Программное обеспечение в проектировании радиоэлектронных устройств

Управление образования администрации

города Комсомольска-на-Амуре Хабаровского края

Муниципальное бюджетное образовательное учреждение

дополнительного образования «Детский технопарк «Кванториум»

г. Комсомольска-на-Амуре

7 – 11кл

Разработал: педагог Черепанов А.А.,

г. Комсомольск-на-Амуре

Цель:

Формирование начальных soft и hard компетенций в электро и радиотехнических дисциплинах посредством программного обеспечения.

Задачи:

1. Предметная: Познакомить учащихся с базовыми элементами интерактивного проектировщика радиосхем «Micro – cap». Освежить навыки работы с языками программирования.

2. Метапредметная: Создать предпосылки в необходимости осознанного изучения раздела «Основы компьютерного моделирования радиотехнических устройств на IBM PC».

3. Развивающая: Способствовать развитию логического мышления, памяти, внимательности.

Тип занятия: Формирование новых знаний, с групповой и индивидуальной формой организации деятельности. Проводиться в середине учебного года.

Оборудование: Компьютеры семейства IBM PC.

Медиапроектор подключенный к компьютеру педагога.

Программное обеспечение: Интерактивная среда проектирования

«Micro – cap». Интерпретатор языка Quick Basic.

Раздаточный материал: Карточки с заданиями «Таблица цветов, «Построение фигуры»

I. План занятия:

1. Организационный момент.

2.Сведения о теме занятия:

Компьютер – универсальная исследовательская система, новый инструмент разработки радиоэлектронных устройств.

3.Теоретический материал

Тема: «Основной интерфейс программы Micro Cap.».

Опции меню:

Файл.

Редактирование.

Всплывающие окна.

Параметры.

1. Вводный инструктаж на практику.

2. Практическая часть: «Составление прикладных программ на Qbasic».

3. Итоги занятия

II. Ход занятия:

1.Организационный момент

Текст: «Ребята, сегодня мы продолжим с вами работу над основами компьютерного моделирования устройств на IBM совместимых компьютерах. На этом этапе нашим помощником станет программа проектировщик «Micro - Cap». Так же продолжим работу с языком программирования Qbasic».

Общий инструктаж детей. Раздача карточек с заданиями и назначение дежурных.

2.Сведения о теме занятия:

Компьютер – универсальная исследовательская система, новый инструмент разработки радиоэлектронных устройств.

Текст: «Многие уже имеют компьютер дома или пользуются им на работе.

В нашей стране наибольшее распространение получили IBM PC совместимые персональные компьютеры (ПК). Их число неуклонно растет. Такие компьютеры пользуются популярностью во всем мире благодаря своей универсальности, высокой надежности и большому ассортименту программного обеспечения. Кроме того, возможности компьютера можно наращивать по мере необходимости, докупая дополнительные узлы и

самостоятельно устанавливать их в соответствующий свободный разъем (слот) на материнской плате внутри корпуса компьютера или подключая через один из внешних разъемов (портов). Такими узлами (устройствами) могут быть: модем, TV тюнер, УКВ или всеволновый радиоприемник, графический ускоритель и т.д. Это позволяет легко расширять область применения компьютера при минимальных затратах. В настоящее время умение пользоваться компьютером так же необходимо, как умение читать и писать. В некоторых школах и институтах рефераты, а также другие зачетные работы, принимают в подготовленном на компьютере виде.

Уже через несколько лет практически не будет специальностей, где можно обойтись без навыков работы на компьютере. Тем более, современное развитие электроники требует владеть компьютером не на уровне обыкновенного пользователя, а на уровне узко - профилированного профессионала. Компьютер сегодня позволяет: моделировать и разрабатывать, производить диагностику и измерения режимов работы узлов и каскадов схем. Перечислим некоторые программы превращающие компьютер в мощную исследовательскую лабораторию.

«Micro ware ofice» (мощный пакет для разработки электронных схем).

«Virtual Bench» (программа эмуляции виртуальной электронной лаборатории – осциллограф, динамический анализатор, анализатор сигнала). «Electronic WorkBench» - (виртуальные генераторы ВЧ И НЧ, мультиметры).

