    Сейчас на сайте: 1 посетителей (1 зарегистрированных, 0 гостей) |   426057681  574055213 |  Партнерам |  Авторам |  Покупателям |
Компьютерное моделирование аналоговых микроэлектронных устройств (+ чертежи А1)
| дипломные работы, Разное Объем работы: 201 стр. Год сдачи: 2010 Стоимость: 3000 руб. Просмотров: 898 | Не подходит работа? |
Оглавление
Введение
Заключение
Заказать работу
СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ 9
1 ВЫБОР И ОБОСНОВАНИЕ СПОСОБОВ И СРЕДСТВ КОМПЬЮТЕРНОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ 10
1.1 Обзор современных систем компьютерного моделирования 10
1.1.1 Общие сведения о моделировании 10
1.1.2 Прикладные пакеты компьютерного моделирования 12
1.1.3 Результаты обзора систем компьютерного моделирования 18
1.2 Поиск существующих аналогов 20
1.2.1 Учебный лабораторный стенд LESO1 20
1.2.2 Учебный лабораторный стенд LESO3 21
1.2.3 АПК “Устройства приема и обработки сигналов” 22
1.2.4 Патентные исследования 25
1.3 Обоснование требований к проектируемому устройству 29
2 РАЗРАБОТКА СТРУКТУРНОЙ СХЕМЫ И МАТЕМАТИЧЕСКИХ МОДЕЛЕЙ 31
2.1 Синтез структурной схемы проектируемой системы 31
2.2 Описание математической модели ДУ 34
2.2.1 ДУ: общие сведения и основные параметры 34
2.2.2 Нормирование характеристик коллекторных токов 36
2.2.3 Нормирование и аппроксимация крутизны 38
2.2.4 Математическая модель измерения малосигнальных параметров ДУ 39
2.3 Компьютерное моделирование операционных схем 43
2.3.1 ОУ: общие сведения и технические параметры 43
2.3.2 ОУ: базовые операционные схемы 45
2.4 Разработка структурной схемы МБУ 54
3 ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ ПРИНЦИПИАЛЬНОЙ СХЕМЫ 56
3.1 Расчет масштабирующего усилителя 56
3.2 Расчет формирователя модуля 60
3.3 Расчет активного фильтра 65
3.4 Расчет схемы включения МК 70
3.5 Расчет схемы индикации 80
3.6 Расчет схемы АЦП 86
3.7 Расчет преобразователя интерфейсов 93
3.8 Результаты расчетов 96
4 РАЗРАБОТКА АЛГОРИТМА ПРОГРАММНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ 98
4.1 Обоснование выбора языка программирования 98
4.2 Свойства ключевых классов 101
4.2.1 Класс TimerCntX 101
4.2.2 Класс Display 103
4.2.3 Класс ADC_Class 107
4.2.4 Класс USART_Module 110
4.3 Обработчики прерываний 112
4.3.1 Прерывания по таймеру TMR0 112
4.3.2 Прерывания по завершению АЦП 113
4.3.3 Прерывания по приему модуля USART 115
4.3.4 Прерывания по вектору UDRE 118
4.3.5 Прерывания по сравнению таймера TMR1 118
5 МАШИННОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ МЭУ И АНАЛИЗ...
