a bus switch, a firmware control unit, a command generation unit, and a control panel unit.

Достоинством внутрисхемных эмуляторов, описанных в [4, 5], является возможность эмуляции некоторого спектра семейств микроконтроллеров, например, таких как MCS-48, MCS-51, UP 1-42, что позволяет применять эмуляторы для отладки программной части систем управлении, содержащих данные микроконтроллеры. Однако использование эмуляторов ограничивает возможности моделирования и отладки аппаратной составляющей микроконтроллерных систем управления. Кроме того, приведенные стенды не содержат в своем составе коммутационное поле и блоки периферийных устройств, облегчающие построение макетов систем управления на основе микроконтроллеров.An advantage of the in-circuit emulators described in [4, 5] is the ability to emulate a certain range of microcontroller families, for example, MCS-48, MCS-51, UP 1-42, which allows the use of emulators for debugging the software part of control systems containing data microcontrollers. However, the use of emulators limits the possibilities of modeling and debugging the hardware component of microcontroller control systems. In addition, the above stands do not include a switching field and peripheral units that facilitate the construction of microcontroller-based control systems.

В наибольшей степени требованиям к стенду для изучения микроконтроллерных систем управления отвечает выбранный в качестве прототипа стенд SDK-1.1, разработанный научно-производственной фирмой ООО «ЛМТ», г.Санкт-Петербург, http://lmt.ifmo.ru, структура и описание которого представлены, в частности, в статье [6] - Лукичев А.Н. Расширение возможностей лабораторного комплекса SDK-1.1 // Научно-технический вестник СПбГИТМО (ТУ). Выпуск 10. Информация и управление в технических системах. - СПб.: СПбГИТМО(ТУ), 2003. С.86-90.To the greatest extent, the requirements for the stand for studying microcontroller control systems are met by the SDK-1.1 stand selected as a prototype, developed by the research and production company LLC LMT, St. Petersburg, http://lmt.ifmo.ru, structure and description which are presented, in particular, in the article [6] - A. Lukichev Expanding the capabilities of the laboratory complex SDK-1.1 // Scientific and Technical Bulletin of SPbGITMO (TU). Issue 10. Information and management in technical systems. - SPb .: SPbGITMO (TU), 2003. P.86-90.

Стенд для изучения микроконтроллерных систем управления, выбранный в качестве прототипа, содержит плату контроллера, на которой установлен микроконтроллер, постоянное запоминающее устройство, служащее для хранения программного обеспечения, оперативное запоминающее устройство, служащее для хранения оперативных данных, и преобразователь интерфейса передачи данных, служащий для связи с внешними устройствами, а также группу пользовательских интерфейсных устройств, состоящую из блока клавиатуры и блока индикации, неразрывно связанных с определенными выводами микроконтроллера.A stand for studying microcontroller control systems, selected as a prototype, contains a controller board on which a microcontroller is installed, a read-only memory device used to store software, a random-access memory device used to store operational data, and a data transfer interface converter used for communication with external devices, as well as a group of user interface devices, consisting of a keyboard unit and an indication unit, inextricably linked Defining output of the microcontroller.

В качестве микроконтроллера в стенде-прототипе используется микроконтроллер ADuC812 семейства MCS-51 со встроенной Flash-памятью, выполняющей функцию постоянного запоминающего устройства.The microcontroller in the prototype booth uses the ADuC812 microcontroller of the MCS-51 family with built-in Flash memory, which functions as a permanent storage device.

Связь стенда с сетью внешнего информационного обмена осуществляется через преобразователь интерфейса передачи данных по протоколу RS232C. По сети внешнего информационного обмена осуществляется связь микроконтроллера с инструментальной ЭВМ, на которой подготавливается и с которой загружается отлаживаемая программа для микроконтроллера.The stand is connected to the external information exchange network through a converter of the data transmission interface using the RS232C protocol. The microcontroller communicates with the instrumental computer via an external information exchange network, on which the debugged program for the microcontroller is prepared and loaded.

Группа пользовательских интерфейсных устройств содержит блок матричной клавиатуры, переключатели, обеспечивающие возможность подачи в ручном режиме постоянных напряжений на определенные неразрывно связанные выводы микроконтроллера, а также блок индикации, представляющий собой жидкокристаллический символьный индикатор и набор сигнальных светодиодов.The group of user interface devices contains a matrix keyboard unit, switches that enable manual supply of constant voltages to certain inextricably linked outputs of the microcontroller, as well as an indication unit, which is a liquid crystal symbol indicator and a set of signal LEDs.

