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文檔簡介
高等職業(yè)教育建筑工程技術(shù)專業(yè)精品系列教材《建筑CAD》多媒體課件項目七繪制樓梯詳圖任務(wù)一創(chuàng)建樓梯詳圖文件任務(wù)二繪制樓梯剖面圖習題任務(wù)一創(chuàng)建樓梯詳圖文件(1)打開“一層平面圖.dwg”,文件另存為“樓梯詳圖.dwg”;(2)保留G、D軸線、標高符號、圖框、圖名,其他圖形全部刪除;(3)換圖層,將“建筑-墻”設(shè)置為當前層。特別提示:利用原圖形的目的,是利用原來已經(jīng)設(shè)置好的圖層、文字樣式、標注樣式、標高符號、圖框、圖簽等已有內(nèi)容。任務(wù)二繪制樓梯剖面圖(注:一般樓梯在900以上,休息平臺1200以上,1200以上的要兩邊都要有扶手,家居的樓梯800到1200就可以了。踏步寬度正常時350MM,最少得250,踏步高度一般在150,最高最好不要超過170,一般因為住宅的空間不夠才會太高踏步的高度的。樓梯扶手高度900~1100,不能低于900。)1、繪制軸線、墻體和平臺使用直線(L)和偏移(O)命令繪制樓梯間墻線、墻線均向中間偏移120;使用直線(L)和偏移(O)命令繪制樓板,樓板厚120。2、開窗洞、門洞,繪制窗戶使用直線(L)和偏移(O)修剪(TR)等命令按尺寸在右側(cè)墻體上開窗洞、門洞,繪制窗戶;3、繪制樓梯梁使用直線(L)修剪(TR)、偏移(O)、復制(CO)、延伸(EX)命令完成樓梯梁剖面,梁上表面與平臺平齊,梁高度為240;4、繪制樓梯踏步使用直線(L)修剪(TR)、偏移(O)、復制(CO)、延伸(EX)命令完成樓梯基本框架,踏步寬度為250,踏步高度為160;使用直線(L)修剪(TR)、偏移(O)、復制(CO)、延伸(EX)命令完成樓梯扶手,沿首末兩級踏步中心線開始繪制,扶手高度900;使用直線(L)修剪(TR)、偏移(O)、復制(CO)、延伸(EX)命令完成樓梯地板的繪制;使用鏡像(MI)繪制遠端樓梯。5、繪制其他輔助線段使用直線(L)修剪(TR)、偏移(O)、復制(CO)、延伸(EX)命令完成輔助線等。6、標注設(shè)置標注樣式,對樓梯進行標注。習題項目一AutoCAD基本知識與操作任務(wù)一安裝AutoCAD軟件任務(wù)二AutoCAD基本操
任務(wù)三設(shè)置繪圖環(huán)境項目一AutoCAD基本知識與操作1.1.1了解AutoCAD繪圖軟件CAD(ComputerAidedDesign)的含義是指計算機輔助設(shè)計,是計算機技術(shù)的一個重要的應(yīng)用領(lǐng)域。AutoCAD則是美國Autodesk企業(yè)開發(fā)的一個交互式繪圖軟件,是用于二維及三維設(shè)計、繪圖的系統(tǒng)工具,用戶可以使用它來創(chuàng)建、瀏覽、管理、打印、輸出、共享及準確復用富含信息的設(shè)計圖形。項目一AutoCAD基本知識與操作1.1.2掌握AutoCAD安裝方法安裝過程
1)執(zhí)行安裝程序圖1.1啟動安裝文件項目一AutoCAD基本知識與操作2)署許可協(xié)議項目一AutoCAD基本知識與操作3)輸入序列號和用戶信息項目一AutoCAD基本知識與操作4)選擇安裝類型項目一AutoCAD基本知識與操作5)指定安裝目錄項目一AutoCAD基本知識與操作6)系統(tǒng)安裝項目一AutoCAD基本知識與操作7)結(jié)束安裝項目一AutoCAD基本知識與操作1.1.3各種鼠標光標形狀及含義表1-1各種鼠標光標形狀及含義
正常選擇調(diào)整垂直大小正常繪圖狀態(tài)調(diào)整水平大小輸入狀態(tài)調(diào)整左上-右下符號選擇目標調(diào)整右上-左下符號等待符號任意移動應(yīng)用程序啟動符號幫助跳轉(zhuǎn)符號視圖動態(tài)縮放符號插入文本符號視圖窗口縮放幫助符號調(diào)整命令窗口大小視圖平移符號項目一AutoCAD基本知識與操作任務(wù)二AutoCAD基本操1.2.1認識CAD工作界面1.2.2CAD圖形文件的管理1.2.3命令操作中輔助工具的使用技巧1.2.4輔助繪圖功能的顯示設(shè)置1.2.5工具欄的調(diào)用1.2.6視窗的縮放與平移項目一AutoCAD基本知識與操作1.2.1認識CAD工作界面項目一AutoCAD基本知識與操作1.2.2CAD圖形文件的管理1創(chuàng)建新文件在AutoCAD2006中創(chuàng)建新圖有3種途徑:
下拉菜單FileNew命令。單擊Standard工具欄中的New按鈕。在Command:提示下輸入New并回車。執(zhí)行New命令后,彈出對話框,該對話框列出了所有可供使用的樣板,供用戶單擊選擇。用戶可以利用樣板創(chuàng)建新圖形。
項目一AutoCAD基本知識與操作1.2.2CAD圖形文件的管理1創(chuàng)建新文件重要提示:此時新建的文件,并不能滿足我國制圖標準,因為CAD軟件是國外引進軟件,樣本文件采用的圖框都是國外標準圖框,并不適合我國制圖標準,因此不宜采用此方法新建文件。建議新文件創(chuàng)建的方法:直接打開CAD程序,點擊保存,命名為所需要新文件名稱。項目一AutoCAD基本知識與操作1.2.2CAD圖形文件的管理1創(chuàng)建新文件2)、項目實例(1)項目要求:建立新文件,此文件為某教學樓一層平面圖(建施)(2)操作步驟:a.打開CAD程序b.鼠標點擊菜單【文件】→【保存】,出現(xiàn)“圖形另存為”對話框,見圖1.25所示項目一AutoCAD基本知識與操作圖1.25創(chuàng)建新文件對話框1.2.2CAD圖形文件的管理1創(chuàng)建新文件項目一AutoCAD基本知識與操作1.2.2CAD圖形文件的管理1、創(chuàng)建新文件c.修改文件路徑,保存于“D”盤(或“E”、“F”等)d.建立新文件夾“某教學樓建筑施工圖”,并打開新文件夾e.修改文件名稱,命名為“一層平面圖”,見圖如圖1.25所示f.點擊右下角“保存”,新文件創(chuàng)建成功項目一AutoCAD基本知識與操作1.2.2CAD圖形文件的管理2打開圖形文件1)命令調(diào)用用戶可使用“open”命令在AutoCAD中打開已有的圖形文件,該命令的調(diào)用方式為:工具欄:“”→菜單:【文件】→【打開】命令行:Open項目一AutoCAD基本知識與操作1.2.2CAD圖形文件的管理2打開圖形文件2)、項目實例(1)項目要求:將新建的某教學樓“一層平面圖”打開(2)操作步驟a.鼠標點擊菜單【文件】→【打開】,出現(xiàn)對話框b.搜索文件路徑,打開于“D”盤(或“E”、“F”等)c.打開文件夾“某教學樓建筑施工圖”d.雙擊文件“一層平面圖”,如圖1.26所示項目一AutoCAD基本知識與操作1.2.2CAD圖形文件的管理2打開圖形文件圖1.26“選擇文件”對話框項目一AutoCAD基本知識與操作1.2.2CAD圖形文件的管理3保存圖形文件
