Обзор возможностей и характеристик программы circuitmaker реферат

Обновлено: 04.07.2024

dosikus,
Да согласен что это только радио-любительство в личных целях, если можно так сказать. LPT порт сейчас уже древность. Но удобная. Компы сейчас уже не все его имеют. Но читал тут что совсем прощаться с ним не хотят. Работают через него
самодельные небольшие станки. Вся эта сейчас техника постоянно обновляется.
Что сейсас есть из этой периферии через год уже устаревает. Так-же как и выбор
компа в магазине. Сегодня выбрали самый последний накрученный. Через три года
для этой марки вы комплектацию не купите.
Немного еще про программы моделирования. Как вы писали виртуальные. Так они и нужны
для того что-бы перед железякой промоделировать задуманное. Посмотреть как работает в динамике
схема. В виртуалке нечего дифицитного и дорогого не спалишь. Одни работают на одних прогах
в зависимости от рода специфики схем. Например хорошо что в проте есть модели ардуин.(для меня) Перед
заливкой программы в реальную, смотрю работу в проте. Хорошо когда есть выбор этих программ.
Одни схемы хорошо моделируются в одних и другие в этой плохо. Иметь надо несколько что-бы
даже что-то для дома собрать что-то серьезное.
Я конечно про производственную работу здесь речь не веду. Да мне это и не надо. Для нас пенсионеров для себя, ради собственного удовольствия что-то изобрести и собрать.
Помню свои молодые годы когда из монтажника р/апп. перешел сразу в инжинеры без высшего обр. Полюбил цифровую схемотехнику. Оставались после работы с инженерами делали кое-что для
себя. Предложили перейти в лабораторию. Она занималась тогда цифровым кодированием и декодированием сигналов. Конечно просто рядовым инженером без повышений. Ну а что по тем
временам отлично. Дали хороший оклад. И прогрессивка каждый квартал. Я к чему это все, вот
когда нагрузили меня построением схем я забыл про радио-любительство. Перемежение сигналов по коду СОЛОМОНА знаете такую. Конечно интересная работа была. Примерно так. Давали опорные частоты в такты им нужно было вшивать свои строго определенные сигналы так называемые помехи. А декодером их отслеживать и уничтожать. Все делалось без контроллеров по тем временам. На чистой микросхемной базе. Голова так пухла на работе. Но получалось. Делалось для закрытых каналов связи в войсках. И попутно для правительства СССР. Институт имел любые возможности. Измерительная техника была на те времена почти вся импортная в основном из штатов. Доставали через третьи страны. Ну а потом 91г. и все рухнуло.

__________________
С Уважением Александр Владимирович
г. Москва

Последний раз редактировалось цифровик; 18.11.2016 в 12:36 .

Я тоже предпочитаю CircuitMaker. Ничего лучше до сих пор не сделано!

Мобильный робот — автоматическая машина, в которой имеется движущееся шасси с автоматически управляемыми приводами. Такие роботы могут быть колёсными, шагающими и гусеничными. Наиболее распространёнными роботами являются четырёхколёсные и гусеничные роботы. Создаются также роботы, имеющие другое число колёс — два или одно. Такого рода решения позволяют упростить конструкцию робота, а также придать роботу возможность работать в пространствах, где четырёхколёсная конструкция оказывается неработоспособна.

Содержание работы

Введение 2
1 Формулировка задания 3
2 Составление блок-схемы роботизированной тележки 4
3 Диаграммы состояний СУРТ 5
4 Таблица переходов 6
5 Составление структурной схемы 7
6 Принцип действия СУРТ 8
6.1 Блок подачи и обработки сигнала 8
6.2 Блок выбора поворота 9
6.3 Блок счета движения 10
6.4 Блок обработки сигнала 11
6.5 Блок вывода 12
7 Схема СУРТ смоделированного в программе CircuitMaker 13
Выводы 14
Список использованной литературы 14

Файлы: 1 файл

Пояснительная записка.doc

Приложение А Перечень элементов

Приложение Б Схема электрическая принципиальная

1206.337012.000 ПЗ

CУРТ с ходовым двигателем

Введение

Для разработки роботов используется теория автоматов. Существуют различные способы их описания, наиболее удобные способы это рассматривание системы управления робота как автомат Мура или Мили. В данной работе будем использовать автомат Мура, как более удобный и простой для решения поставленной задачи.