Конструктивно стенд выполнен в виде печатной платы и имеет контакты с зажимами под винт для подключения внешних источников сигналов, а также имеет средства, обеспечивающие возможность соединения с сетью внешнего информационного обмена.Structurally, the stand is made in the form of a printed circuit board and has contacts with screw clamps for connecting external signal sources, and also has means providing the ability to connect to an external information exchange network.

Работа со стендом-прототипом осуществляется следующим образом.Work with the prototype booth is as follows.

Стенд соединяется с внешней инструментальной ЭВМ, на которой подготавливается и с которой в постоянное запоминающее устройство загружается отлаживаемое программное обеспечение, которое должно соответствовать предопределенной схеме соединения выводов микроконтроллера с клавиатурой, переключателями, жидкокристаллическим индикатором и светодиодами. Далее, исследуются сигналы на определенных выводах микроконтроллера и их временные диаграммы. Внося корректировки в отлаживаемое программное обеспечение или заменяя его на новое исследуют возникающие при этом изменения в контролируемых сигналах.The stand is connected to an external instrumental computer, on which debugged software is prepared and loaded into the permanent storage device, which must correspond to a predetermined circuit for connecting the outputs of the microcontroller to the keyboard, switches, liquid crystal display and LEDs. Next, the signals at specific pins of the microcontroller and their timing diagrams are examined. By making corrections to the debugged software or replacing it with a new one, the changes in the monitored signals are investigated in this case.

Таким образом, стенд-прототип позволяет изучать микроконтроллерные системы управления при неизменной, жестко заложенной конфигурации связей между микроконтроллером и периферийными устройствами.Thus, the prototype booth allows you to study microcontroller control systems with an unchanged, rigidly laid configuration of communications between the microcontroller and peripheral devices.

В стенде-прототипе нет возможности изменения конфигурации связей между микроконтроллером и периферийными устройствами, кроме того, сам набор периферийных устройств не позволяет имитировать широкий набор входных воздействий, которые зачастую призваны обрабатывать реальные микроконтроллерные системы управления. Кроме того, системное программное обеспечение, которое обеспечивает загрузку и отладку, хранится во Flash-памяти, что допускает случайное его повреждение некорректно функционирующим отлаживаемым программным обеспечением. Конструктивное исполнение стенда в виде печатной платы, на которой располагаются как электронные компоненты, так и механические переключатели и контакты с зажимами под винт, не обеспечивает защиту от случайных механических или электростатических повреждений его элементов. Все это ограничивает функциональные и комбинаторные возможности стенда по изучению микроконтроллерных систем управления, а также снижает характеристики надежности.In the prototype booth, it is not possible to change the configuration of the connections between the microcontroller and peripheral devices, in addition, the set of peripheral devices itself does not allow simulating a wide range of input influences that are often designed to process real microcontroller control systems. In addition, system software that provides loading and debugging is stored in Flash memory, which allows accidental damage by incorrectly functioning debugged software. The design of the stand in the form of a printed circuit board, on which both electronic components and mechanical switches and contacts with screw clamps are located, does not provide protection against accidental mechanical or electrostatic damage to its elements. All this limits the functional and combinatorial capabilities of the stand for the study of microcontroller control systems, and also reduces the reliability characteristics.

Технической задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является разработка стенда для изучения микроконтроллерных систем управления, обеспечивающего расширенные функциональные и комбинаторные возможности при изучении, разработке и отладке микроконтроллерных систем управления.The technical problem to be solved by the claimed invention is directed is the development of a stand for studying microcontroller control systems that provides advanced functional and combinatorial capabilities in the study, development and debugging of microcontroller control systems.