1)、命令調(diào)用對于新建圖形或修改后的圖形,用戶可將其保存在磁盤中。該命令的調(diào)用方式為:工具欄:“”→菜單:【文件】→【保存】命令行:qsave或者save項目一AutoCAD基本知識與操作1.2.2CAD圖形文件的管理3保存圖形文件2)、項目實例(1)項目要求:將繪制一部分的某教學樓“一層平面圖”圖形保存(2)操作步驟a.鼠標點擊菜單【文件】→【保存】;b.當文件已經(jīng)命名為“一層平面圖”時,屏幕圖形界面無任何變化,但文件保存程序已運行,文件已經(jīng)保存;c.當文件未命名為“一層平面圖”時,將出現(xiàn)圖1.27所示對話框,此時,可參考本章2.2.1中項目實例,將文件保存為“一層平面圖”。項目一AutoCAD基本知識與操作1.2.2CAD圖形文件的管理3保存圖形文件圖1.27“圖形另存為”對話框項目一AutoCAD基本知識與操作1.2.3命令操作中輔助工具的使用技巧1輔助工具的設(shè)置第一種:菜單調(diào)用選擇菜單【工具】→【草圖設(shè)置】,彈出“草圖設(shè)置”對話框,并選擇“SnapandGrid(捕捉和柵格)”選項卡,如圖1.29所示。項目一AutoCAD基本知識與操作1.2.3命令操作中輔助工具的使用技巧圖1.29“草圖設(shè)置”對話框項目一AutoCAD基本知識與操作1.2.3命令操作中輔助工具的使用技巧2對象捕捉第二種:在狀態(tài)欄正交、對象捕捉等處,點擊鼠標右鍵,彈出“設(shè)置”,單擊設(shè)置,即彈出圖1.29所示對話框。分別選中“啟用捕捉”和“啟用柵格”開關(guān),打開捕捉和柵格模式,并按圖1.30所示內(nèi)容進行設(shè)置,然后按鍵確認。項目一AutoCAD基本知識與操作1.2.3命令操作中輔助工具的使用技巧1“草圖”設(shè)置圖1.30“對象捕捉”對話框項目一AutoCAD基本知識與操作菜單調(diào)入:【工具】→【草圖設(shè)置】,出現(xiàn)“草圖設(shè)置”對話框,見圖1.43所示,點擊左下角按鈕,出現(xiàn)“選項”對話框,見圖1.44所示。或者【工具】→【選項】,出現(xiàn)“選項”對話框,見圖1.44所示。ajk=
1有向支路k
背離
j節(jié)點。
-1有向支路k指向
j節(jié)點。
0有向支路k
與j
節(jié)點無關(guān)。1.關(guān)聯(lián)矩陣:Aa={ajk}nb節(jié)點數(shù)支路數(shù)643521①②④③Aa=1234
123456
支節(jié)
100-101
-1-11000
0100-1-1
00-11
10設(shè)④為參考節(jié)點,劃去第4行。
-1-11000A=123
123456
支節(jié)
100-101
0100-1-1稱A為降階關(guān)聯(lián)矩陣
(n-1)b
,表征獨立節(jié)點與支路的關(guān)聯(lián)性質(zhì)。也稱關(guān)聯(lián)矩陣。各行不獨立。
一、關(guān)聯(lián)矩陣、割集矩陣和回路矩陣的定義2.割集矩陣支路k與割集j方向一致。-1支路k與割集j方向相反。0支路k
不在割集j中。qjk=12345678(a)Q1
Q2Q3
Q4Q={qjk}n-1
b基本割集數(shù)支路數(shù){(1,2,3),(1,4,5),(2,6,8),(5,7,8)}是該圖的一組獨立割集,流出閉合面方向為割集方向。
Q1Q2Q3Q414283576úúúú?ùêêêê?é-----=11010000101000100001100100000111Q支路割集(2)支路排列順序為先樹支后連支。約定:(1)割集方向與樹支方向相同。12345678(b)Q1
Q2Q4Q3基本割集矩陣Qf選2、
4、5、8為樹支,連支為1、3、6、7。Q1Q2Q3Q428475163支路割集=[1
Ql]EtQl3.回路矩陣B={bjk}lb基本回路數(shù)支路數(shù)1支路k與回路j關(guān)聯(lián),方向一致。-1支路k
與回路j關(guān)聯(lián),方向相反。0支路k
不在回路j中。bjk=(a)12345678l2l3
l4l114283576l1l2l3l4支路回路12345678
(2)支路排列順序為先連支后樹支。約定:(1)回路電流的參考方向取連支電流方向。基本回路矩陣Bf選2、
4、5、8為樹支,連支為1、3、6、7。17386254b1b3b6b7支路回路=[1
Bt]ElBt1.用矩陣A描述的基爾霍夫定律的矩陣形式(1)KCL的矩陣形式以節(jié)點④為參考節(jié)點Aib
=111000000-111000000-1-11n-1個獨立方程矩陣形式的KCL:Aib=0二、用矩陣A、Q、B表示的基爾霍夫定律的矩陣形式1234567①②③④(2)KVL的矩陣形式矩陣形式=úúúúúúúúú?ùêêêêêêêêê?é---=n3n3n3n2n2n2n1n2n1uuuuuuuuu矩陣形式的KCL:矩陣形式的KCL:Qfib=0
(1)KCL的矩陣形式?。?,3,6)為樹,1234567Q2Q1Q32.用矩陣Qf描述的基爾霍夫定律的矩陣形式電路中的(n-1)個樹支電壓可用(n-1)階列向量表示,即(2)KVL的矩陣形式,,,
,l個獨立KVL方程矩陣形式的KVL:Bf
ub=03.用矩陣Bf表示的基爾霍夫定律的矩陣形式1234567(1)KVL的矩陣形式(2)KCL的矩陣形式獨立回路電流1234567矩陣形式的KCL:ib=BfTilQQi=0QTut=u小結(jié):ul=
-
BtutABAi=0
BTil=iKCLKVL
ATun=uBu=013-1電路的有向圖如圖所示,(1)節(jié)點⑤為參考寫出其關(guān)聯(lián)矩陣A,(2)以實線為樹枝,虛線為連支,寫出其單連支回路矩陣Bf(3)寫出單樹支割集矩陣Qf。例:解:⑤123456789①②③④(1)以節(jié)點⑤為參考節(jié)點,其余4個節(jié)點為獨立節(jié)點的關(guān)聯(lián)矩陣A為應(yīng)用舉例
(2)以實線(1,2,3,4)為樹枝,虛線(5,6,7,8,9)為連支,其單連支回路矩陣Bf為⑤123456789①②③④(3)以實線(1,2,3,4)為樹枝,虛線(5,6,7,8,9)為連支,其單樹支割集矩陣Qf為⑤123456789①②③④1.對于一個含有n個節(jié)點b條支路的電路,關(guān)聯(lián)矩陣反映了什么關(guān)聯(lián)性質(zhì)?2.對于一個含有n個節(jié)點b條支路的電路,回路矩陣反映了什么關(guān)聯(lián)性質(zhì)?