Автомат Мура (абстрактный автомат второго рода) в теории вычислений — конечный автомат, выходное значение сигнала в котором зависит лишь от текущего состояния данного автомата, и не зависит напрямую, в отличие от автомата Мили, от входных значений. Способы задания :

Диаграмма — изображённый на плоскости ориентированный граф, вершины которого взаимно однозначно соответствуют состояниям автомата, а дуги — входным символам.
Таблица переходов-выходов, в ячейках которой для каждой пары значений аргументов х(t), q(t) проставл яются будущие внутренние состояния q(t+1). Значения выходных сигналов y(t) представляются в отдельном столбце.

Рис.1. Функциональная схема автомата Мура

1 Формулировка задания

СУ роботизированной тележки с ходовым двигателем и тормозами

Современные электронные САПР предлагают решение следующих задач:

- моделирование смешанных аналого-цифровых устройств;
- моделирование и синтез логики для ПЛИС ;
- схемотехническое и электромагнитное моделирование СВЧ- устройств;
- поведенческое моделирование на уровне структурных схем;
- проектирование печатных плат;
- анализ электромагнитной совместимости;
- тепловое моделирование;
- средства подготовки печатных плат к производству;
- проектирование топологий БИС;
- проектирование электротехнических схем и чертежей;

Наиболее распространенной задачей проектирования является моделирование аналого-цифровых устройств. Все современные продукты предполагают ввод проекта в редакторе принципиальных схем, после чего генерируется список соединений, необходимый для работы программы моделирования. В качестве счетного ядра почти во всех программах используется программа SPICE. Почти все компании предлагают бесплатные студенческие версии.

Основными электронными САПР здесь являются:

Программа CircuitMaker , изначально разработанная компанией MicroCode Engineering относится к категории легких САПР. Программа имеет собственный редактор схем, является легко настраиваемой и без труда адаптируется к нуждам конкретного разработчика. Это подходит для пользователей, решающих не очень сложные задачи, например, университетов. Для работы в домашних условиях студентам предлагается бесплатная версия с ограничением на размер проекта.

Для решения более сложных задач наилучшим образом подходит программа PSPICE A / D . Эта программа была изначально разработана компанией MircoSim и входила в состав пакета DesignLab. Впоследствии она вошла в состав пакета OrCAD компании Cadence. Эта программа может выполнять самые различные виды анализа, а также имеет ряд функций просмотра результатов расчета, не доступных в других системах моделирования. Дополненная специальным модулем PSPICE Optimizier, она позволяет не только моделировать, но и оптимизировать схемы по различным критериям. Цена программы существенно выше, однако и здесь имеются ограниченные бесплатные версии для студентов.

Последний продукт из данной категории изначально был разработан компанией ViewLogic. Впоследствии он вошел в состав продукта eProduct Designer компании Innoveda. Модуль ViewAnalog имеет стандартный набор функций моделирования смешанных аналого-цифровых устройств на базе алгоритма SPICE, но настолько тесно интегрируется с продуктами семейства Fusion, что позволяет моделировать поведение программируемой логической схемы, описанной на языках VHDL, Verilog, Abel в окружении аналоговых компонентов.

Основные характеристики Micro - Cap 8:

- многостраничный графический редактор принципиальных схем, поддерживающий иерархические структуры;

- поведенческое моделирование аналоговых и цифровых компонентов, возможность описания цифровых компонентов с помощью логических выражений. В сочетании с библиотекой графических символов типовых операций (суммирование, вычитание, умножение, интегрирование, применение преобразования Лапласа, Z - преобразования и т. п.). Это позволяет моделировать динамические системы, заданные не только принципиальными, но и функциональными схемами;

- большая библиотека компонентов, включающая в себя наиболее популярные цифровые интегральные схемы дискретной логики и PLD и аналоговые компоненты типа диодов, биполярных, полевых и МОП-транзисторов, магнитных сердечников, линий передачи с потерями, макромодели операционных усилителей, кварцевых резонаторов, датчиков Холла и т. п. Все эти модели написаны в стандартном формате SPICE и могут быть использованы с программами моделирования фирм Altium , Cadence , IntoSoft и др.;

