Конструирование модуля ЭВМ для обработки телеметрических данных - Курсовая работа

Появление печатных плат (ПП) в их современном виде совпадает с началом использования полупроводниковых приборов в качестве элементной базы электроники. Переход на печатный монтаж даже на уровне одно-и двухсторонние плат стал в свое время важнейшим этапом в развитии конструирования и технологии электронной аппаратуры. Разработка очередных поколений элементной базы (интегральная, затем функциональная микроэлектроника), ужесточение требований к электронным устройствам, потребовали развития техники печатного монтажа и привели к созданию многослойных печатных плат (МПП), появлению гибких, рельефных печатных плат. Многообразие сфер применения электроники обусловило применение различных типов печатных плат: - односторонние печатные платы; Однако для двухсторонних плат не требуется применять прессования слоев, значительно проще выполняется очистка отверстий после сверления.Определяются требования к конструкции печатной платы, материалу основания. необходимость дополнительной защиты. Анализируется функциональная и конструкторская сложность узла, устройства и в соответствии с ГОСТ производится выбор типа конструкции печатной платы. Для осуществления трассировки выбирается необходимый класс точности печатной платы на основе анализа конструкторской сложности функционального узла, характеристик элементной базы, условий эксплуатации, надежности, технологии изготовления. На основании анализа механических воздействий, класса точности печатной платы, реализуемых функций и условий эксплуатации, по ТУ на материалы конкретного вида и ГОСТ, производится выбор материала для основания печатной платы. С учетом технологических зон, зоны установки соединителя, требований модуля второго уровня, по ГОСТ производится выбор конфигурации и габаритных размеров печатной платы.Для стабилизации тактовых сигналов опорной частоты к входам XTAL 1, XTAL2 генератора подключают кварцевый резонатор, частота которого должна быть в 9 раз больше частоты выходных сигналов С1, С2. для автоматической установки генератора в исходное состояние при подаче напряжения к входу RESIN подключают цепь, состоящую из элементов R (100КОМ), VD, C1 (10МКФ). Через резистор R1 конденсатор заряжается, напряжение на входе RESIN падает. Когда напряжение на входе RESIN достигнет логического нуля, снимается сигнал RESET с выхода микросхемы и микропроцессор производит первое обращение за чтением команды к ячейке памяти по адресу 0000Н. На вход ОЕ микросхем подается логический ноль для разрешения передачи данных (управление третьим состоянием), а на входы STB логическая единица для выбора направления передачи данных (из Восьмиразрядная параллельная 3-стабильная буферная схема данных принимает информацию с канала данных микропроцессора по выводам D7-D0 и передает в регистр состояния информацию состояния, на системный канал данных по выводам DB7-DB0 выдает в цикле записи по сигналу TR.Время задержки сигнала С2 (низкого уровня) относительно сигнала С1 (низкого уровня) ? 0 нс Время задержки сигнала С2 (высокого уровня) относительно сигнала С1 (низкого уровня) ?70 нс Время задержки распространения сигналов А15...А0 (низкого уровня) относительно сигнала С2 (высокого уровня) ?200 нс Время установления сигналов D7…D0 относительно сигнала С1 во время действия сигнала "прием" ?30 нс Системный контроллер состоит из двунаправленной буферной схемы данных, регистра состояния и дешифратора управляющих сигналов, формирует управляющие сигналы по сигналам состояния микропроцессора и обеспечивает прием и передачу 8-разрядной информации между каналом данных микропроцессора по выводам D7...D0 и системным каналам по выводам DB7...DB0.При выборе габаритных размеров печатной платы учитываются такие характеристики, как: - суммарная площадь всех ИМС и РЭ; В геометрических размерах печатной платы также следует предусмотреть припуск на технологическое поле для отверстий, с помощью которых печатная плата крепится к корпусу. Допуски на линейные размеры сторон печатной платы должны соответствовать установленным ГОСТ 25346-89 и ГОСТ 25347-82. Печатные платы можно выбирать любой формы, предпочтительно прямоугольной. При проектировании и изготовлении печатных плат следуетРазмещение ЭРЭ и ИМС предшествует трассировке печатных связей и во многом определяет эффективность трассировки. Задача компоновки заключается в том, что с одной стороны необходимо разместить элементы как можно более плотно, а с другой стороны - обеспечить наилучшие условия для трассировки, электромагнитной и тепловой совместимости, автоматизации сборки, монтажа и контроля. Микросхемы со штырьковыми выводами устанавливаются с одной стороны печатной платы, а микросхемы с планарными выводами, бескорпусные ИМС и ЭРЭ допустимо устанавливать с двух сторон печатной платы. Крепление микросхем и ЭРЭ осуществляется, в основном, пайкой, причем, не задейственные контакты необходимо запаивать для увеличения жесткости. Микросхемы с планарными выводами можно устанавливать с помощью клея и лака.Позитивный комбинированный способ является основным при