«Microcap» - (программа для построения и моделирования различных электронных схем).«DesignView» - (основная программа для проектирования). «Expedition PCB» - (проектирование печатных плат).

«Signal Analyser & Vision» - (анализ сигналов в электрических цепях).

«VHDL Simulator & Analog» - (моделирование цифровых, аналоговых и комбинированных схем).«WaveBench & Lib Manager» - (организация библиотек компонентов).

3.Теоретический материал.

Новый материал

Рассказ и объяснения педагога выводятся на выносной экран медиапроектора.

Тема: «Основной интерфейс программы Micro Cap. Опции меню».

Текст: «Ну а теперь перейдем непосредственно к рассмотрению функций меню проектировщика.

Перед нами полный интерфейс программы «Micro cap».

На сегодняшнем занятии мы рассмотрим панель опций меню.

Файл

Меню Файла используется, для того чтобы загружать новые или использующиеся в данное время файлы. А так же сохранять, закрывать и распечатывать данные проекта. В нем находятся несколько специализированных опций. Рассмотрим их более подробно.

1 . Новый: Создает новый схематический проект или библиотеку радиокомпонентов.

2. Открыть: Открытие блока файла для загрузки в редактор (альтернатива ctrl +N).

3. Сохранение: Эта опция сохраняет файл на диск, использовавший имя и путь показанные в зоне (Ctrl + S).

4. Возвращение: Эта опция возвращает активный файл в сохраненную версию на диске.

Редактирование.

1 .Отмена: Большинство операций, которые изменяют файл цепи или текст пользователя может быть возобновлен использованием функции отмены ( Ctrl + Z).

2. Вырезание: Эта опция удаляет выбранные объекты и копирует их в буфер (Ctrl + X).

3. Копия: Копирование в буфер. (Ctrl + C).

4. Вставка: Эта опция копирует содержания буфера, запускающегося с текущей позиции курсора (Ctrl + V).

5. Очистка: Эта опция удаляет выбранные объекты не копируя их в буфер.

6. Выделить все: Эта опция выбирается всем элементам текущего окна цепи или всего текста в текущей текстовой области или документе.

7. Первое окно копирования в буфер: Эта опция копирует весь рабочий экран в стандартном графическом формате BMP.

Добавить страницу: Эта опция добавляет новую страницу к схематическому рисунку.

8. Удаление страницы: Эта опция вводит диалоговый блок, чтобы удалить страницу.

9 . Переброс оси x: Эта опция перебрасывает объекты в выбранную область через x- ось. x- Ось определена как горизонтальная строка.

10. Переброс оси y: Эта опция перебрасывает объекты в выбранную область через y- ось.

1 1. Вспомогательный дисплей : Работа с дополнительными цепями

12. Цвет: опция цвета, позволяет оперативно менять цвет объекта и текста..

13.Верхниий приоритет.

14. Найти: Находит объект

15. Повторить поиск: Повторяет предыдущий поиск.

16. Заменить: Автозамена для любой текстовой строки.

Всплывающие окна.

1. Каскад: Эта опция позиционирует открытое окно(ctrl + F5).

2. Вертикальная позиция: Эта опция позиционирует и измеряет окно в вертикальном пути (ctrl + F4).

3. Горизонтальная позиция: Эта опция позиционирует и измеряет окно в горизонтальном пути.

4. Полный вид окна.

5. Увеличение изображения при редактировании объекта.

6 . Уменьшение изображения при редактировании объекта или текста

7. Калькулятор.

1. Покажите цифровые пути: Эта опция выводит

все возможные цифровые пути.

2. Предпочтения: Важные элементы схемы (CTRL+Shift+P).

1. Глобальные установочные параметры: Проверка и наладка.

Анализ режимов:

1.Нерезидентный Анализ: выполняет нерезидентный анализ (Alt + 1).

2. Анализ переменного тока: опция выполняет анализ переменного тока (Alt + 2).

3. Анализ постоянного тока: выполняет анализ DC (Alt + 3).

Продолжение изучения панели управления системы проектирования, мы продолжим на следующем занятии».