- макромодели компонентов могут быть представлены в виде принципиальных электрических схем или в текстовом виде;

- графики результатов выводятся в процессе моделирования или после его окончания по выбору пользователя, имеются сервисные возможности обработки графиков;

- многовариантный анализ при вариации параметров и статистический анализ по методу Монте-Карло;

- имеется специальная программа MODEL для расчета параметров математических моделей аналоговых компонентов по справочным или экспериментальным данным;

- при наличии ошибок информация о них мгновенно появляется на экране (в PSpice большинство ошибок нужно отыскивать в текстовом файле); имеются встроенные средства помощи;

- имеется электронная документация и контекстно-ориентированные средства помощи.

Micro - Cap 8 выпускается для платформ IBM , NEC и Macintosh . Версии для IBM PC требуют: процессор не хуже Pentium II , ОЗУ объемом не менее 64 Мб, Microsoft или совместимая с ней двухкнопочная мышь, операционная система Windows 95/98/ ME или Windows 2000/ NT 4/ХР.

Программа Micro - Cap 8 очень удобна для первоначального освоения схемотехнического моделирования электронных схем. Наибольшее распространение она может получить при обучении студентов.

Multisim 7 обеспечивает рисование схем сбор и моделирование в PSPICE , VHDL и Verilog. Имеет простой графический редактор с возможностью анимации. Позволяет рисовать объемные 3 d схемы. Результаты анализа выводятся на виртуальные инструменты, устроенные аналогично реальным . Multisim 7, по сравнению с предыдущей версией, дополнен новыми инструментами. Идеален для педагога и студента. По своим возможностям моделирования близок Micro - Cap .

Другой важной задачей проектирования является синтез логической схемы для последующей ее реализации на программируемых логических интегральных схемах PLD, CPLD, FPGA. Как правило, в продуктах, предназначенных для этих целей, используется задание функционирования работы схемы на одном из языков описания аппаратуры HDL, например, VHDL или Verilog. Для простых устрой ств пр оект может быть задан в виде принципиальной схемы.

Перечислим основные современные электронные САПР этого типа:

Более мощным решением в этой области служит программа FPGA Studio, которую компания Cadence начала предлагать своим пользователям вместо программы OrCAD Express. Эта программа обеспечивает расширенные возможности синтеза и моделирования логических схем с последующей упаковкой их в микросхемы ведущих производителей. Она превосходит по функциональности перечисленные выше продукты, предлагаемые компанией Protel, но и стоит при этом почти на порядок дороже.

Принципиально иной уровень сложности задач решают системы проектирования СВЧ устройств. Как правило, для получения характеристик объемных структур здесь требуется решение уравнений Максвелла, а для моделирования линейных и нелинейных схем привычных моделей и методов, используемых ядром SPICE недостаточно. Здесь доминируют четыре продукта:

- интегрированный пакет Microwave Office 2002, 2003 компании AWR;
- систему полного электромагнитного моделирования CST Microwave Studio компании CST;
- систему полного электромагнитного моделирования QuickWave-3D компании QWED;
- систему полного электромагнитного моделирования EMPIRE компании IMST;

Microwave Office 2003 - наиболее интегрированный пакет из всех перечисленных. В этой версии реализовано несколько принципиальных нововведений, нацеленных на повышение эффективности проектирования высокочастотных (RF) устройств и СВЧ монолитных микросхем (MMIC). Например, быстродействие системы моделирования увеличилось в среднем в 500 раз, что дало возможность настраивать сложные нелинейные схемы в режиме реального времени так же, как раньше обрабатывались только линейные схемы. Новая реализация алгоритмов гармонического баланса позволила обеспечить быструю сходимость при моделировании больших схем с сильно выраженной нелинейностью.

Высокое быстродействие системы моделирования позволило повысить качество статистического анализа и оптимизации, которые ранее занимали существенно большее время.

В то время как анализ в частотной области позволяет решить большинство задач проектирования СВЧ-устройств, для ряда задач, например, моделирования цепей фазовой автоподстройки частоты, необходимо использовать методы анализа во временной области. Новая версия Microwave Office 2003, в дополнение к методам гармонического баланса и рядов Вольтерра для схем, а также к методу моментов Галеркина для планарных EM-структур, включает в себя вычислительное ядро, интегрирующее собственную математику и алгоритмы HSPICE компании Synopsys, соглашение о партнёрстве с которой было подписано в ноябре 2002 года.