Содержание

Лист

Введение

1. Общая часть

1.1 Постановка задачи проектирования

1.2 Назначение и область применения

2. Специальная часть

2.1 Описание принципиальной схемы

2.2 Характеристики ИМС и РЭ

2.3 Выбор и обоснования конструкции печатной платы

2.4 Выбор и обоснование класса точности и группы жесткости

2.5 Выбор габаритных размеров и конфигурации печатной платы

2.6 Выбор материала основания печатной платы

2.7 Компоновка и размещение ИМС и РЭ на печатной плате

2.8 Выбор и обоснование метода изготовления печатной платы

2.9 Выбор защитного покрытия печатной платы

3. Расчетная часть

3.1 Расчет потребляемой мощности

3.2 Трассировка соединений и расчет элементов печатного монтажа

3.3 Расчет надежности

Заключение

Приложение А. Опись документов

Приложение B. Перечень элементов

Литература

Появление печатных плат (ПП) в их современном виде совпадает с началом использования полупроводниковых приборов в качестве элементной базы электроники. Переход на печатный монтаж даже на уровне одно- и двухсторонние плат стал в свое время важнейшим этапом в развитии конструирования и технологии электронной аппаратуры. Разработка очередных поколений элементной базы (интегральная, затем функциональная микроэлектроника), ужесточение требований к электронным устройствам, потребовали развития техники печатного монтажа и привели к созданию многослойных печатных плат (МПП), появлению гибких, рельефных печатных плат. Многообразие сфер применения электроники обусловило применение различных типов печатных плат: - односторонние печатные платы;

- двухсторонние печатные платы ;

- многослойные печатные платы ;

- гибкие печатные платы ;

- рельефные печатные платы (РПП);

- высокоплотная односторонняя печатная плата.

В данном курсовом проекте разрабатываем двустороннюю печатную плату.

Двухсторонние платы составляют в настоящее время значительную долю объема выпуска плат, например, в Великобритании до 47 %.

Опираясь на статистику последних трех лет, можно оценить долю двухсторонних плат в российском производстве в 65-75%. Столь значительное внимание разработчиков к этому виду плат объясняется своеобразным компромиссом между их относительно малой стоимостью и достаточно высокими возможностями. Технологический процесс изготовления двухсторонних плат, также как односторонних, является частью более общего процесса изготовления многослойных ПП. Однако для двухсторонних плат не требуется применять прессования слоев, значительно проще выполняется очистка отверстий после сверления. Вместе с тем, для большинства двухсторонних плат за рубежом проектные нормы "проводник / зазор" составляют 0,25 / 0,25 мм (40% от объема выпуска), 0,2 / 0,2 мм (18%) и 0,15 / 0,15 мм (18%). Это позволяет использовать такие платы для изготовления широкого круга современных изделий, они вполне пригодны как для монтажа в отверстия, так и для поверхностного монтажа. Нередко на проводники двухсторонних плат наносится золотое покрытие, а для металлизации отверстий используется серебро.

Типовые параметры двухсторонних плат: · Максимальные размеры заготовки - 300x250...500х500 мм

· Минимальный диаметр отверстия - 0.4...0,6 мм

· Минимальная ширина проводника - 0,15 мм

· Минимальный зазор - 0,15 мм

· Толщина фольги - 18..36 мкм

· Толщина платы - 0,4 - 2,0 мм

Опираясь на собственный опыт изготовления прототипов отечественных двухсторонних плат, можно констатировать, что запросы отечественных разработчиков удовлетворяются пока диапазоном проектных норм 0,2 / 0,2 - 0,3 / 0,3 мм, норма 0,15 / 0,15 мм встречается не более, чем в 10% случаев. Отметим, что отечественные разработчики, точно также как их зарубежные коллеги, закладывают в технические задания на изготовление двухсторонних плат нанесение паяльной маски, маркировку, весьма часто - фрезерование плат по сложному контуру. Как правило, сборка таких плат предусматривает поверхностный монтаж компонентов