Сущность изобретения заключается в том, что стенд для изучения микроконтроллерных систем управления, содержащий плату контроллера, на которой установлен микроконтроллер, постоянное запоминающее устройство, служащее для хранения программного обеспечения, оперативное запоминающее устройство, служащее для хранения оперативных данных, и преобразователь интерфейса передачи данных, служащий для связи с внешними устройствами, а также группу пользовательских интерфейсных устройств, состоящую из блока клавиатуры и блока индикации, дополнительно содержит группу периферийных тестовых и имитирующих устройств, состоящую из источника гармонических сигналов с регулируемой амплитудой и частотой, источника импульсных сигналов с регулируемой частотой и скважностью, потенциометра и интегрирующего RC-звена первого порядка с изменяемыми параметрами, а также коммутационное поле, первая группа выводов которого связана с выводами микроконтроллера, вторая группа выводов связана с выводами указанных пользовательских интерфейсных устройств, а третья группа выводов связана с выводами указанных тестовых и имитирующих устройств. При этом выводы, принадлежащие всем трем указанным группам, выполнены с обеспечением возможности соединения между собой в заданных комбинациях с помощью съемных электропроводящих перемычек и подключения к ним внешних стендов и контактных щупов внешних контрольно-измерительных проборов.The essence of the invention lies in the fact that the stand for the study of microcontroller control systems, comprising a controller board on which a microcontroller is installed, a read-only memory device used to store software, a random access memory device used to store operational data, and a data transmission interface converter serving for communication with external devices, as well as a group of user interface devices consisting of a keyboard unit and an indication unit, add It contains a group of peripheral test and simulating devices, consisting of a source of harmonic signals with adjustable amplitude and frequency, a source of pulse signals with adjustable frequency and duty cycle, a potentiometer and an integrating first-order RC link with variable parameters, as well as a switching field, the first group of conclusions of which connected to the outputs of the microcontroller, the second group of outputs connected to the outputs of the specified user interface devices, and the third group of outputs connected to the findings specified test and simulating devices. At the same time, the conclusions belonging to all three of the indicated groups are made with the possibility of connecting to each other in predetermined combinations using removable conductive jumpers and connecting external stands and contact probes to external control and measuring partitions to them.

Системное программное обеспечение хранится в постоянном запоминающем устройстве, которое выполнено в виде микросхемы памяти с ультрафиолетовым стиранием информации. Это позволяет избежать случайного повреждения системного программного обеспечения некорректно функционирующим отлаживаемым программным обеспечением.System software is stored in read-only memory, which is made in the form of a memory chip with ultraviolet erasure of information. This avoids accidental damage to system software by malfunctioning debugging software.

Конструктивно стенд выполнен в корпусе в виде настольного моноблока, служащего для обеспечения защиты от случайных механических и электростатических повреждений его элементов.Structurally, the stand is made in the case in the form of a desktop monoblock, which serves to provide protection against accidental mechanical and electrostatic damage to its elements.

Сущность изобретения и его реализуемость поясняются структурной схемой, представленной на чертеже.The invention and its feasibility are illustrated by the structural diagram presented in the drawing.

Стенд 1 для изучения микроконтроллерных систем управления (далее - стенд) содержит плату 2, на которой установлен микроконтроллер 3, постоянное запоминающее устройство 4, служащее для хранения системного программного обеспечения, и оперативное запоминающее устройство 5, служащее для хранения оперативных данных и отлаживаемой программы, и преобразователь интерфейса передачи данных 6, служащий для связи с сетью внешнего информационного обмена, а также коммутационное поле 7, группу 8 периферийных тестовых и имитирующих устройств, состоящую из источника 9 гармонических сигналов с регулируемой амплитудой и частотой, источника 10 импульсных сигналов с регулируемой частотой и скважностью, потенциометра 11 и интегрирующего RC-звена 12 первого порядка с изменяемыми параметрами, а также группу 13 пользовательских интерфейсных устройств, состоящую из матричной клавиатуры 14 и жидкокристаллического символьного индикатора 15.A stand 1 for studying microcontroller control systems (hereinafter referred to as a stand) comprises a board 2 on which a microcontroller 3 is installed, a read-only memory 4 used to store system software, and a read-only memory 5 used to store operational data and a debugged program, and a data transmission interface converter 6, which is used for communication with an external information exchange network, as well as a switching field 7, a group of 8 peripheral test and simulating devices, consisting of and a source of 9 harmonic signals with adjustable amplitude and frequency, a source of 10 pulse signals with an adjustable frequency and duty cycle, a potentiometer 11 and an integrating first-order RC link 12 with variable parameters, as well as a group 13 of user interface devices consisting of a matrix keyboard 14 and a liquid crystal character indicator 15.