ВВЕДЕНИЕ 9
1 ВЫБОР И ОБОСНОВАНИЕ СПОСОБОВ И СРЕДСТВ КОМПЬЮТЕРНОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ 10
1.1 Обзор современных систем компьютерного моделирования 10
1.1.1 Общие сведения о моделировании 10
1.1.2 Прикладные пакеты компьютерного моделирования 12
1.1.3 Результаты обзора систем компьютерного моделирования 18
1.2 Поиск существующих аналогов 20
1.2.1 Учебный лабораторный стенд LESO1 20
1.2.2 Учебный лабораторный стенд LESO3 21
1.2.3 АПК “Устройства приема и обработки сигналов” 22
1.2.4 Патентные исследования 25
1.3 Обоснование требований к проектируемому устройству 29
2 РАЗРАБОТКА СТРУКТУРНОЙ СХЕМЫ И МАТЕМАТИЧЕСКИХ МОДЕЛЕЙ 31
2.1 Синтез структурной схемы проектируемой системы 31
2.2 Описание математической модели ДУ 34
2.2.1 ДУ: общие сведения и основные параметры 34
2.2.2 Нормирование характеристик коллекторных токов 36
2.2.3 Нормирование и аппроксимация крутизны 38
2.2.4 Математическая модель измерения малосигнальных параметров ДУ 39
2.3 Компьютерное моделирование операционных схем 43
2.3.1 ОУ: общие сведения и технические параметры 43
2.3.2 ОУ: базовые операционные схемы 45
2.4 Разработка структурной схемы МБУ 54
3 ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ ПРИНЦИПИАЛЬНОЙ СХЕМЫ 56
3.1 Расчет масштабирующего усилителя 56
3.2 Расчет формирователя модуля 60
3.3 Расчет активного фильтра 65
3.4 Расчет схемы включения МК 70
3.5 Расчет схемы индикации 80
3.6 Расчет схемы АЦП 86
3.7 Расчет преобразователя интерфейсов 93
3.8 Результаты расчетов 96
4 РАЗРАБОТКА АЛГОРИТМА ПРОГРАММНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ 98
4.1 Обоснование выбора языка программирования 98
4.2 Свойства ключевых классов 101
4.2.1 Класс TimerCntX 101
4.2.2 Класс Display 103
4.2.3 Класс ADC_Class 107
4.2.4 Класс USART_Module 110
4.3 Обработчики прерываний 112
4.3.1 Прерывания по таймеру TMR0 112
4.3.2 Прерывания по завершению АЦП 113
4.3.3 Прерывания по приему модуля USART 115
4.3.4 Прерывания по вектору UDRE 118
4.3.5 Прерывания по сравнению таймера TMR1 118
5 МАШИННОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ МЭУ И АНАЛИЗ...
Трудно представить себе образ современного естествознания без математических и компьютерных моделей. Сейчас они используются повсеместно и невероятно успешно.
Можно утверждать, что относительно новый вид эксперимента - вы-числительный – дал возможность ученым приоткрыть завесу тайны там, где традиционное экспериментирование затруднено или невозможно. Речь идет о моделировании в области термодинамики, квантовой теории поля, наноэлектронике и других областях.
Появление таких пакетов прикладного программного обеспечения, как MATLAB, Multisim, Proteus, LabVIEW, позволяет говорить о высоком уровне развития математического моделирования. Практически не существует математических задач, для которых возможно задание алгоритма, которые нельзя решить в MATLAB. Библиотека SPS достаточно обширна. Вместе с тем имеется возможность создания новых блоков как на основе уже имеющихся, так и на основе блоков основной библиотеки Simulink и управляемых источников тока и напряжения. Таким образом, SPS в составе Simulink по состоянию на 2010г. может считаться одной из лучших программных систем для компьютерного моделирования.
Внедрение в учебный процесс компьютерного моделирования является тем более актуальным в свете современных тенденций к дистанционной форме обучения. В этом отношении в БГУИР проведена колоссальная работа по дублированию учебной, методической и научной литературы в электронном виде и созданию электронных учебников и УМК.
Однако остается нерешенным вопрос о создании виртуальных лабораторий. Частично он решается за счет перехода от физического эксперимента к математическому моделированию, недостатки которого уже очевидны. Студент, работая с математической моделью, всегда ограничен – физический объект всегда может дать новое знание, процесс генерации которого не формализуем вообще либо формализуется слабо. Всегда остаются свойства, которые не включаются в модель. Вместе с тем имеется возможность сохранить все достоинства физического эксперимента и реализовать...
Можно утверждать, что относительно новый вид эксперимента - вы-числительный – дал возможность ученым приоткрыть завесу тайны там, где традиционное экспериментирование затруднено или невозможно. Речь идет о моделировании в области термодинамики, квантовой теории поля, наноэлектронике и других областях.
Появление таких пакетов прикладного программного обеспечения, как MATLAB, Multisim, Proteus, LabVIEW, позволяет говорить о высоком уровне развития математического моделирования. Практически не существует математических задач, для которых возможно задание алгоритма, которые нельзя решить в MATLAB. Библиотека SPS достаточно обширна. Вместе с тем имеется возможность создания новых блоков как на основе уже имеющихся, так и на основе блоков основной библиотеки Simulink и управляемых источников тока и напряжения. Таким образом, SPS в составе Simulink по состоянию на 2010г. может считаться одной из лучших программных систем для компьютерного моделирования.