Более простое и дешевое решение предлагает другая немецкая компания IMST. Ее продукт EMPIRE использует классическую реализацию метода FDTD, из-за чего для получения точных результатов для объемных структур произвольной формы, образованных криволинейными поверхностями, требуется большее время и вычислительные мощности. Здесь также можно получать различные частотные характеристики СВЧ-устройств, а также диаграммы направленности антенн.

Следующая категория продуктов нацелена на моделирование электронных систем на поведенческом уровне. Здесь от программы требуется большая гибкость, наличие точных библиотек функциональных модулей, возможность сопряжения с другими системами моделирования. В этой области отметим два продукта:

- Пакет SystemView компании Elanix ;
- Пакет Microwave Office 2003 компании AWR ;

Ранее мы уже упоминали об этих продуктах, однако, стоит рассмотреть их поподробнее. Несмотря на то, что назначение продуктов сходное в них просматривается ярко выраженная специализация.

Перечислим пакты САПР для проектирования печатных плат. Как правило, это сквозные системы проектирования, где разработка проекта начинается с прорисовки принципиальной схемы и заканчивается генерацией управляющих файлов для оборудования изготовления фотошаблонов и сверления отверстий. Здесь следует отметить следующие продукты:

- Пакет CircuitMaker 2000 компании Protel;
- Пакет P-CAD 2002 компании Protel;
- Пакет Protel 99 SE компании Protel;
- Пакет OrCAD компании Cadence;
- Пакет PCB Design Studio компании Cadence.

Программа CircuitMaker, изначально разработанная фирмой MicroCode Engineering, после слияния ее с компанией Protel стала предлагаться как самое дешевое решение для проектирования несложных печатных плат. Стандартная версия программы позволяет разрабатывать платы, содержащие до шести сигнальных слоев и до двух слоев металлизации. Наряду с весьма удобным и гибким редактором схем, а также программой моделирования этот продукт может оказаться весьма полезным для использования в учебном процессе.

Несколько более мощной, является система P - CAD 2002. Она является логическим продолжением продуктов ACCEL EDA американской фирмы ACCEL Technologies, поглощенной компанией Protel в начале 2000 года. Компании Protel понадобилось несколько лет, чтобы приблизить функциональность этого продукта к уровню собственной программы Protel 99 SE. Сейчас эти продукты имеют много общего: между ними существует полный двунаправленный транслятор, одинаковы состав и структура библиотек элементов, идентичны модули моделирования, автотрассировки и анализа целостности сигналов, имеется интерфейс с программой авторазмещения и автотрассировки SPECCTRA компании Cadence.

Protel 99 SE является мощной программой, предназначенной для разработки проектов сверху вниз. Здесь применена оригинальная технология хранения проектной информации с возможностью одновременного сетевого доступа различных разработчиков к одним и тем же частям проекта. Проекты могут иметь сколь угодно сложн ую ие рархию. Реализованная здесь архитектура клиент-сервер, предоставляет пользователям практически неограниченные возможности добавления в систему собственных модулей. Пакет без труда работает с национальными языками, так как использует настройки локализованной операционной системы Windows. Точность прорисовки примитивов на платах составляет 0.001 мил или 0.025 мкм, что на два порядка выше, чем в любой другой система проектирования.

OrCAD 9.2 сопоставим с Protel 99 SE по функциональности. Редактор печатных плат OrCAD Layout имеет три различные конфигурации с разными функциональными возможностями. В проекте платы здесь может присутствовать до 30 слоев, 16 из которых могут быть сигнальными. Имеются встроенные средства авторазмещения и автотрассировки, а также интерфейс с программой SPECCTRA. Однако главным модулем в этом пакете является не редактор печатных плат, а редактор принципиальных схем OrCAD Capture CIS, оснащенный единственной в своем роде системой управления базами данных компонентов. Система CIS Component Information System была разработана для обеспечения всем пользователям пакета OrCAD доступа через сеть Интернет к централизованным базам данных компонентов, расположенным на сайте

OrCAD 10.5 стал доступен в 2005г. C опоставим с Protel DXP и PCAD -2005 по функциональности. В пакет программ интегрирован трассировщик SPECCTRA. Появились новые утилиты проектирования. Усовершенствована подсистема моделирования на базе Pspice . Обновился состав библиотек.