檢驗學習結(jié)果3.對于一個含有n個節(jié)點b條支路的電路,割集矩陣反映了什么關(guān)聯(lián)性質(zhì)?
4.對于一個含有n個節(jié)點b條支路的電路,用矩陣A、Qf、Bf表示的基爾霍夫定律的矩陣形式分別是什么?13.3回路電流方程的矩陣形式
Zk一、復合支路第k條支路第k條支路的阻抗,只能是單一的電阻、電感或電容,不允許是它們的組合。阻抗上電壓、電流的參考方向與支路方向相同。獨立電壓源,其參考方向和支路方向相反。獨立電流源,其參考方向和支路方向相反。支路電壓、支路電流,取關(guān)聯(lián)參考方向。1.電路中不含互感和受控源的情況(相量法)按定義寫開
Zk二、支路方程的矩陣形式2.電路中含有互感的情況設(shè)第k條、j條支路有耦合關(guān)系,編號時把它們相鄰的編在一起(設(shè)兩個電流都為流入同名端):其余支路電壓、電流的關(guān)系為:故回路電流方程不變,只是阻抗陣Z不再為對角陣,其非對角線元素的第k行、第j列和第j行、第k列的兩個元素是兩條支路的互阻抗?;プ杩骨暗摹啊馈?,電流流入同名端的對應(yīng)取“+”,反之取“-”。
仍可統(tǒng)一寫為3.電路中含有受控源的情況而這時含有受控源的支路阻抗Z為非對角陣,非對角線上的元素是與受控電壓源的控制系數(shù)有關(guān)的元素。因支路方程的右端加上受控電壓源,故支路阻抗陣變?yōu)椋?/p>
Zk++--kj取回路電流(連支電流)為未知變量?;芈贩匠叹仃囆问?/p>
支路電壓與支路電流的關(guān)系代入上面方程,整理后得Zk+-+-回路矩陣方程(回路電壓源相量)Zl(回路阻抗陣)三、回路電流方程的矩陣形式
例:解:13.2列出圖示電路矩陣形式回路電流方程的頻域表達式。124356+-μU2Z3Z6
IS6+-Z2Z5Z1+-
U2US1⑴畫出有向圖,給支路編號,選樹(1,4,6)。⑵
應(yīng)用舉例
⑶計算Zl和。矩陣形式回路電流方程的頻域表達式為13-3列出圖示電路矩陣形式回路電流方程的復頻域表達式。例:解:R1C2L3L5uS4uS5**M12435⑴畫出有向圖,給支路編號,選樹(1,4)。⑵應(yīng)用舉例
⑶計算Z(s)UlS(s)。矩陣形式回路電流方程的復頻域表達式為。小結(jié)列寫回路電流方程矩陣形式的步驟如下:(1)畫有向圖,給支路編號,選樹。(2)寫出支路阻抗矩陣Z(s)和回路矩陣Bf。按標準復合支路的規(guī)定寫出支路電壓列向量(4)寫出矩陣形式回路電流方程的復頻域表達式或(3)求出回路阻抗矩陣。思考回答
1.什么是復合支路?
2.矩陣形式回路電流方程的列寫中,若電路中含有無伴電流源,將會有何問題?
13.4節(jié)點電壓方程的矩陣形式一、復合支路—
元件電流—
支路電流—
受控電流—
支路的復導納(阻抗)—
支路電壓—
獨立電壓源—
獨立電流源按復合支路的規(guī)定,電路中不允許有受控電壓源,也不允許存在“純電壓源支路”。復合支路規(guī)定了一條支路可以最多包含的元件數(shù),可以缺少某些元件,但不能缺少阻抗。Zk
(Yk)+-+-二、支路方程的矩陣形式分三種不同情況進行分析。1.電路中不含互感和受控源
Zk(Yk)+-+-支路阻抗陣、支路導納陣為
b×b
矩陣:按定義列寫2.具有互感情況下的節(jié)點電壓分析設(shè)第k條、j條支路有耦合關(guān)系,編號時把它們相鄰的編在一起(設(shè)兩個電流都為流入同名端)。則3.具有受控電流源的節(jié)點分析+對第k條支路有(1)VCCS時:(2)CCCS時:考慮b條支路31245Ut1(s)Ut2(s)Ut3(s)iS2R2R1L4L3C5iS1則割集電壓方程的矩陣形式為:由此可得:(1)兩個割集互電導中的公共支路若同時與兩個割集同(或反)方向,該支路電導取正號,反之取負號。
因為每一樹支只能出現(xiàn)在本割集中,所以割集互導不可能包含樹支,全部由連支構(gòu)成。任一連支若是某兩單樹支割集的共有支路,則該兩樹支必包含在這個連支的單連支回路中,則:當沿著樹繞行,兩個樹支方向相同時其割集互導為正,反之為負。(2)當電壓源正極性對著該割集方向時取正號,反之取負號。檢驗學習結(jié)果
1.列寫割集電壓方程的矩陣形式的步驟是什么?
2.節(jié)點電壓方程和割集電壓方程有何區(qū)別和聯(lián)系?13.6狀態(tài)方程一、狀態(tài)和狀態(tài)變量1.狀態(tài):電路在任何時刻所必需的最少信息,它們和自該時刻以后的輸入(激勵)足以確定該電路的性狀。2.狀態(tài)變量:描述電路的一組最少數(shù)目獨立變量,如果某一時刻這組變量已知,且自此時刻以后電路的輸入亦已知,則可以確定此時刻以后任何時刻電路的響應(yīng)。選定系統(tǒng)中一組最少數(shù)量的變量X=[x1,x2,…,xn]T,如果當t=
t0時這組變量X(t0)和t
t0后的輸入e(t)為已知,就可以確定t0及t0以后任何時刻系統(tǒng)的響應(yīng)。二、狀態(tài)方程用狀態(tài)變量和激勵所描述的電路的一階微分方程組。特點:1.聯(lián)立一階微分方程組;2.左端為狀態(tài)變量的一階導數(shù);3.右端僅含狀態(tài)變量和輸入量;[x]=[x1
x2xn]T式中:一般形式:\nn\nmn1m1RuLCuS(t)+-uCiLiCuR+-+-+-LiR選uC,iL
為狀態(tài)變量,列微分方程。整理得狀態(tài)方程三、狀態(tài)方程的列寫1.直觀法13-6電路圖如圖所示,選uC,iL為狀態(tài)變量,列寫狀態(tài)方程。解:例:應(yīng)用舉例
矩陣形式RuLCuS(t)+-uCiLiCuR+-+-+-LiR(4)把狀態(tài)方程整理成標準形式。對于簡單的網(wǎng)絡(luò),用直觀法比較容易,列寫狀態(tài)方程的步驟為:(1)選擇獨立的電容電壓和電感電流作為狀態(tài)變量;(2)對只接有一個電容的節(jié)點列寫KCL方程;對只包含一個電感的回路列KVL方程;(3)列寫其他必要的方程,消去方程中的非狀態(tài)變量;直觀編寫法的缺點:1)編寫方程不系統(tǒng),不利于計算機計算。
2)對復雜網(wǎng)絡(luò)的非狀態(tài)變量的消除很麻煩。步驟:
(1)選擇一個樹,也稱為特有樹,它包含電容和電壓源,
而不包含電容和電流源。(2)對包含電容的單樹支割集列寫KCL方程。(3)對包含電感的單連支割集列寫KVL方程。(4)列寫其他必要的方程,消去非狀態(tài)變量。(5)整理并寫出矩陣形式。2.系統(tǒng)法:對于比較復雜的電路,僅靠觀察法列寫狀態(tài)方程有時是很困難的,有必要尋求一種系統(tǒng)的編寫方法。簡單的說,系統(tǒng)編寫法就是尋求一個適當?shù)臉?,使其包含全部電容而不包含電感。對含電容的單樹支割集用KCL可列寫一組含有的方程。對于含電感的用KVL可列寫出一組含有的方程。這些方程中含有一個導數(shù)項,若再加上其他約束方程,便可求得標準狀態(tài)方程。單連支回路運13.7列寫如下圖所示電路的狀態(tài)方程。解:例:+_1F+_+__uSiSuiLiC11對圖示的兩個樹支,按基本割集列寫KCL方程對圖示的兩個連支,按基本回路列KVL方程應(yīng)用舉例
整理得矩陣形式狀態(tài)方程為檢驗學習結(jié)果
1.狀態(tài)方程系統(tǒng)列寫法的步驟是什么?