Коммутационное поле 7 имеет три группы выводов 16, 17 и 18. Первая группа выводов 16 неразрывно связана с выводами микроконтроллера 3. Вторая группа выводов 17 неразрывно связана с выводами группы 13 пользовательских интерфейсных устройств. Третья группа выводов 18 неразрывно связана с выводами группы 8 периферийных тестовых и имитирующих устройств. При этом выводы, принадлежащие всем трем группам 16, 17 и 18, выполнены с обеспечением возможности соединения между собой в заданных комбинациях с помощью съемных электропроводящих перемычек (на чертеже не показаны) и подключения к ним контактных щупов внешних контрольно-измерительных приборов 19 и внешних стендов 20.The switching field 7 has three groups of pins 16, 17 and 18. The first group of pins 16 is inextricably linked to the pins of the microcontroller 3. The second group of pins 17 is inextricably linked to the pins of group 13 of user interface devices. The third group of conclusions 18 is inextricably linked with the conclusions of group 8 of peripheral test and simulating devices. At the same time, the conclusions belonging to all three groups 16, 17 and 18 are made with the possibility of connecting to each other in predetermined combinations using removable conductive jumpers (not shown in the drawing) and connecting to them contact probes of external instrumentation 19 and external stands twenty.

Стенд 1 выполнен с обеспечением возможности выбора подключения к инструментальной ЭВМ 21 или внешним стендам 22 через преобразователь интерфейса передачи данных 6 по протоколу RS232C.Stand 1 is made with the possibility of choosing the connection to the instrumental computer 21 or external stands 22 through the Converter interface data transfer 6 protocol RS232C.

В качестве микроконтроллера 3 в заявляемом стенде в предпочтительном варианте исполнения используется микроконтроллер фирмы Infineon SAB 80С535 семейства MCS-51. Постоянное запоминающее устройство 4 выполнено в виде микросхемы памяти с ультрафиолетовым стиранием информации. Такое исполнение запоминающего устройства 4, в отличие от прототипа, использующего Flash-память, существенно повышает эксплуатационную надежность в условиях учебного процесса.As the microcontroller 3 in the inventive stand, in the preferred embodiment, the microcontroller of the company Infineon SAB 80C535 of the MCS-51 family is used. Permanent storage device 4 is made in the form of a memory chip with ultraviolet erasure of information. This embodiment of the storage device 4, in contrast to the prototype using Flash-memory, significantly increases operational reliability in the educational process.

Конструктивно стенд 1 выполнен в виде настольного моноблока, защищающего внутренние элементы стенда 1 от случайного механического и электростатического повреждения. Моноблок выполнен с обеспечением возможности визуального осмотра элементов стенда 1 через прозрачное окно на лицевой панели.Structurally, stand 1 is made in the form of a desktop monoblock that protects the internal elements of stand 1 from accidental mechanical and electrostatic damage. The monoblock is made with the possibility of visual inspection of the elements of the stand 1 through a transparent window on the front panel.

Матричная клавиатура 14 и панель жидкокристаллического индикатора 15 расположены на лицевой панели стенда 1. Кроме того, на лицевой панели расположены органы управления источника 9 гармонических сигналов с регулируемой амплитудой и частотой, органы управления источника 10 импульсных сигналов с регулируемой частотой и скважностью, органы управления потенциометра 11 и интегрирующего RC-звена 12 первого порядка с изменяемыми параметрами.The matrix keyboard 14 and the LCD panel 15 are located on the front panel of the stand 1. In addition, on the front panel there are controls for the source 9 harmonic signals with adjustable amplitude and frequency, controls for the source 10 pulse signals with adjustable frequency and duty cycle, controls for the potentiometer 11 and an integrating RC link 12 of the first order with variable parameters.

На лицевую панель также выведены гнезда всех трех групп выводов 16, 17 и18 коммутационного поля 7, служащие для подключения съемных электропроводящих перемычек и контактных щупов внешних контрольно-измерительных приборов 19 и внешних стендов 20.The front panel also displays the sockets of all three groups of terminals 16, 17 and 18 of the switching field 7, which are used to connect removable conductive jumpers and contact probes of external instrumentation 19 and external stands 20.