Отдельно следует упомянуть систему анализа электромагнитной совместимости печатных плат Omega PLUS канадской компании Quantic EMC. Этот пакет не является системой проектирования как таковой, но он имеет интерфейсы импорта проектов из всех выше перечисленных, а также ряда других, менее распространенных систем. В процессе моделирования здесь может быть проведен не только анализ целостности сигналов и перекрестных искажений, но и могут быть получены спектры излучения платы в заданном диапазоне частот, уровни токов в проводниках, а также интенсивность электрического и магнитного полей над платой.

Несколько слов следует сказать о тепловом анализе печатных плат. Отметитим следующие програмы:

- Программа BETAsoft-Board компании Dynamic Soft Analysis;
- Программа Sauna компании Thermal Solutions;

Программа BETAsoft - Board компании Dynamic Soft Analysis моделирует тепловые процессы на печатных платах. Здесь также имеются интерфейсы импорта проектов из всех выше перечисленных продуктов, богатые библиотеки моделей и материалов. В процессе расчета могут быть получены температуры отдельных компонентов, карты прогрева плат, градиент температур. Для анализа тепловых процессов в кристаллах предлагается другая программа BETAsoft-MCM, которая была названа известным журналом EDN лучшим продуктом года.

Программа теплового анализа Sauna компании Thermal Solutions позволяет моделировать поведение не только плат, но и блоков и шкафов. Здесь присутствуют обширные библиотеки компонентов и материалов. Имеется специальный графический редактор, позволяющий прорисовывать конфигурацию оборудования. Система дает возможность назначать специальные рабочие циклы с учетом включения и выключения внешних источников питания.

Важным этапом проектирования печатных плат является подготовка уже разработанного проекта к производству. Под этим подразумевается генерация управляющих файлов для изготовления фотошаблонов , станков для сверления отверстий, оборудования для автоматического тестирования плат и расстановки компонентов. Как правило, все системы проектирования печатных плат имеют встроенные средства генерации таких файлов, тем не менее, имеется ряд задач, которые необходимо выполнять в специально предназначенных для этого продуктах. Большинство проблем связано с получением оптимизированных файлов в формате Gerber для изготовления фотошаблонов. Здесь предлагаются следующие продукты:

- Программа CAMtastic! компании Protel;
- Программа CAM350 компании Innoveda;
- Программа CAMMaster компании Lavenir.

Самой простой, но в то же время достаточно мощной программой является CAMtastic!. Эта программа была изначально разработана фирмой Innovative CAD Software, озднее поглощенной компанией Protel, и сейчас поставляется в двух конфигурациях, отличающихся ценой и функциональностью. Наиболее простая из этих двух версий поставляется бесплатно с продуктами P-CAD 2002 и Protel 99 SE в качестве дополнения к имеющимся в них встроенным CAM- средствам.

Несколько более мощным продуктом является программа CAM350, изначально разработанная компанией ACT, вошедшей в состав фирмы Innoveda. Ранее облегченная версия этого продукта поставлялась с пакетом ACCEL EDA, поэтому имела схожую с ней идеологию и позволяла загружать проект платы не в виде набора Gerber файлов, а файл PCB с сохранением информации об электрических связях. Использование языка написания макросов дает возможность автоматизировать большинство операций по оптимизации производственных файлов. Однако интерфейс этой программы недостаточно гибок.

Идеальное с точки зрения пользователя решение предлагает компания Lavenir. Линия CAM - продуктов этой компании достаточно широка и ориентирована на собственные фотоплоттеры Pulsar 8000, для обмена данными с которыми используется специальный формат. Самой мощной и дорогой из них программой здесь является CAMMaster 7.1, которая является полностью настраиваемым под нужды разработчика инструментом обработки Gerber файлов. Все функции этого пакета доступны программно с использованием языка VBA, в результате чего интерфейс программы может быль легко видоизменен с учетом особенностей технологического цикла конкретного предприятия. Компания Lavenir также предлагает программное обеспечение для генерации файлов для тестирования плат и сверления отверстий. Все программы имеют различные конфигурации и позволяют подобрать оптимальное для пользователя соотношение цена/функциональность.

