Описание схемы электрической принципиальной "USB-термометр". Структура микроконтроллера, программный продукт для него. Обоснование элементной базы. Проектирование резистивной микросборки. Компоновка изделия, расчет на надежность и технологичность.
Аннотация к работе
Замена электронных ламп на полупроводниковые транзисторы и диоды открыло новый этап в конструировании электронной техники, уменьшились размеры электронных приборов, повысилась их надежность, это также привело к уменьшению веса изделия и габаритов. Наряду с интеграцией большого числа сходных приборов развивается также интеграция в одной микросхеме приборов, использующих различные физические принципы. При этом помимо физических процессов в полупроводниках, используют процессы в диэлектриках, сверхпроводниках, магнитных пленках. Микросборка, блок радиоэлектронной аппаратуры в микроминиатюрном исполнении, собранный из дискретных электронных приборов, электро-и радиокомпонентов и бескорпусных интегральных схем в различном сочетании. Целью данной курсовой работы является: Спроектировать изделие «USB-термометр», с минимальными габаритами, не ухудшающим его работе.Компания Microchip Technology Inc. выпускает широкую номенклатуру PIC контроллеров с интегрированным модулем USB, поддерживающим спецификацию 2.0. В настоящее время выпускаются 8-и, 16-и и 32-х битные полноскоростные (Full Speed - FS) USB микроконтроллеры в корпусах с числом выводов от 28 до 100, с поддержкой функций устройство, хост и OTG. Дополнительные восемь инструкций пополняют операции с косвенной и индексной адресацией, в новом ядре также реализована индексная адресация со смещением для многих стандартных инструкций ядра PIC18. Наряду с прочим, расширенные системы команд позволяют компиляторам языков высокого уровня эффективно выполнять такие операции над данными как: · автоматическое размещение и освобождение области программного стека при входе и выходе из подпрограмм; Для определения физического подключения микроконтроллера к шине USB контроллеры имеют возможность формирования прерывания по изменению состояния на выводах D и D-.Данный микроконтроллер для своей работы использует константу osccal - представляет собой 16-ти ричное значение калибровки внутреннего генератора МК, с помощью которого МК отчитывает время при выполнении своих программ, которая записана в последней ячейке данных пика. Подключаем данный микроконтроллер к программатору.Ниже на скриншоте красными цифрами показана последовательность действий в программе IC-prog.1. Нажать кнопку «Читать микросхему»В окне «Программный код» в самой последней ячейке будет наша константа для данного контроллера.Выбор элементной базы для изделия производится в зависимости от следующих свойств и параметров: · по функциональному назначению; · по минимальным габаритным размерам; Конденсаторы выбираются по их номинальной емкости, рабочему напряжению, температурному коэффициенту емкости (ТКС), то есть по типу диэлектрика, минимальным габаритным размерам, рабочей температуре и условиям эксплуатации. Важной особенностью PIC18F1XK50 функция обнаружения USB-хоста, которая переводит микроконтроллер в режим пониженного энергопотребления, когда USB-соединение отсутствует.В настоящее время в связи с развитием электронной техники появилась возможность создания радиоэлектронной аппаратуры, компьютеров, аппаратуры связи, позволяющих решать сложные технические, научные и производственные задачи. Общая схема технологического процесса изготовления сложной микросборки, в состав которой входят пленочная многослойная коммуникационная плата, субплаты с пленочными элементами и бескорпусными компонентами, в данном случае резисторы. Рассмотрим некоторые конструктивно-технологические варианты микросборок и перспективы повышения их интеграции, а также особенности применения резистивных материалов в производстве тонкопленочных микросборок. Для существенного уменьшения площади тонкопленочных резисторов следует использовать резистивные материалы с ро=5…10 КОМ/КВАДРАТ. Вместе с тем уменьшение норм проектирования топологических размеров резисторов до 50 мкм и менее позволяет использовать в качестве резистивного материала адегизонный подслой хрома с величиной ро=250…500 Ом/КВАДРАТ.Расчет производится на основе схемы электрической принципиальной АКТП.230101.110. Определить величины: - Интенсивность отказов изделия (?изд ), 1/час; Расчет производится по окончательному варианту, то есть выбор интенсивности отказа Э.Р.Э производится в зависимости от температуры нагретой зоны изделия тнз и коэффициента нагрузки Кн. Интенсивность отказа изделия определяется по формуле: , (14) где N - число ЭРЭ данного наименования, шт; Вероятность безотказной работы изделия Р(t) определяется по формуле: (16) где tp - время, в течении которого изделие должно работать безотказно, час;В процессе выполненной работы получили искомые величины: Интенсивность отказа изделия =0,24732*10-3 , Средняя наработка до первого отказа Тср=4043,345, Вероятность безотказной работы Р(t)=1, 025042.Рассчитать: - длину нагретой зоны Анз ,мм; Температура нагретой зоны определяется по формуле: =(Р*h/(a*b* ?T)) (17) ?т - теплопроводность стеклотекстолита (0,17* ). Объем изделия определяется по формуле : =a*b*H (18) Коэффициент заполнения определяется по формуле: (19) где V-объем
План
СОДЕРЖАНИЕ термометр микроконтроллер программный продукт
ВВЕДЕНИЕ
1. Описание структуры микроконтроллера
2. Программный продукт микроконтроллера
3. Описание схемы электрической принципиальной «USB-термометр»
4. Выбор и обоснование элементной базы
5. Проектирование резистивной микросборки
5.1 Электрический расчет микросборки
5.2 Расчет микросборки
6. Конструкторский расчет
7. Компоновка изделия
8. Расчет на надежность
9. Расчет на тепловое воздействие
10. Расчет на механическое воздействие
11. Расчет на технологичность изделия
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
ПРИЛОЖЕНИЕ
Вывод
В процессе выполненной работы получили искомые величины: Интенсивность отказа изделия =0,24732*10-3 , Средняя наработка до первого отказа Тср=4043,345, Вероятность безотказной работы Р(t)=1, 025042.
Анализ полученных данных говорит о том, что изделие надежно и выбор электрорадиоэлементов был верен.