2.如何選取特有樹?13.7應(yīng)用實例——計算機輔助電路分析
電路的矩陣表示用計算機程序分析電路時,應(yīng)根據(jù)電路圖寫出這些電路數(shù)據(jù),在程序運行時,從鍵盤將這些數(shù)據(jù)輸入計算機,或者將這些數(shù)據(jù)先存入到某個數(shù)據(jù)文件(例如D.DAT)中,讓計算機從這個文件中自動讀入這些數(shù)據(jù)。項目一AutoCAD基本知識與操作圖1.44“選項”對話框
項目一AutoCAD基本知識與操作2“選擇”設(shè)置圖1.45選項”對話框中的“選擇”分支對話框項目一AutoCAD基本知識與操作1.2.5工具欄的調(diào)用在其他任意工具欄空白處點擊鼠標右鍵,見圖1.46所示圖1.46工具欄調(diào)用項目一AutoCAD基本知識與操作1.2.6視窗的縮放與平移1ZOOM即視窗的縮放AutoCAD提供了Zoom命令,通過此命令,可對圖形的顯示大小進行縮放,便于用戶觀察圖形,進行繪圖工作。啟動Zoom命令有3種方式:在Standard工具欄上單擊Zoom命令對應(yīng)的三個圖標按鈕之一。
在Command:提示下輸入Zoom(簡捷命令Z)并回車。打開下拉菜單【View】Zoom命令,此時彈出一級聯(lián)菜單,如圖1-6所示,在其中可選擇相應(yīng)的Zoom
命令。
2pan視窗的平移如果想查看當前屏幕外的實體,可以使用視窗平移命令Pan。Pan比縮放視圖視窗要快得多,另外平移視窗的操作直觀形象而且簡便。啟動Pan命令有3種方法:打開下拉菜單【View】Pan命令包含一個級聯(lián)菜單,菜單中含有Pan命令的各個選項,選擇合適的一個,即可執(zhí)行Pan命令。
單擊Standard工具欄上的Pan按鈕。
在Command:提示下輸入Pan(簡捷命令P)并回車。
此時屏幕上出現(xiàn)圖標,拖動鼠標,即可移動圖形顯示,就像用手在圖板上推動圖紙一樣。項目一AutoCAD基本知識與操作任務(wù)三設(shè)置繪圖環(huán)境
1.3.1創(chuàng)建與刪除圖層1.3.2圖層名稱設(shè)置1.3.3線型設(shè)置1.3.4線寬設(shè)置1.3.5顏色設(shè)置1.3.6圖層設(shè)置綜合運用項目一AutoCAD基本知識與操作1.3.1創(chuàng)建與刪除圖層1.創(chuàng)建圖層調(diào)用圖層命令的方式:工具欄:“”→菜單:格式→圖層命令行:layer(或別名la、ddlmodes)調(diào)用該命令后,系統(tǒng)將彈出“圖層特性管理器”對話框.項目一AutoCAD基本知識與操作2.刪除圖層刪除圖層:選中需要刪除的圖層,此時圖層變藍,點擊刪除圖層的圖標即可。項目一AutoCAD基本知識與操作任務(wù)一安裝AutoCAD軟件任務(wù)二AutoCAD基本操
任務(wù)三設(shè)置繪圖環(huán)境項目一AutoCAD基本知識與操作1.1.1了解AutoCAD繪圖軟件CAD(ComputerAidedDesign)的含義是指計算機輔助設(shè)計,是計算機技術(shù)的一個重要的應(yīng)用領(lǐng)域。AutoCAD則是美國Autodesk企業(yè)開發(fā)的一個交互式繪圖軟件,是用于二維及三維設(shè)計、繪圖的系統(tǒng)工具,用戶可以使用它來創(chuàng)建、瀏覽、管理、打印、輸出、共享及準確復用富含信息的設(shè)計圖形。項目一AutoCAD基本知識與操作1.1.2掌握AutoCAD安裝方法安裝過程
1)執(zhí)行安裝程序圖1.1啟動安裝文件項目一AutoCAD基本知識與操作2)署許可協(xié)議項目一AutoCAD基本知識與操作3)輸入序列號和用戶信息項目一AutoCAD基本知識與操作4)選擇安裝類型項目一AutoCAD基本知識與操作5)指定安裝目錄項目一AutoCAD基本知識與操作6)系統(tǒng)安裝項目一AutoCAD基本知識與操作7)結(jié)束安裝項目一AutoCAD基本知識與操作1.1.3各種鼠標光標形狀及含義ajk=
1有向支路k
背離
j節(jié)點。
-1有向支路k指向
j節(jié)點。
0有向支路k
與j
節(jié)點無關(guān)。1.關(guān)聯(lián)矩陣:Aa={ajk}nb節(jié)點數(shù)支路數(shù)643521①②④③Aa=1234
123456
支節(jié)
100-101
-1-11000
0100-1-1
00-11
10設(shè)④為參考節(jié)點,劃去第4行。
-1-11000A=123
123456
支節(jié)
100-101
0100-1-1稱A為降階關(guān)聯(lián)矩陣
(n-1)b
,表征獨立節(jié)點與支路的關(guān)聯(lián)性質(zhì)。也稱關(guān)聯(lián)矩陣。各行不獨立。
一、關(guān)聯(lián)矩陣、割集矩陣和回路矩陣的定義2.割集矩陣支路k與割集j方向一致。-1支路k與割集j方向相反。0支路k
不在割集j中。qjk=12345678(a)Q1
Q2Q3
Q4Q={qjk}n-1
b基本割集數(shù)支路數(shù){(1,2,3),(1,4,5),(2,6,8),(5,7,8)}是該圖的一組獨立割集,流出閉合面方向為割集方向。
Q1Q2Q3Q414283576úúúú?ùêêêê?é-----=11010000101000100001100100000111Q支路割集(2)支路排列順序為先樹支后連支。約定:(1)割集方向與樹支方向相同。12345678(b)Q1
Q2Q4Q3基本割集矩陣Qf選2、
4、5、8為樹支,連支為1、3、6、7。Q1Q2Q3Q428475163支路割集=[1
Ql]EtQl3.回路矩陣B={bjk}lb基本回路數(shù)支路數(shù)1支路k與回路j關(guān)聯(lián),方向一致。-1支路k
與回路j關(guān)聯(lián),方向相反。0支路k
不在回路j中。bjk=(a)12345678l2l3
l4l114283576l1l2l3l4支路回路12345678
(2)支路排列順序為先連支后樹支。約定:(1)回路電流的參考方向取連支電流方向。基本回路矩陣Bf選2、
4、5、8為樹支,連支為1、3、6、7。17386254b1b3b6b7支路回路=[1