Ещё одна категория пакетов САПР - это системы для электротехники. Сейчас многие компании, выпускающие механические САПР, предлагают решения для этих целей. Тем не менее следует помнить, что все механические САПР представляют собой всего лишь мощные системы черчения с использованием компьютера. Все графические объекты в таких системах не имеют электрического смыла, а поэтому здесь затруднена обработка информации, связанная со списком соединений. Особенность систем для электротехники заключается в том, что первичной здесь должна быть именно электрическая информация. Здесь отметим три продукта:

- Модуль Elektra-CAD компании Desktop EDA для пакета Protel 99 SE;
- Пакет WSCAD компании WSCAD Electronic;
- Пакет PCschematic ELautomation компании DpS CAD-center ApS.

Модуль Elektra-CAD компании Desktop EDA представляет собой встраиваемое решение, прекрасно демонстрирующее возможности пакета Protel 99 SE по расширению его функциональности. По сути, этот модуль добавляет в стандартный редактор принципиальных схем ряд функций, библиотек и панелей инструментов, направленных на создание электротехнических схем. Однако здесь отсутствуют такие важные для электротехники функции, как генерация таблиц кабелей и многое другое. Прорисовка механических чертежей возможна только в рамках редактора схем, что не всегда удобно из-за используемой здесь системы измерения.

Заключение: Пока очень скромно представлены разработки отечественных программистов, однако, в самое ближайшее время появятся системы измерения параметров полупроводниковых приборов и генерации их SPICE моделей, синтеза СВЧ фильтров.

Эта программа не менее удобна, чем предыдущая. Она несколько дешевле. Всего 1500 долларов, что не мешает мне забыть о возможности ее приобретения. Программа помогает строить как цифровые схемы, так и работать с аналоговыми (рис. 3.14).

И нельзя сказать, что просмотр сигналов в этой программе неудобен. Наоборот, все удобно и наглядно (рис. 3.15).

Рис. 3.15. Усилитель в программе CircuitMaker

Затем последуют срабатывания системы, если вы забудете (или не успеете) снять ее с режима охраны и т. п.

Самым лучшим решением в подобной ситуации станет тщательное продумывание, в котором поможет программа CircuitMaker (рис. 3.16).

Рис. 3.16. Подсистема охраны в программе CircuitMaker

Как и предыдущая, она имеет часть, предназначенную для создания печатной платы. Современная любительская технология позволяет сделать печатную плату очень хорошего качества. Если использовать поверхностный монтаж, выполнение платы может мало отличаться от промышленного. Я имею в виду использование лазерного принтера для нанесения рисунка. В этом случае наличие возможности выполнить разводку в той же программе, где разработана схема, скорее обязательно, чем желательно (рис. 3.17).

Я не сомневаюсь, что для многих из вас высокая стоимость программ не является препятствием для их использования. И не думаю, что вышеупомянутыми программами ограничивается выбор. Я только хотел подчеркнуть, что, используя микроконтроллеры, не следует забывать о микросхемах попроще: транзисторах и резисторах, конденсаторах и трансформаторах.

Рис. 3.17. Вид печатной платы в программе TraxMaker

Даже такой возможностью, как просто отрисовать схему, не следует пренебрегать. Одно дело мысленно нарисовать схему, в которой легко ошибиться, скажем, забыв, что счетчик - десятичный, а не двоичный. Другое дело - нарисовать ее на бумаге. Правда, у меня бумага после недолгой работы со схемой превращается в грязное подобие решета - следствие многократных переделок. Для рисования есть удобные графические средства. Когда-то я использовал AutoCAD LT, но возможность нарисовать и проверить работу, хотя бы в первом приближении, мне кажется очень полезной.

Поскольку использовать дорогостоящие программы я не могу, то пытаюсь отыскать программы, которые доступны мне по цене. В частности, в последнее время все активнее использую операционную систему Linux, для которой программное обеспечение стоит много дешевле, и существует великое множество бесплатных программ. Следующая программа доступна в двух версиях: для Windows и для Linux. Она, как мне кажется, больше предназначена для разработки микросхем, судя по началу руководства к ней. Кстати, руководства весьма объемистого и подробного.

Читайте также: