2

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ, МОЛОДІ ТА СПОРТУ УКРАЇНИ

Запорізький національний технічний університет

МЕТОДИЧНІ ВКАЗІВКИ

до виконання лабораторних робіт з дисципліни

«Електронні та мікропроцесорні пристрої ЕЄВ»

для студентів спеціальності 7.05770207

«Електромеханічне обладнання енергоємних виробництв» усіх форм навчання

2011

Методичні вказівки до виконання лабораторних робіт з дисципліни «Електронні та мікропроцесорні пристрої ЕЄВ» для студентів спеціальності 7.05770207 «Електромеханічне обладнання енергоємних виробництв» усіх форм навчання. / Укл.: М.О. Поляков, - Запоріжжя: ЗНТУ, 2011.- 26 с.

Укладач: М.О. Поляков, доцент, к.т.н.

Рецензент: В.М.Снігірьов, доцент, к.т.н.

Відповідальний

за випуск: О.В.Блізняков, доцент, к.т.н.

Затверджено

на засіданні кафедри

«Електричні апарати»

Протокол №9

від 27.03.2011р.

ЗМІСТ

Вступ..................................................................................................4

Лабораторна робота №1 Вивчення можливостей емулятора - налагоджувальника AVSIM51...................................................................5

Лабораторна робота №2 Виведення числа до семисегментного індикатору....................................................................................................6

Лабораторна робота №3 Робота АЦП у складі мікроконтролер-ної системи керування................................................................................8

Лабораторна робота №4 Вивчення можливостей пакета програм FUZZY LOGIC...........................................................................................10

Лабораторна робота №5 Створення нечіткого контролера у пакеті програм FUZZY LOGIC................................................................12

Лабораторна робота №6 Створення нечіткого контролера у програмі ANFISEDIT ………………………………………………...…14

Перелік посилань.............................................................................16

Додаток А Емулятор – налагоджувальник AVSIM51. Керівництво користувача..........................................................................17

ВСТУП

У даному курсі лабораторних робіт вивчається програмування мікроконтролерних систем керування та контролю на мові асемблеру та моделювання систем керування та контролю на базі нечіткої логіки у середовищі пакета програм Matlab.

Для успішного і своєчасного виконання кожної лабораторної роботи студент повинний якісно до неї підготуватись поза розкладом лабораторних занять. Під час підготовки студент повинен вивчити теоретичний матеріал [1-6], ознайомитись з методичними вказівками відповідно до теми лабораторної роботи, а також скласти модель відповідно до завдання. Відразу ж після початку аудиторного заняття вона повинна бути узгоджена з викладачем, що веде лабораторні роботи. Після виконання роботи студент повинен погодити з викладачем її результати. За результатами виконання кожної лабораторної роботи студент повинний надати і захистити звіт, оформлений відповідно до вимог СТП 15-96.

Перед виконанням циклу лабораторних робіт студенти повинні пройти інструктаж з техніки безпеки і внутрішнього розпорядку комп'ютерного класу і суворо дотримуватись відповідних правил під час виконання лабораторних робіт. Студенти, що не пройшли такий інструктаж до виконання лабораторних робіт не допускаються.

Лабораторна робота №1 Вивчення можливостей емулятора – налагоджувальника avsim51

Тривалість лабораторного заняття - 6 години

Мета роботи: навчитися використовувати емулятор - налагоджувальник AVSIM51 для створення та налагоджування програм керування.

Порядок виконання роботи

1. Ознайомитись з керівництвом користувача емулятора - налагоджувальника AVSIM51 (див. Додаток А).

2. Ознайомитись з інтерфейсом користувача безпосередньо на комп’ютері.

Зміст звіту

Звіт повинний містити:

- назву і мету роботи;

- перелік основних функціональних можливостей емулятора - налагоджувальника AVSIM51;

- висновки.

Контрольні запитання

1.Яким чином виконується перетворення вихідного файлу програми у формат HEX?

2. Яким чином виконується введення та виконання програми у емуляторі - налагоджувальнику AVSIM51?

3. Яким чином виконується покрокове виконання програми у емуляторі - налагоджувальнику AVSIM51?