4. Вводный инструктаж на практику. Текст: «Монитор современного компьютера может работать в двух режимах: текстовом и графическом. В языке программирования Quick Basic предусмотрены способы вывода информации на экран в обоих режимах. Рассмотрим, что и каким образом можно выводить на экран в текстовом режиме. По умолчанию Quick Basic работает с монитором в текстовом режиме. В этом режиме на экран можно вывести все символы, которые есть на клавиатуре, и символы псевдографики. В текстовом режиме экран имеет 25 строк, в каждой строке 80 позиций (однако, с помощью оператора WIDTH 40 можно получить 40 “широких” позиций) для вывода символом, следовательно, максимальное количество символов, которое можно разместить на экране в текстовом режиме, равно 2000=25х80.

5.Практическая часть: «Составление прикладных программ на Qbasic»

1 Этап: Выполнение заданий по карточкам.

Текст: « Пришло время выполнить несколько несложных заданий. С их помощью, повторим операторы языка, и составим маленькую программку».

Рис 1: Карточка «Таблица цветов»

Вставьте на место знака вопроса необходимый оператор.

SCREEN 9
' Изменение цвета фона
?
FOR I = 1 ТО 201
' Рисование окружности изменяющегося радиуса
?(320, 175), I, 14
' Пауза
FOR T = 1 ТО 2000: ?
' Стирание окружности изменяющегося радиуса
? (320, 175), I, 1

?

Рис 2. Карточка «Построение фигуры»

2 Этап: Составление графического изображения

Учащиеся включают компьютеры с установленным программным обеспечением.

Текст: « Нарисуйте с помощью графических операторов фигуру - пирамиду из закрашенных прямоугольников. Заметим, что использование переменной h для обозначения высоты ступенек позволяет проще изменять высоту ступеньки.

Примерный алгоритм выполнения задания.

Решение. Воспользуемся тем, что пирамида имеет осевую симметрию. Расположим ось пирамиды посредине экрана. Пронумеруем прямоугольники сверху вниз числами от 1 до 10. Очевидно, что значения x1, y1, x2, y2 зависят от номера прямоугольника. В силу симметрии, чтобы получить x1, нужно от 160 вычесть что-то, а чтобы получить x2 - прибавить столько же. Составим вспомогательную табличку.

   Легко заметить, что номер ступеньки-прямоугольника и величина добавки связаны зависимостью добавка = 10*номер.Если обозначить через k номер ступеньки, получим формулы для вычисления x1 и x2:

x1 = 160 - 10*k

x2 = 160 + 10*k Значения y1 и y2 также зависят от номера и высоты ступеньки h, где h - некоторая заранее заданная величина (например, h = 10):

y1 = 40 + h*k

y2 = y1 + h

6.Итоги занятия.

После наводящих вопросов, педагог проводит анализ выполнения программ, указывая на часто встречающиеся ошибки.

Заключительное слово: «Основы компьютерного моделирования радиотехнических устройств на IBM PC позволят нам достичь нового уровня технических знаний. Много технических задач предстоит нам решить с их помощью, занимаясь и работая в кружке. Всем спасибо, занятие окончено!»

Завершается занятие уборкой рабочих мест, и кабинета.

Литература.

1. Святозарова Г. И., Мельников А. А., Козловский А. В. Практикум по программированию на языке Бейсик: Уч. пособие. – М.: Наука. Гл ред. Физ. – мат. Лит., 1988. – 366с.

2. Урнов В. А., Климов Д. Ю. Преподавание информатики в компьютерном классе: Кн. Для учителя: из опыта работы. – М.: Просвещение, 1990. – 206с. ил.

3. Практическое руководство по программированию: Пер. с англ./Б. Мик, П. Хит, Н. Рашби и др.; Под ред. Б. Мик, П. Хит, Н. Рашби. – М.: Радио и связь, 1988. – 168 с.: ил.

4. Трояновский В, М. Шаньгин В. Ф. Бейсик для начинающих и будущих профессионалов: Учебн. Пособие для ПТУ. – М.: Высш. шк., 1992. – 240 с.: ил.

5. Геворкян Г. Х., Семенов В. Н. Бэйсик – это просто. – М.: Радио и связь, 1989. – 111 с.: ил.