Работа с заявляемым стендом осуществляется следующим образом. В соответствии с решаемой задачей составляется принципиальная схема соединений выводов микроконтроллера 3, выводов периферийных тестовых и имитирующих устройств из группы 8, выводов пользовательских интерфейсных устройств из группы 13, а также контактных щупов внешних контрольно-измерительных приборов 19 и внешних стендов 20. Эта схема собирается на коммутационном поле 7 при помощи съемных электропроводящих перемычек, соединением в нужной комбинации выводов групп 16, 17 и 18 коммутационного поля 7. С помощью внешней инструментальной ЭВМ 21 подготавливается отлаживаемое программное обеспечение, которое затем по сети внешнего информационного обмена загружается в оперативное запоминающее устройство 5. При этом используется системное программное обеспечение, хранящееся в постоянном запоминающем устройстве 4. Далее, с помощью системного программного обеспечения и контрольно-измерительных приборов 19 исследуется состояние микроконтроллерной системы, сигналы на определенных выводах микроконтроллера и их временные диаграммы. Внося корректировки в отлаживаемое программное обеспечение или заменяя его на новое исследуют возникающие при этом изменения в контролируемых сигналах.Work with the inventive stand is as follows. In accordance with the task to be solved, a circuit diagram of the connections of the terminals of the microcontroller 3, the outputs of the peripheral test and simulating devices from group 8, the outputs of the user interface devices from group 13, as well as the contact probes of the external measuring instruments 19 and external stands 20. This circuit is assembled on switching field 7 using removable conductive jumpers, connecting in the desired combination of terminals of groups 16, 17 and 18 of the switching field 7. Using an external instrumental computer 21 debugged software is prepared, which is then downloaded via external data exchange network to random access memory 5. At the same time, the system software stored in read-only memory is used 4. Next, the state of the microcontroller system is examined using system software and instrumentation 19 , signals at specific pins of the microcontroller and their timing diagrams. By making corrections to the debugged software or replacing it with a new one, the changes in the monitored signals are investigated in this case.

При этом, в отличие от прототипа, заявляемый стенд дополнительно позволяет получать навыки построения электрических схем, необходимые при разработке микроконтроллерных систем управления и изучать процессы, происходящие в микроконтроллерной системе управления, при расширенном наборе периферийных устройств, взаимодействующих с микроконтроллером.At the same time, unlike the prototype, the inventive stand additionally allows you to acquire the skills of building electrical circuits necessary for the development of microcontroller control systems and to study the processes occurring in the microcontroller control system, with an expanded set of peripheral devices interacting with the microcontroller.

Примененные решения обеспечивают новые функциональные и комбинаторные возможности стенда для изучения микроконтроллерных систем управления, а также улучшают его эксплуатационные характеристики, позволяя максимально приблизить процесс разработки микроконтроллерных систем управления к реальности, обеспечив надежность работы и простоту понимания происходящих в системе процессов.The applied solutions provide new functional and combinatorial capabilities of the stand for studying microcontroller control systems, as well as improve its operational characteristics, making it possible to bring the development of microcontroller control systems as close as possible to reality, ensuring reliable operation and ease of understanding of the processes occurring in the system.

Таким образом, из рассмотренного следует, что заявляемое изобретение технически осуществимо и обеспечивает достижение технического результата, заключающегося в создании стенда для изучения микроконтроллерных систем управления, обладающего, по сравнению с прототипом, принципиально отличающими его функциональными и комбинаторными возможностями при изучении, разработке и отладке микроконтроллерных систем управления, позволяя осуществлять отладку программной части совместно с аппаратной частью разрабатываемой микроконтроллерной системы управления и, таким образом, обеспечивающего повышение эффективности процесса обучения специалистов по разработке микроконтроллерных систем управления.Thus, it follows from the foregoing that the claimed invention is technically feasible and ensures the achievement of a technical result, which consists in creating a stand for studying microcontroller control systems, which, in comparison with the prototype, has fundamentally different functional and combinatorial capabilities in the study, development and debugging of microcontroller systems control, allowing you to debug the software part together with the hardware part of the microcontroller being developed with Stem management and thus to enhance the effectiveness of the process of training specialists in the development of microcontroller control systems.