4. Яким чином виконується редагування програми у емуляторі - налагоджувальнику AVSIM51?

Лабораторная работа №2

Виведення числа до семисегментного індикатору

Тривалість лабораторного заняття - 6 години

Мета роботи: вивчення способів перетворення кодів та складання алгоритму програми виведення числа до семисегментного індикатору.

Порядок виконання роботи

1. Виконати введення програми перетворення, яка наведена нижче, до емулятору - налагоджувальнику AVSIM51.

2. Виконати програму

ORG 00H

JMP BEGIN

ORG 33H

BEGIN: MOV R0,#-1

MAIN: INC R0;

отримати в R0 число, яке ;

треба вивести MOV A,R0;

занести в акумулятор число, яке треба ;

вивести CALL CONVERT;

виклик підпрограми перетворення числа для індикації MOV P0,A;

виведення числа на індикатор

CLR A

CJNE R0, #9, MAIN;

доки в R0 не 9

RET CONVERT:

INC A

MOVC A,@A+PC;

занесення в акумулятор коду для індикації RET;

таблиця для перетворення чисел в коди для індикації

ТABLE: DB 3FH ;код для індикації 0

DB 06H ; код для індикації 1

DB 5BH ; код для індикації 2

DB 4FH ; код для індикації 3

DB 66H ; код для індикації 4

DB 6DH ; код для індикації 5

DB 7DH ; код для індикації 6

DB 07H ; код для індикації 7

DB 7FH ; код для індикації 8

DB 6FH ; код для індикації 9

END

Зміст звіту

Звіт повинний містити:

- назву і мету роботи;

- постановку задачі перетворення;

- блок – схему алгоритму та листинг програми на асемблері;

- висновки.

Контрольні запитання

1. Пояснить призначення інструкцій та директив у програмі.

2. Пояснить алгоритм перетворення числа у код індикації.

3. Назвіть способи завдання таблиці значень

Лабораторная работа №3

Робота АЦП у складі мікроконтролерної системи керування

Тривалість лабораторного заняття - 4 години

Мета роботи: дослідження роботи АЦП у складі мікроконтролерної системи керування для формування сигналів складної форми.

Порядок виконання роботи

1. Виконати введення програми перетворення, яка наведена нижче, до емулятору - налагоджувальнику AVSIM51.

2. Виконати програму

ORG 00H

JMP BEGIN

ORG 33H

BEGIN: PUSH DPL; зберегти у стеку значення

PUSH DPH ;...регистра покажчика даних

CLR A

MOV R1,0; в R1 лічильник циклів

MOV DPTR,#TABLE ; в DPTR адрес таблиці TABLE

MOV TMOD,#00100000B ; установка другого режиму работы таймера 1

MOV TCON,#01101001B; ініціалізація Таймера 1...

MOV TH1,#-13; ... для автозавантаження з частотою...

SETB TR1; ...32*2400 Гц

CYCLE: MOVC A,@A+DPTR; в акумуляторі чергове..; ... дискретне значення функції sin(x)

JNB TF1,$; чекання переповнення Таймера 1

MOV P0,A; передача значення синусу на АЦП

CLR TF1; скидання флага переповнення Таймера 1

MOV A,R1

INC A

MOV R1,A

CJNE A,#9,CYCLE; доки не виведено 9 значень...; ...синуса

POP DPH; відновити із стека значення...

POP DPL ; .. регістра покажчика даних

RET;

таблиця дискретних значень функції sin(x)

TABLE: DB 00000000B ; 0

DB 01011010B ; 90

DB 01111111B ; 127

DB 01011010B ; 90

DB 00000000B ; 0

DB 10100110B ; -90

DB 10000001B ; -127

DB 10100110B ; -90

DB 00000000B ; 0

EN D

Зміст звіту

Звіт повинний містити:

- назву і мету роботи;

- постановку задачі перетворення;

- блок – схему алгоритму та листинг програми на асемблері;

- висновки.

Контрольні запитання

1. Способи програмно-апаратної реалізації аналогового – цифрових та цифро - аналогових перетворень.

2. Особливості роботи мікроконтролеру з АЦП.

3. Особливості роботи мікроконтролеру з ЦАП.