Bt]ElBt1.用矩陣A描述的基爾霍夫定律的矩陣形式(1)KCL的矩陣形式以節(jié)點④為參考節(jié)點Aib
=111000000-111000000-1-11n-1個獨立方程矩陣形式的KCL:Aib=0二、用矩陣A、Q、B表示的基爾霍夫定律的矩陣形式1234567①②③④(2)KVL的矩陣形式矩陣形式=úúúúúúúúú?ùêêêêêêêêê?é---=n3n3n3n2n2n2n1n2n1uuuuuuuuu矩陣形式的KCL:矩陣形式的KCL:Qfib=0
(1)KCL的矩陣形式?。?,3,6)為樹,1234567Q2Q1Q32.用矩陣Qf描述的基爾霍夫定律的矩陣形式電路中的(n-1)個樹支電壓可用(n-1)階列向量表示,即(2)KVL的矩陣形式,,,
,l個獨立KVL方程矩陣形式的KVL:Bf
ub=03.用矩陣Bf表示的基爾霍夫定律的矩陣形式1234567(1)KVL的矩陣形式(2)KCL的矩陣形式獨立回路電流1234567矩陣形式的KCL:ib=BfTilQQi=0QTut=u小結(jié):ul=
-
BtutABAi=0
BTil=iKCLKVL
ATun=uBu=013-1電路的有向圖如圖所示,(1)節(jié)點⑤為參考寫出其關(guān)聯(lián)矩陣A,(2)以實線為樹枝,虛線為連支,寫出其單連支回路矩陣Bf(3)寫出單樹支割集矩陣Qf。例:解:⑤123456789①②③④(1)以節(jié)點⑤為參考節(jié)點,其余4個節(jié)點為獨立節(jié)點的關(guān)聯(lián)矩陣A為應(yīng)用舉例
(2)以實線(1,2,3,4)為樹枝,虛線(5,6,7,8,9)為連支,其單連支回路矩陣Bf為⑤123456789①②③④(3)以實線(1,2,3,4)為樹枝,虛線(5,6,7,8,9)為連支,其單樹支割集矩陣Qf為⑤123456789①②③④1.對于一個含有n個節(jié)點b條支路的電路,關(guān)聯(lián)矩陣反映了什么關(guān)聯(lián)性質(zhì)?2.對于一個含有n個節(jié)點b條支路的電路,回路矩陣反映了什么關(guān)聯(lián)性質(zhì)?
檢驗學習結(jié)果3.對于一個含有n個節(jié)點b條支路的電路,割集矩陣反映了什么關(guān)聯(lián)性質(zhì)?
4.對于一個含有n個節(jié)點b條支路的電路,用矩陣A、Qf、Bf表示的基爾霍夫定律的矩陣形式分別是什么?13.3回路電流方程的矩陣形式
Zk一、復合支路第k條支路第k條支路的阻抗,只能是單一的電阻、電感或電容,不允許是它們的組合。阻抗上電壓、電流的參考方向與支路方向相同。獨立電壓源,其參考方向和支路方向相反。獨立電流源,其參考方向和支路方向相反。支路電壓、支路電流,取關(guān)聯(lián)參考方向。1.電路中不含互感和受控源的情況(相量法)按定義寫開
Zk二、支路方程的矩陣形式2.電路中含有互感的情況設(shè)第k條、j條支路有耦合關(guān)系,編號時把它們相鄰的編在一起(設(shè)兩個電流都為流入同名端):其余支路電壓、電流的關(guān)系為:故回路電流方程不變,只是阻抗陣Z不再為對角陣,其非對角線元素的第k行、第j列和第j行、第k列的兩個元素是兩條支路的互阻抗。互阻抗前的“±”,電流流入同名端的對應(yīng)取“+”,反之取“-”。
仍可統(tǒng)一寫為3.電路中含有受控源的情況而這時含有受控源的支路阻抗Z為非對角陣,非對角線上的元素是與受控電壓源的控制系數(shù)有關(guān)的元素。因支路方程的右端加上受控電壓源,故支路阻抗陣變?yōu)椋?/p>
Zk++--kj取回路電流(連支電流)為未知變量?;芈贩匠叹仃囆问?/p>
支路電壓與支路電流的關(guān)系代入上面方程,整理后得Zk+-+-回路矩陣方程(回路電壓源相量)Zl(回路阻抗陣)三、回路電流方程的矩陣形式
例:解:13.2列出圖示電路矩陣形式回路電流方程的頻域表達式。124356+-μU2Z3Z6
IS6+-Z2Z5Z1+-
U2US1⑴畫出有向圖,給支路編號,選樹(1,4,6)。⑵
應(yīng)用舉例
⑶計算Zl和。矩陣形式回路電流方程的頻域表達式為13-3列出圖示電路矩陣形式回路電流方程的復頻域表達式。例:解:R1C2L3L5uS4uS5**M12435⑴畫出有向圖,給支路編號,選樹(1,4)。⑵應(yīng)用舉例
⑶計算Z(s)UlS(s)。矩陣形式回路電流方程的復頻域表達式為。小結(jié)列寫回路電流方程矩陣形式的步驟如下:(1)畫有向圖,給支路編號,選樹。(2)寫出支路阻抗矩陣Z(s)和回路矩陣Bf。按標準復合支路的規(guī)定寫出支路電壓列向量(4)寫出矩陣形式回路電流方程的復頻域表達式或(3)求出回路阻抗矩陣。思考回答
1.什么是復合支路?
2.矩陣形式回路電流方程的列寫中,若電路中含有無伴電流源,將會有何問題?
13.4節(jié)點電壓方程的矩陣形式一、復合支路—
元件電流—
支路電流—
受控電流—
支路的復導納(阻抗)—
支路電壓—
獨立電壓源—
獨立電流源按復合支路的規(guī)定,電路中不允許有受控電壓源,也不允許存在“純電壓源支路”。復合支路規(guī)定了一條支路可以最多包含的元件數(shù),可以缺少某些元件,但不能缺少阻抗。Zk
(Yk)+-+-二、支路方程的矩陣形式分三種不同情況進行分析。1.電路中不含互感和受控源
Zk(Yk)+-+-支路阻抗陣、支路導納陣為
b×b
矩陣:按定義列寫2.具有互感情況下的節(jié)點電壓分析設(shè)第k條、j條支路有耦合關(guān)系,編號時把它們相鄰的編在一起(設(shè)兩個電流都為流入同名端)。則3.具有受控電流源的節(jié)點分析+對第k條支路有(1)VCCS時:(2)CCCS時:考慮b條支路31245Ut1(s)Ut2(s)Ut3(s)iS2R2R1L4L3C5iS1則割集電壓方程的矩陣形式為:由此可得:(1)兩個割集互電導中的公共支路若同時與兩個割集同(或反)方向,該支路電導取正號,反之取負號。
因為每一樹支只能出現(xiàn)在本割集中,所以割集互導不可能包含樹支,全部由連支構(gòu)成。任一連支若是某兩單樹支割集的共有支路,則該兩樹支必包含在這個連支的單連支回路中,則:當沿著樹繞行,兩個樹支方向相同時其割集互導為正,反之為負。(2)當電壓源正極性對著該割集方向時取正號,反之取負號。檢驗學習結(jié)果
1.列寫割集電壓方程的矩陣形式的步驟是什么?