Источники информацииInformation sources

1. RU № 2214628 (С2), G09B 23/18, опубл. 20.10.2003.1. RU No. 2214628 (C2), G09B 23/18, publ. 10/20/2003.

2. RU № 2067779 (CI), G09B 23/18, опубл. 10.10.1996.2. RU No. 2067779 (CI), G09B 23/18, publ. 10/10/1996.

3. RU № 2002111521 (A), G09B 23/18, опубл. 10.11.2003.3. RU No. 2002111521 (A), G09B 23/18, publ. 11/10/2003.

4. RU № 2110833 (CI), G06F 9/44, опубл. 10.05.1998.4. RU No. 2110833 (CI), G06F 9/44, publ. 05/10/1998.

5. RU № 2214621 (С2), G06F 9/455, опубл. 20.10.2003.5. RU No. 2214621 (C2), G06F 9/455, publ. 10/20/2003.

6. Лукичев А.Н. Расширение возможностей лабораторного комплекса SDK-1.1 // Научно-технический вестник СПбГИТМО (ТУ). Выпуск 10. Информация и управление в технических системах. - СПб.: СПбГИТМО(ТУ), 2003. С.86-90.6. Lukichev A.N. Expanding the capabilities of the laboratory complex SDK-1.1 // Scientific and Technical Bulletin of SPbGITMO (TU). Issue 10. Information and management in technical systems. - SPb .: SPbGITMO (TU), 2003. P.86-90.

Claims (3)

1. Стенд для изучения микроконтроллерных систем управления, содержащий плату контроллера, на которой установлен микроконтроллер, постоянное запоминающее устройство, служащее для хранения программного обеспечения, оперативное запоминающее устройство, служащее для хранения оперативных данных, и преобразователь интерфейса передачи данных, служащий для связи с внешними устройствами, а также группу пользовательских интерфейсных устройств, состоящую из блока клавиатуры и блока индикации, отличающийся тем, что стенд дополнительно содержит группу периферийных тестовых и имитирующих устройств, состоящую из источника гармонических сигналов с регулируемой амплитудой и частотой, источника импульсных сигналов с регулируемой частотой и скважностью, потенциометра и RC-звена с изменяемыми параметрами, а также коммутационное поле, первая группа выводов которого связана с выводами микроконтроллера, вторая группа выводов связана с выводами указанных пользовательских интерфейсных устройств, а третья группа выводов связана с выводами указанных тестовых и имитирующих устройств, при этом выводы, принадлежащие всем трем указанным группам, выполнены с обеспечением возможности соединения между собой в заданных комбинациях с помощью съемных электропроводящих перемычек и подключения к ним внешних стендов и контактных щупов внешних контрольно-измерительных проборов.1. A stand for studying microcontroller control systems, comprising a controller board on which a microcontroller is installed, a read-only memory device used for storing software, a read-only memory device used for storing operational data, and a data interface converter that is used to communicate with external devices as well as a group of user interface devices consisting of a keyboard unit and an indication unit, characterized in that the stand further comprises a group of peripheral test and simulating devices, consisting of a source of harmonic signals with adjustable amplitude and frequency, a source of pulse signals with adjustable frequency and duty cycle, a potentiometer and RC-link with variable parameters, as well as a switching field, the first group of conclusions of which is connected to the outputs of the microcontroller, the second group of conclusions is connected with the conclusions of the specified user interface devices, and the third group of conclusions is connected with the conclusions of the specified test and simulating devices, p and this conclusions belonging to all three of these groups, is configured to interconnect in predetermined combinations using removable conductive jumpers and connect to external stands and external contact probe control and measurement partings. 2. Стенд по п.1, отличающийся тем, что системное программное обеспечение хранится в постоянном запоминающем устройстве, выполненном в виде микросхемы памяти с ультрафиолетовым стиранием информации.2. The stand according to claim 1, characterized in that the system software is stored in a read-only memory made in the form of a memory chip with ultraviolet erasure of information. 3. Стенд по п.1, отличающийся тем, что конструктивно выполнен в корпусе в виде настольного моноблока. 3. The stand according to claim 1, characterized in that it is structurally made in the housing in the form of a desktop monoblock.
RU2008116513/08A 2008-04-21 2008-04-21 Stand for studying microcontroller control systems RU2402822C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2008116513/08A RU2402822C2 (en) 2008-04-21 2008-04-21 Stand for studying microcontroller control systems

