курсовий проект
з дисципліни: „Основи автоматизованого проектування засобів обчислювальної техніки”
Тема: „Проектування електричних схем за допомогою програмного забезпечення Р-СAD 2001 і ALTERA MAX + plus II”
ЗМІСТ
Проектування пристрою засобами САПР Altera MAX+II, опис роботи пристрою мовою AHDL. Функціональне моделювання схеми…………………………………………7
Опис основних етапів проектування електрично-принципової схеми та друкованої плати в САПР PCAD. 10
Висновки…………………………………………………... 14
Перелік використаної літератури. …………………........ 15
Додатки.
A Схема принципова-електрична (Altera MAX+II)
B Схема принципова-електрична (САПР PCAD)
C Друкована плата із габаритними розмірами, вигляд зверху.
D Друкована плата пристрою, вигляд знизу.
E Розміщення компонентів на друкованій платі.
1 Проектування пристрою засобами САПР Altera MAX+II, опис роботи пристрою мовою AHDL Функціональне моделювання схеми
Пристрою виконаний за допомогою системи автоматизованого проектування Altera MAX+II використовуючи два способи опису роботи схеми.
Графічний метод передбачає виконання схеми в Graphic Editor. Для створення схеми використовувалась тільки бібліотека примітивів і мегафункцій. Схема чотирьох регістрів зсуву наведена в додатку А. Регістр зсуву взятий з бібліотеки мегафункцій.
Метод опису схеми мовою AHDL в текстовому редакторі (Text Editor) САПР є зручніший та компактніший. Призначення входів та виходів, що запропоновані в програмному коді відповідають відповідним входам/виходам описаних в графічному редакторі. Нижче наведений код програми з коментаріями. Функціональне моделювання програми наведена на рисунку 1.
TITLE "pic project";
% підключення бібліотек макрофункцій %
include "74199.inc"; % регістр %
include "8mcomp.inc"; % компаратор %
include "2x8mux.inc"; % мультиплексор %
subdesign findmin
( % опис входів та виходів пристрою %
clk:input;
data_in[7..0] :input;
minnum[1..0] :output;
)
variable
shift_reg[0..3] :74199;
comp[0..2] :8mcomp;
mx[0..1] :2x8mux;
begin
% визначення зв'язків між входами та входами регістрів %
shift_reg[0..3].clk=clk;
shift_reg[].ST/LDN=b"0";
shift_reg[0].d[]=data_in[];
shift_reg[1].d[]=shift_reg[0].q[];
shift_reg[2].d[]=shift_reg[1].q[];
shift_reg[3].d[]=shift_reg[2].q[];
% знаходимо максимальні числа 1-ї та 2-ї пари регістрів%
comp[0].a[]=shift_reg[0].q[];
comp[0].b[]=shift_reg[1].q[];
comp[1].a[]=shift_reg[2].q[];
comp[1].b[]=shift_reg[3].q[];
mx[0].a[]=shift_reg[0].q[];
mx[0].b[]=shift_reg[1].q[];
mx[0].SEL=!comp[0].ALTB;
mx[1].a[]=shift_reg[2].q[];
mx[1].b[]=shift_reg[3].q[];
mx[1].SEL=!comp[1].ALTB;
% знаходимо число якої пари регістрів більше %
comp[2].a[]=mx[0].y[];
comp[2].b[]=mx[1].y[];
% на основі значень компараторів шифруєм результат у двійкову форму %
minnum[1]=comp[2].ALTB;
minnum[0]=(!comp[2].ALTB & comp[0].ALTB) # (comp[2].ALTB & comp[1].ALTB);
end;
Рис 1.Часові діаграми функціонування пристрою
2 Опис основних етапів проектування електрично-принципової схеми та друкованої плати в САПР PCAD
Оскільки система автоматизованого проектування PCAD призначена не тільки для автоматизації створення друкованих плат, але й для автоматизації оформлення проектної документації, то усі елементи електрично-принципової схеми повинні бути оформлені згідно ЄСКД. Виходячи з того, що позначення електронних компонентів в бібліотеках, якими доповнюється PCAD не відповідає стандартам, для реалізації завдання була створена бібліотека, що складається з 10-ти елементів рисунок 2. Створення елементної бази бібліотеки здійснювалося в програмному пакеті Library Executive. Кожен компонент складається з двох частин: символьного позначення та позначення корпусу елементу в натуральній величині. Символьне позначення елементів створюється в програмному
Рисунок 2. Перелік елементів бібліотеки generic.lib
пакеті Symbol Editor, а позначення корпусу в Pattern Editor. Розміри корпусу беруться з технічної документації на конкретний компонент. На рисунку 3 приведений приклад компоненту 74LS199– регістр зсуву, а в таблиці 1 взаємозв’язок між виводами символьного позначення та корпусу.
Рисунок 3. Символьне позначення та корпус елементу 74LS199
Таблиця 1. Зв’язок між виводами символьного позначення та
корпусу.
Ном. вив. корпусу | Позн. виводу | Ном. фіз. частини | Ном. вив.симв. позн. | Назва виводу | Еквівалент-тність част. | Призн. вив*.
1 | 1 | 1 | 16 | S1 | 1 | Unknown
2 | 2 | 1 | 15 | DSR | 1 | Unknown
3 | 3 | 1 | 6 | D0 | 1 | Unknown
4 | 4 | 1 | 9 | Q0 | 1 | Unknown
5 | 5 | 1 | 22 | D1 | 1 | Unknown
6 | 6 | 1 | 17 | Q1 | 1 | Unknown
7 | 7 | 1 | 11 | D2 | 1 | Unknown
8 | 8 | 1 | 18 | Q2 | 1 | Unknown
9 | 9 | 1 | 5 | D3 | 1 | Unknown
10 | 10 | 1 | 8 | Q3 | 1 | Unknown
11 | 11 | 1 | 10 | C | 1 | Unknown
12 | 12 | PWR | | GND | | Power
13 | 13 | 1 | 2 | R | 1 | Unknown
14 | 14 | 1 | 19 | Q4 | 1 | Unknown
15 | 15 | 1 | 12 | D4 | 1 | Unknown
16 | 16 | 1 | 20 | Q5 | 1 | Unknown
17 | 17 | 1 | 13 | D5 | 1 | Unknown
18 | 18 | 1 | 7 | Q6 | 1 | Unknown
19 | 19 | 1 | 4 | D6 | 1 | Unknown
20 | 20 | 1 | 21 | Q7 | 1 | Unknown
21 | 21 | 1 | 14 | D7 | 1 | Unknown
22 | 22 | 1 | 3 | DSL | 1 | Unknown
23 | 23 | 1 | 1 | S2 | 1 | Unknown
24 | 24 | PWR | | VCC | | Power
*Призначення виводів носить тільки інформаційний характер, і є невидимим для користувача, тому тип не має значення, якщо не використовується симуляція схеми.
Об’єднання елементів в електричну-принципову схему згідно наведеної структурної схеми здійснюється в пакеті Schematic. Результат виконаної роботи наведений в додатку B.
На основі електрично-принципової схеми проектується друкована плата. Основним параметром друкованих плат є клас точності виконання. Вибір