2.節(jié)點電壓方程和割集電壓方程有何區(qū)別和聯(lián)系?13.6狀態(tài)方程一、狀態(tài)和狀態(tài)變量1.狀態(tài):電路在任何時刻所必需的最少信息,它們和自該時刻以后的輸入(激勵)足以確定該電路的性狀。2.狀態(tài)變量:描述電路的一組最少數(shù)目獨立變量,如果某一時刻這組變量已知,且自此時刻以后電路的輸入亦已知,則可以確定此時刻以后任何時刻電路的響應(yīng)。選定系統(tǒng)中一組最少數(shù)量的變量X=[x1,x2,…,xn]T,如果當t=
t0時這組變量X(t0)和t
t0后的輸入e(t)為已知,就可以確定t0及t0以后任何時刻系統(tǒng)的響應(yīng)。二、狀態(tài)方程用狀態(tài)變量和激勵所描述的電路的一階微分方程組。特點:1.聯(lián)立一階微分方程組;2.左端為狀態(tài)變量的一階導數(shù);3.右端僅含狀態(tài)變量和輸入量;[x]=[x1
x2xn]T式中:一般形式:\nn\nmn1m1RuLCuS(t)+-uCiLiCuR+-+-+-LiR選uC,iL
為狀態(tài)變量,列微分方程。整理得狀態(tài)方程三、狀態(tài)方程的列寫1.直觀法13-6電路圖如圖所示,選uC,iL為狀態(tài)變量,列寫狀態(tài)方程。解:例:應(yīng)用舉例
矩陣形式RuLCuS(t)+-uCiLiCuR+-+-+-LiR(4)把狀態(tài)方程整理成標準形式。對于簡單的網(wǎng)絡(luò),用直觀法比較容易,列寫狀態(tài)方程的步驟為:(1)選擇獨立的電容電壓和電感電流作為狀態(tài)變量;(2)對只接有一個電容的節(jié)點列寫KCL方程;對只包含一個電感的回路列KVL方程;(3)列寫其他必要的方程,消去方程中的非狀態(tài)變量;直觀編寫法的缺點:1)編寫方程不系統(tǒng),不利于計算機計算。
2)對復雜網(wǎng)絡(luò)的非狀態(tài)變量的消除很麻煩。步驟:
(1)選擇一個樹,也稱為特有樹,它包含電容和電壓源,
而不包含電容和電流源。(2)對包含電容的單樹支割集列寫KCL方程。(3)對包含電感的單連支割集列寫KVL方程。(4)列寫其他必要的方程,消去非狀態(tài)變量。(5)整理并寫出矩陣形式。2.系統(tǒng)法:對于比較復雜的電路,僅靠觀察法列寫狀態(tài)方程有時是很困難的,有必要尋求一種系統(tǒng)的編寫方法。簡單的說,系統(tǒng)編寫法就是尋求一個適當?shù)臉?,使其包含全部電容而不包含電感。對含電容的單樹支割集用KCL可列寫一組含有的方程。對于含電感的用KVL可列寫出一組含有的方程。這些方程中含有一個導數(shù)項,若再加上其他約束方程,便可求得標準狀態(tài)方程。單連支回路運13.7列寫如下圖所示電路的狀態(tài)方程。解:例:+_1F+_+__uSiSuiLiC11對圖示的兩個樹支,按基本割集列寫KCL方程對圖示的兩個連支,按基本回路列KVL方程應(yīng)用舉例
整理得矩陣形式狀態(tài)方程為檢驗學習結(jié)果
1.狀態(tài)方程系統(tǒng)列寫法的步驟是什么?
2.如何選取特有樹?13.7應(yīng)用實例——計算機輔助電路分析
電路的矩陣表示用計算機程序分析電路時,應(yīng)根據(jù)電路圖寫出這些電路數(shù)據(jù),在程序運行時,從鍵盤將這些數(shù)據(jù)輸入計算機,或者將這些數(shù)據(jù)先存入到某個數(shù)據(jù)文件(例如D.DAT)中,讓計算機從這個文件中自動讀入這些數(shù)據(jù)。表1-1各種鼠標光標形狀及含義
正常選擇調(diào)整垂直大小正常繪圖狀態(tài)調(diào)整水平大小輸入狀態(tài)調(diào)整左上-右下符號選擇目標調(diào)整右上-左下符號等待符號任意移動應(yīng)用程序啟動符號幫助跳轉(zhuǎn)符號視圖動態(tài)縮放符號插入文本符號視圖窗口縮放幫助符號調(diào)整命令窗口大小視圖平移符號項目一AutoCAD基本知識與操作任務(wù)二AutoCAD基本操1.2.1認識CAD工作界面1.2.2CAD圖形文件的管理1.2.3命令操作中輔助工具的使用技巧1.2.4輔助繪圖功能的顯示設(shè)置1.2.5工具欄的調(diào)用1.2.6視窗的縮放與平移項目一AutoCAD基本知識與操作1.2.1認識CAD工作界面項目一AutoCAD基本知識與操作1.2.2CAD圖形文件的管理1創(chuàng)建新文件在AutoCAD2006中創(chuàng)建新圖有3種途徑:
下拉菜單FileNew命令。單擊Standard工具欄中的New按鈕。在Command:提示下輸入New并回車。執(zhí)行New命令后,彈出對話框,該對話框列出了所有可供使用的樣板,供用戶單擊選擇。用戶可以利用樣板創(chuàng)建新圖形。
項目一AutoCAD基本知識與操作1.2.2CAD圖形文件的管理1創(chuàng)建新文件重要提示:此時新建的文件,并不能滿足我國制圖標準,因為CAD軟件是國外引進軟件,樣本文件采用的圖框都是國外標準圖框,并不適合我國制圖標準,因此不宜采用此方法新建文件。建議新文件創(chuàng)建的方法:直接打開CAD程序,點擊保存,命名為所需要新文件名稱。項目一AutoCAD基本知識與操作1.2.2CAD圖形文件的管理1創(chuàng)建新文件2)、項目實例(1)項目要求:建立新文件,此文件為某教學樓一層平面圖(建施)(2)操作步驟:a.打開CAD程序b.鼠標點擊菜單【文件】→【保存】,出現(xiàn)“圖形另存為”對話框,見圖1.25所示項目一AutoCAD基本知識與操作圖1.25創(chuàng)建新文件對話框1.2.2CAD圖形文件的管理1創(chuàng)建新文件項目一AutoCAD基本知識與操作1.2.2CAD圖形文件的管理1、創(chuàng)建新文件c.修改文件路徑,保存于“D”盤(或“E”、“F”等)d.建立新文件夾“某教學樓建筑施工圖”,并打開新文件夾e.修改文件名稱,命名為“一層平面圖”,見圖如圖1.25所示f.點擊右下角“保存”,新文件創(chuàng)建成功項目一AutoCAD基本知識與操作1.2.2CAD圖形文件的管理2打開圖形文件1)命令調(diào)用用戶可使用“open”命令在AutoCAD中打開已有的圖形文件,該命令的調(diào)用方式為:工具欄:“”→菜單:【文件】→【打開】命令行:Open項目一AutoCAD基本知識與操作1.2.2CAD圖形文件的管理2打開圖形文件2)、項目實例(1)項目要求:將新建的某教學樓“一層平面圖”打開(2)操作步驟a.鼠標點擊菜單【文件】→【打開】,出現(xiàn)對話框b.搜索文件路徑,打開于“D”盤(或“E”、“F”等)c.打開文件夾“某教學樓建筑施工圖”d.雙擊文件“一層平面圖”,如圖1.26所示項目一AutoCAD基本知識與操作1.2.2CAD圖形文件的管理2打開圖形文件圖1.26“選擇文件”對話框項目一AutoCAD基本知識與操作1.2.2CAD圖形文件的管理3保存圖形文件