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2008116513/08A RU2402822C2 (en) 2008-04-21 2008-04-21 Stand for studying microcontroller control systems

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2008116513A RU2008116513A (en) 2009-10-27
RU2402822C2 true RU2402822C2 (en) 2010-10-27

Family

ID=41352780

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2008116513/08A RU2402822C2 (en) 2008-04-21 2008-04-21 Stand for studying microcontroller control systems

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2402822C2 (en)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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
RU2656974C1 (en) * 2017-07-04 2018-06-07 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Донской государственный технический университет", (ДГТУ) Microcontroller stand for study and research of digital modulation algorithms used in digital broadcasting and mobile communication systems
RU2673351C1 (en) * 2017-12-15 2018-11-26 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Поволжский государственный университет телекоммуникаций и информатики" (ФГБОУ ВО ПГУТИ) Training hardware and software test bed for the study of the characteristics of a dual-frequency dtmf signals receiver
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
RU2765610C1 (en) * 2021-08-02 2022-02-01 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Ставропольский государственный аграрный университет» Microcontroller stand for studying, researching, and debugging algorithms of integrated control systems and digital signal processing
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

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
ЛУКИЧЕВ А.Н. Расширение возможностей лабораторного комплекса SDK-1.1. В: Научно-технический вестник СПбГИТМО (ТУ), вып. 10. Информация и управление в технических системах. - СПб.: СПбГИТМО (ТУ), 2003. *

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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
RU2656974C1 (en) * 2017-07-04 2018-06-07 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Донской государственный технический университет", (ДГТУ) Microcontroller stand for study and research of digital modulation algorithms used in digital broadcasting and mobile communication systems
RU2673351C1 (en) * 2017-12-15 2018-11-26 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Поволжский государственный университет телекоммуникаций и информатики" (ФГБОУ ВО ПГУТИ) Training hardware and software test bed for the study of the characteristics of a dual-frequency dtmf signals receiver
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
RU2765610C1 (en) * 2021-08-02 2022-02-01 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Ставропольский государственный аграрный университет» Microcontroller stand for studying, researching, and debugging algorithms of integrated control systems and digital signal processing
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

Also Published As

Publication number Publication date
RU2008116513A (en) 2009-10-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Drew et al. The toastboard: Ubiquitous instrumentation and automated checking of breadboarded circuits
RU2402822C2 (en) Stand for studying microcontroller control systems
Fidalgo et al. Using remote labs to serve different teacher's needs A case study with VISIR and RemotElectLab
CN113985319A (en) Automatic change interface test equipment
CN110187299A (en) A kind of aviation Support Equipment electrical parameter generic calibration system
CN204789908U (en) Circuit board automatic test system based on labVIEW
CN103699017A (en) Simulation test system and simulation test method for interface equipment of simulator in nuclear power station
RU2363975C2 (en) Portable programmable-diagnostics complex
CN101819250A (en) Method, system and target device for boundary scan experiment
CN103150436A (en) Assistance analysis device for EDA debugging process based on ChipScope
RU2636020C1 (en) Training electronics simulator
Ćika et al. Proteus Virtual System Modelling used for microcontroller education
CN105183954B (en) A kind of universal serial bus health monitoring platform based on PXI
Elfasi et al. Oscilloscope using arduino interface labview
RU77477U1 (en) STAND FOR STUDYING MICROCONTROLLER CONTROL SYSTEMS
Gomes et al. Remote laboratory support for an introductory microprocessor course
CN202171892U (en) Teaching platform for digital system design
RU75079U1 (en) DEVICE OF SIMULATION OF ELECTRICAL AND INFORMATION INTERACTION OF ROCKET WITH CARRIER EQUIPMENT
US11953524B2 (en) Tool for electronics testing and diagnostics
Serban et al. Universal platform for PCB functional testing
RU111683U1 (en) AUTOMATED CONTROL SYSTEM FOR ELECTRICAL CONNECTIONS
Destro et al. A low-cost system for experiments with digital circuits
Osolinskyi et al. The hybrid research stand based on labview within iot
CN203149573U (en) EDA debugging process auxiliary analyzing device based on ChipScope
RU2493609C1 (en) Stand for studying hybrid electronic devices