Внедрение в учебный процесс компьютерного моделирования является тем более актуальным в свете современных тенденций к дистанционной форме обучения. В этом отношении в БГУИР проведена колоссальная работа по дублированию учебной, методической и научной литературы в электронном виде и созданию электронных учебников и УМК.
Однако остается нерешенным вопрос о создании виртуальных лабораторий. Частично он решается за счет перехода от физического эксперимента к математическому моделированию, недостатки которого уже очевидны. Студент, работая с математической моделью, всегда ограничен – физический объект всегда может дать новое знание, процесс генерации которого не формализуем вообще либо формализуется слабо. Всегда остаются свойства, которые не включаются в модель. Вместе с тем имеется возможность сохранить все достоинства физического эксперимента и реализовать...
В рамках дипломного проектирования по теме “Компьютерное моделирование аналоговых микроэлектронных устройств” удалось достигнуть следующих основных результатов.
Был осуществлен и обоснован выбор технических средств осуществ-ления (реализации) компьютерного моделирования. Ведущим инструментом был избран пакет компьютерных программ PROTEUS 7.6 SP4, в качестве второстепенных при проектировании были использованы MicroCAP 9, MathCAD 14 и MS Excel 2007.
Успешно реализован структурный синтез проектируемой системы. Для дипломного проектирования был выбран полный расчет законченного функционального узла – микропроцессорного блока управления (МБУ).
Расчеты принципиальной схемы дополнены результатами компью-терного моделирования, что подтверждает правильность вычислений.
Наиболее высоких результатов в ходе дипломного проектирования мы достигли при разработке программного обеспечения на базе языка ISO/IEC 14882 С++. Финальная версия разработанного ПО использует самую современную парадигму функционального проектирования – ООП. Так, разработанные нами классы позволили реализовать удобный, компактный и высокостабильный интерфейс доступа ко всем используемым модулям микропроцессора.
По результатам проектирования был собран рабочий прототип МБУ, отладка которого в связи с использованием программного обеспечения на базе языка программирования высокого уровня С++ не вызвала каких-либо затруднений и заняла всего несколько дней. Основные сложности были связаны с организацией высокостабильных цепей питания и работ по сборке устройства.
На заключительном этапе проектирования была осуществлена кон-кретизация выбора МЭУ для моделирования. Определенный нами ДУ был тщательно проанализирован, мы составили компьютерную модель его принципиальной схемы и подключили к компьютерной модели разработанного МБУ.
Несмотря на целый ряд возникших затруднений и жесткого ограничения вычислительной мощности удалось произвести совместное моделирование микропроцессорной системы в виде МБУ и аналогового...
Был осуществлен и обоснован выбор технических средств осуществ-ления (реализации) компьютерного моделирования. Ведущим инструментом был избран пакет компьютерных программ PROTEUS 7.6 SP4, в качестве второстепенных при проектировании были использованы MicroCAP 9, MathCAD 14 и MS Excel 2007.
Успешно реализован структурный синтез проектируемой системы. Для дипломного проектирования был выбран полный расчет законченного функционального узла – микропроцессорного блока управления (МБУ).
Расчеты принципиальной схемы дополнены результатами компью-терного моделирования, что подтверждает правильность вычислений.
Наиболее высоких результатов в ходе дипломного проектирования мы достигли при разработке программного обеспечения на базе языка ISO/IEC 14882 С++. Финальная версия разработанного ПО использует самую современную парадигму функционального проектирования – ООП. Так, разработанные нами классы позволили реализовать удобный, компактный и высокостабильный интерфейс доступа ко всем используемым модулям микропроцессора.
По результатам проектирования был собран рабочий прототип МБУ, отладка которого в связи с использованием программного обеспечения на базе языка программирования высокого уровня С++ не вызвала каких-либо затруднений и заняла всего несколько дней. Основные сложности были связаны с организацией высокостабильных цепей питания и работ по сборке устройства.
На заключительном этапе проектирования была осуществлена кон-кретизация выбора МЭУ для моделирования. Определенный нами ДУ был тщательно проанализирован, мы составили компьютерную модель его принципиальной схемы и подключили к компьютерной модели разработанного МБУ.
Несмотря на целый ряд возникших затруднений и жесткого ограничения вычислительной мощности удалось произвести совместное моделирование микропроцессорной системы в виде МБУ и аналогового...
После офорления заказа Вам будут доступны содержание, введение, список литературы*
*- если автор дал согласие и выложил это описание.