1)、命令調(diào)用對于新建圖形或修改后的圖形,用戶可將其保存在磁盤中。該命令的調(diào)用方式為:工具欄:“”→菜單:【文件】→【保存】命令行:qsave或者save項目一AutoCAD基本知識與操作1.2.2CAD圖形文件的管理3保存圖形文件2)、項目實例(1)項目要求:將繪制一部分的某教學樓“一層平面圖”圖形保存(2)操作步驟a.鼠標點擊菜單【文件】→【保存】;b.當文件已經(jīng)命名為“一層平面圖”時,屏幕圖形界面無任何變化,但文件保存程序已運行,文件已經(jīng)保存;c.當文件未命名為“一層平面圖”時,將出現(xiàn)圖1.27所示對話框,此時,可參考本章2.2.1中項目實例,將文件保存為“一層平面圖”。項目一AutoCAD基本知識與操作1.2.2CAD圖形文件的管理3保存圖形文件圖1.27“圖形另存為”對話框項目一AutoCAD基本知識與操作1.2.3命令操作中輔助工具的使用技巧1輔助工具的設(shè)置第一種:菜單調(diào)用選擇菜單【工具】→【草圖設(shè)置】,彈出“草圖設(shè)置”對話框,并選擇“SnapandGrid(捕捉和柵格)”選項卡,如圖1.29所示。項目一AutoCAD基本知識與操作1.2.3命令操作中輔助工具的使用技巧圖1.29“草圖設(shè)置”對話框項目一AutoCAD基本知識與操作1.2.3命令操作中輔助工具的使用技巧2對象捕捉第二種:在狀態(tài)欄正交、對象捕捉等處,點擊鼠標右鍵,彈出“設(shè)置”,單擊設(shè)置,即彈出圖1.29所示對話框。分別選中“啟用捕捉”和“啟用柵格”開關(guān),打開捕捉和柵格模式,并按圖1.30所示內(nèi)容進行設(shè)置,然后按鍵確認。項目一AutoCAD基本知識與操作1.2.3命令操作中輔助工具的使用技巧1“草圖”設(shè)置圖1.30“對象捕捉”對話框項目一AutoCAD基本知識與操作菜單調(diào)入:【工具】→【草圖設(shè)置】,出現(xiàn)“草圖設(shè)置”對話框,見圖1.43所示,點擊左下角按鈕,出現(xiàn)“選項”對話框,見圖1.44所示。或者【工具】→【選項】,出現(xiàn)“選項”對話框,見圖1.44所示。2、總線接口部件BIU6)總線控制邏輯總線控制邏輯發(fā)出總線控制信號,實現(xiàn)存儲器的讀/寫控制和I/O的讀寫控制。它將CPU內(nèi)部總線與外部總線相連,是CPU與外部電路進行數(shù)據(jù)交換的路徑??偩€控制邏輯控制8086通過20條引腳線分時傳送20位地址線、16位數(shù)據(jù)和4位狀態(tài)信息。3、BIU和EU的工作過程8086的總線BIU和EU在很多時候可以并行工作,使得取指令、指令譯碼和執(zhí)行指令這些操作構(gòu)成操作流水線。當指令隊列中有兩個空字節(jié),且EU沒有訪問存儲器和I/O接口的要求時,BIU會自動把指令取到指令隊列中。3、BIU和EU的工作過程當EU準備執(zhí)行一條指令時,它會從指令隊列前部取出指令執(zhí)行。在執(zhí)行指令的過程中,如果需要訪問存儲器或者I/O設(shè)備,那么EU會向BIU發(fā)出訪問總線的請求,以完成訪問存儲器或者I/O接口的操作。如果此時BIU正好處于空閑狀態(tài),那么,會立即響應(yīng)EU的總線請求;但如果BIU正在將某個指令字節(jié)取到指令隊列中,那么,BIU將首先完成這個取指令操作,然后再去響應(yīng)EU發(fā)出的訪問總線的請求。3、BIU和EU的工作過程當指令隊列已滿,而且EU又沒有總線訪問時,BIU便進入空閑狀態(tài)。在執(zhí)行轉(zhuǎn)移指令、調(diào)用指令和返回指令時,下面要執(zhí)行的指令就不是在程序中緊接著的那條指令了,而BIU往指令隊列裝入指令時,總是按順序進行的。在這種情況下,指令隊列中已經(jīng)裝入的指令就沒有用了,會被自動消除。隨后,BIU會往指令隊列中裝入另一個程序段中的指令。2.2.28086的工作模式把8086CPU與存儲器、外設(shè)構(gòu)成一個計算機系統(tǒng)時,根據(jù)所連的存儲器和外設(shè)的規(guī)模,8086CPU具有兩種不同的工作模式來適應(yīng)不同的應(yīng)用場合:最小模式最大模式
8086的工作模式由硬件設(shè)計決定:引腳連電源(+5V),則8086處在最小模式;引腳接地,則8086處在最大模式。MN/MXMN/MX2.2.28086的工作模式最小模式最小模式也稱為單處理器模式,是指系統(tǒng)中只有一片8086微處理器,所連的存儲器容量不大、片子不多,所要連的I/O端口也不多,系統(tǒng)的控制總線就直接由CPU的控制線供給,從而使得系統(tǒng)中的總線控制電路被減到最少。最小模式適用于較小規(guī)模的系統(tǒng)。2.2.28086的工作模式最大模式最大模式是相對于最小模式而言的,適用于中、大型規(guī)模的系統(tǒng)。在最大模式的系統(tǒng)中有多個微處理器,其中一個是主處理器8086,其他的處理器稱為協(xié)處理器,承擔某方面專門的工作。和8086配合的協(xié)處理器有數(shù)值運算協(xié)處理器8087,和輸入/輸出協(xié)處理器8089。8086通過一個總線控制器8288來形成各種總線周期,控制信號由8288供給。數(shù)據(jù)總線為16位地址總線為20位40條引腳
部分引腳分時復用
2.38086的引腳特性2.38086的引腳特性描述方面:引腳的功能信號的有效電平信號的流向引腳的復用三態(tài)能力2.3.1兩種工作模式的公共引腳AD0~AD15低16位地址/數(shù)據(jù)的復用引腳線三態(tài)、雙向采用分時復用法來實現(xiàn)對地址線和數(shù)據(jù)線的復用2.3.1兩種工作模式的公共引腳