ЛАБОРАТОРНА РОБОТА № 4

ВИВЧЕННЯ МОЖЛИВОСТЕЙ ПАКЕТА ПРОГРАМ FUZZY LOGIC

Тривалість лабораторного заняття - 6 години

Мета роботи

Вивчити і використати при розробці системи керування ЕТП на базі нечіткої логіки можливості пакета програм Fuzzy Logic

Загальні відомості

Пакет програм Fuzzy Logic містить редактори та програми для наглядання [1]:

- FIS editor;

- Membership functions editor;

- Rule editor;

- Rule Viewer;

- Surface Viewer.

Порядок виконання роботи

1. Запустити виконання приклада ( Matlab – Start –Toolboxes –Fuzzy Logic –Demos – Water Tank with Rule Viewer –Open this model – Simulation – Start –Rule Viewer: tank ).

2. Вивчити структуру системи нечіткого керування рівнем води у баці: Menu – Edit –FIS Properties. У редакторі FIS editor вивчити:

- функції приналежності змінної level .Для входу у редактор Membership functions editor подійно натиснути на елемент level;

- склад правил нечіткого виводу. Для входу у редактор Rule editor подійно натиснути на елемент tank;

- поверхню системи нечіткого виводу. Для входу у редактор Surface Viewer виконати Menu - View – Surface.

Зміст звіту

Звіт повинний містити:

- назву і мету роботи;

- структуру системи нечіткого керування рівнем води у баці;

- функції приналежності змінних level, rate, valve.

- склад правил нечіткого виводу системи нечіткого керування рівнем води у баці;

- поверхню системи нечіткого виводу;

- висновки.

Контрольні запитання

1. Призначення редакторів пакету Fuzzy Logic.

2. Порядок створення елементів FIS, функцій приналежності змінних та правил нечіткого виводу.

3. Основні види функцій приналежності.

4. Основні вимоги щодо системи правил нечіткого виводу.

ЛАБОРАТОРНА РОБОТА № 5

СТВОРЕННЯ НЕЧІТКОГО КОНТРОЛЕРА У ПАКЕТІ ПРОГРАМ FUZZY LOGIC

Тривалість лабораторного заняття - 6 години

Мета роботи: вивчити і використати при розробці системи керування ЕТП послідовність проектування нечіткого контролера у пакеті програм Fuzzy Logic

Загальні відомості

Проектування нечіткого контролера виконується у такій послідовності [1]:

- розробляється мовний опис об’єкта керування;

- розробляється структура нечіткого контролера, встановлюються параметри вхідних та вихідних змінних та система правил нечіткого керування;

- виконується автономне моделювання нечіткого контролера у пакеті програм Fuzzy Logic;

- при незадовільних результатах моделювання необхідно відкоригувати структуру та (або) параметри контролера;

- розробляється модель у пакеті Simulink, яка містить розроблений контролер, моделі об’єкта керування та моделі зміни у часі незалежних вхідних змінних;

- у редакторі FIS editor створити новий FIS файл ( Matlab – Start –Toolboxes – Fuzzy Logic – Edit - New FIS – Mamdani ). Далі створити, відповідно до умов завдання на керування, необхідну кількість вхідних та вихідних змінних ( Edit – Add Variable –Input(Output) ), встановити необхідні параметри системи нечіткого виводу (Add method – min; Or method – max; Implication –min; Aggregation –max; Defuzzification –centroid ) та перейти до редактора Membership functions editor;

- у редакторі Membership functions editor знищити попередні функції (Edit – Remove All MFs ) та для кожної змінної задати нову функцію (Edit – Add MFs ), встановити її параметри: MF type, Number of MFs, Range, Name, Params;

- у редакторі Rule editor ввести необхідну кількість правил шляхом вибору для кожної вхідної та вихідної змінної терма із списку, завдання параметрів об’єднання змінних (Connection or/and ). Перевірити коректність та повноту систему правил шляхом оцінки поверхні виводу (View – Surface );

- у програмі для наглядання Rule editor за допомогою маркерів задати параметри вхідних змінних та прочитати величину розрахованих вихідних змінних;

- у редакторі FIS editor зберегти на диску розроблений нечіткий контролер.