A19/S6~A16/S3高4位地址/狀態(tài)的復用引腳線三態(tài)、輸出采用分時復用方法來實現(xiàn)對地址線和狀態(tài)線的復用狀態(tài)信息S6總是為低電平。S5反映當前允許中斷標志的狀態(tài)。S4與S3一起指示當前哪一個段寄存器被使用。其規(guī)定如表所示。S4S3當前正在使用的段寄存器名00ES01SS10CS或未用11DS2.3.1兩種工作模式的公共引腳TEST測試信號輸入低電平時有效與WAIT指令配合使用2.3.1兩種工作模式的公共引腳INTR可屏蔽中斷請求信號輸入高電平時有效標志寄存器中IF位:IF=1,允許中斷IF=0,禁止中斷2.3.1兩種工作模式的公共引腳NMI非屏蔽中斷請求信號輸入上升沿有效不受IF位影響8086只有NMI和INTR可以引入外部中斷。2.3.1兩種工作模式的公共引腳RESET復位信號輸入高電平有效復位后:指令隊列空CS為FFFFH其它寄存器清零2.3.1兩種工作模式的公共引腳
其它CLK輸入時鐘信號VCC輸入電源GND接地MN/MX最小/最大模式信號,輸入。與模式有關(guān)的引腳2.3.2最小模式下的引腳
INTA中斷響應(yīng)信號輸出低電平有效2.3.2最小模式下的引腳ALE地址鎖存信號輸出下降沿時鎖存地址2.3.2最小模式下的引腳
DEN數(shù)據(jù)允許信號輸出,三態(tài)低電平有效2.3.2最小模式下的引腳
DT/R數(shù)據(jù)發(fā)送/接收控制信號輸出,三態(tài)有效時控制數(shù)據(jù)傳送方向2.3.2最小模式下的引腳
M/IO訪問M或I/O控制信號輸出,三態(tài)=1,訪問M=0,訪問I/O2.3.2最小模式下的引腳WR寫信號輸出,三態(tài)低電平有效有效時表示CPU正在寫2.3.3最大模式下的引腳QS1,QS0指令隊列狀態(tài)信號輸出組合見表QS1和QS0的組合與對應(yīng)的操作QS1QS0操作00無操作01從指令隊列的第一個字節(jié)中取走代碼10隊列為空11除第一個字節(jié)外,還取走了后續(xù)字節(jié)中的代碼2.3.3最大模式下的引腳LOCK總線封鎖信號輸出,三態(tài)低電平有效2.3.3最大模式下的引腳RQ/GT總線請求/允許信號雙向輸入:請求輸出:響應(yīng)共有2個同樣的引腳RQ/GT0優(yōu)先級高2.3.3最大模式下的引腳S2~0總線周期狀態(tài)信號輸出信號
組合見表S2、S1、S0的組合與對應(yīng)的操作S2S1S0操作000中斷響應(yīng)001讀I/O端口010寫I/O端口011暫停100取指101讀存儲器110寫存儲器111無作用2.4.1基本概念微型計算機系統(tǒng)的所有操作都按統(tǒng)一的時鐘節(jié)拍進行。CPU執(zhí)行指令時涉及三種周期:時鐘周期總線周期指令周期2.48086微型計算機系統(tǒng)的總線時序1、時鐘周期計算機是一個復雜的時序邏輯電路,時序邏輯電路都有“時鐘”信號。計算機的“時鐘”是由振蕩源產(chǎn)生的、幅度和周期不變的節(jié)拍脈沖,每個脈沖周期稱為時鐘周期(ClockCycle),又稱為T狀態(tài)。計算機是在時鐘脈沖的統(tǒng)一控制下,一個節(jié)拍一個節(jié)拍地工作的。時鐘周期是微機系統(tǒng)工作的最小時間單元,取決于系統(tǒng)的主頻率,系統(tǒng)完成任何操作所需要的時間,均是時鐘周期的整數(shù)倍。
例如,IBM-PC機時鐘頻率為4.77MHz,一個T狀態(tài)為210nsT2、總線周期當CPU訪問M或I/O端口,需要通過總線進行讀或?qū)懖僮?。與CPU內(nèi)部操作相比,通過總線進行的操作需要較長的時間。把CPU通過總線進行某種操作的過程稱為總線周期(BusCycle),表示從M或I/O端口存取一個數(shù)據(jù)所需的時間。根據(jù)總線操作功能的不同,分為:存儲器讀周期存儲器寫周期I/O讀周期I/O寫周期一個基本的總線周期由4個時鐘周期組成(T1、T2、T3、T4)。
一個基本的總線周期2、總線周期在有些情況下,外設(shè)或存儲器速度較慢,不能及時地配合CPU傳送數(shù)據(jù)。這時,外設(shè)或存儲器會通過“READY”信號線在T3狀態(tài)啟動之前向CPU發(fā)一個“數(shù)據(jù)未準備好”信號,于是CPU會在T3之后插入1個或多個附加的時鐘周期等待狀態(tài)Tw。只有在CPU和內(nèi)存或I/O接口之間傳輸數(shù)據(jù),以及填充指令隊列時,CPU才執(zhí)行總線周期??梢?,如果在一個總線周期之后,不立即執(zhí)行下一個總線周期,那么,系統(tǒng)總線就處在空閑狀態(tài),此時,執(zhí)行空閑周期TI。
三者關(guān)系:指令周期總線周期……總線周期時鐘周期時鐘周期時鐘周期時鐘周期…………2.4.2最小模式下的總線周期時序最小模式下的讀周期時序讀周期是指CPU從存儲器或I/O端口讀取數(shù)據(jù)的總線周期。2.4.2最小模式下的總線周期時序最小模式下的寫周期時序?qū)懼芷谑侵窩PU中的數(shù)據(jù)送到存儲器或I/O端口的總線周期。2.4.2最小模式下的總線周期時序中斷響應(yīng)周期時序中斷是指CPU中止當前程序的執(zhí)行,而去執(zhí)行一個中斷服務(wù)程序的過程。8086可以處理256種不同的中斷,分為硬件中斷和軟件中斷。硬件中斷是由外部設(shè)備引發(fā)的,分為非屏蔽中斷和可屏蔽中斷兩類。非屏蔽中斷是通過CPU的NMI引腳引入的,其請求信號為一上升沿觸發(fā)信號,并要求維持兩個時鐘周期的高電平。當有非屏蔽中斷請求時,不管CPU正在做什么事情,都會響應(yīng),級別很高。2.4.2最小模式下的總線周期時序中斷響應(yīng)周期時序一般外部設(shè)備的中斷是通過INTR引腳向CPU發(fā)出中斷請求的,這個可屏蔽中斷請求信號的有效電平(高電平),必須維持到CPU響應(yīng)中斷為止。若標志IF=1,表示CPU允許中斷,此時CPU在執(zhí)行完當前指令后響應(yīng)中斷,其中斷響應(yīng)周期時序如下圖所示。2.4.2最小模式下的總線周期時序8086的復位時序(對兩種模式都一樣)RESET引腳是用來啟動或重新啟動系統(tǒng)的。外部來的復位信號RST經(jīng)8284同步為內(nèi)部RESET信號,如下圖所示。2.4.2最小模式下的總線周期時序總線保持請求與響應(yīng)周期時序當系統(tǒng)中CPU之外的總線主設(shè)備需要占用總線時,就向CPU發(fā)出一個有效的總線保持請求信號HOLD,這個HOLD信號可能與時鐘信號不同步。CPU在每個時鐘周期的上升沿進行檢測,當檢測到該信號時,在當前總線周期的T4后或下一個總線周期的T1后,CPU發(fā)出一個有效的保持響應(yīng)信號HLDA,并讓出總線,此時,進入了DMA傳送過程。當DMA傳送結(jié)束后,發(fā)出總線保持請求的設(shè)備將HOLD恢復為低電平,CPU才收回總線控
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