Технические характеристики и условия эксплуатации отладочной платы. Осуществление патентного поиска. Выбор конденсаторов, резисторов, светодиодов, транзисторов, микроконтроллера. Расчет надежности устройства. Технология изготовления печатной платы.
Аннотация к работе
Микроконтроллер предназначен для управления различными электронными устройствами и осуществления взаимодействия между ними в соответствии с заложенной в микроконтроллер программой. В отличие от микропроцессоров, используемых в персональных компьютерах, микроконтроллеры содержат встроенные дополнительные устройства. Эти устройства выполняют свои задачи под управлением микропроцессорного ядра микроконтроллера. Микроконтроллеры предназначены для управления различными электронными устройствами, а также для осуществления взаимодействия между ними, в соответствии с записанной в микроконтроллер программой. Микроконтроллеры можно встретить в огромном количестве современных промышленных и бытовых приборов: станках, автомобилях, телефонах, телевизорах, холодильниках, стиральных машинах... и даже кофеварках.Многие известные отладочные платы в стремлении обеспечить их универсальность слишком усложнены и, следовательно дороги. В ходе разработки рассматриваемой платы добивается максимальная практичность и дешевизна конструкции в целом. Было решено ограничиться отладкой программ для микроконтроллеров фирмы Microchip в 18-выводных DIP-корпусах. Если используемый программатор способен питать подключенную к нему отладочную плату напряжением 5 В при токе 100 МА, отдельный источник питания для нее не требуется. Но может использоваться и внешний источник питания, особенно в тех случаях, когда в процессе отладки программ к плате подключают периферийные устройства, требующие большего тока.Патент - охранный документ, удостоверяющий исключительное право, авторство и приоритет изобретения, полезной модели либо промышленного образца. Патент выдается государственным органом исполнительной власти по интеллектуальной собственности, в Российской Федерации таким органом является Федеральная служба по интеллектуальной собственности, патентам и товарным знакам Роспатент. Патентный поиск - это процесс отбора соответствующих запросу документов или сведений по одному или нескольким признакам из массива патентных документов или данных. В связи с этим был произведен патентный поиск, результатом которого стал перечень патентов наиболее схожих с данным устройством: (54)Название: ВНУТРИСХЕМНЫЙ ЭМУЛЯТОР Для этого заявленный эмулятор содержит блоки интерфейсов системы проектирования и отлаживаемой системы, блоки регистров адреса и управления, блок управления записью/чтением, блок памяти, блок формирования команды холостого цикла работы, коммутатор шин, анализатор кода, блок переадресации, блок захвата адреса и блок сравнения адреса.Исходными данными для выбора конденсаторов являются: - номинальная величина емкости, указанная на схеме и допуск на величину емкости; назначение цепи, в которой стоит конденсатор; условия эксплуатации прибора, указанные в техническом задании на разработку прибора (температура, влажность, давление воздуха, механические нагрузки);Исходными данными для выбора резисторов являются: - номинальная величина сопротивления, указанная на схеме и допуск на величину сопротивления; назначение цепи, в которой установлен резистор; условия эксплуатации прибора, указанные в техническом задании на разработку прибора (температура, влажность, давление воздуха, механические нагрузки); В разрабатываемом устройстве используем непроволочные резисторы, так как они имеют меньший вес, стоимость, габариты и паразитные параметры. Габаритные размеры резисторов С2 - 23 приведены на рисунке 1.2.Все выводы установленного на ней микроконтроллера DD1 (кроме входа начальной установки MCLR, выводов питания и общего провода) соединены со штырями 15-контактного разъема ХР1, предназначенного для подключения информационных цепей периферийных устройств отлаживаемой системы. В том числе светодиодов HL1-HL5, аноды которых через резисторы выведены на разъем ХР2 Необходимые соединения выполняют проводами, оснащенными одиночными гнездами, надеваемыми на штыри разъемов. На отладочной плате имеется четырехразрядный семиэлементный светодиодный индикатор HG1 Общие катоды его разрядов коммутируют транзисторы VT1-VT4. Сигналы, подаваемые на аноды элементов индикатора, формирует сдвиговый регистр DD2 - 74HC595N [2]. Если этот индикатор в конкретной разработке не требуется, выводы RA0, RA1, RA6, RA7, RB3-RB5 можно освободить, сняв перемычки S1-S7, и использовать произвольным образом.Надежность - это свойство изделия сохранять работоспособность в течение заданного интервала времени при заданных условиях эксплуатации. Надежность рассчитывается для того, чтобы определить, сколько времени изделие будет сохранять свою работоспособность при заданных условиях эксплуатации, то есть определение гарантийного срока службы изделия. Окончательный расчет проводится на этапе технического проектирования, когда отработана схема, выбрана элементная база, определены все режимы работы элементов и известны условия эксплуатации. Для упрощения расчета надежности принимаются два допущения: - в устройстве имеется основное соединение элементов; Расчет надежности осуществляется по формуле: ly = kl?Sai?lo
План
Содержание
Введение
1. Техническая часть
1.1 Анализ технического задания
1.2 Патентный поиск
1.3 Технико-экономическое обоснование элементной базы
1.4 Описание схемы электрической принципиальной
2. Расчетно-конструкторская часть
2.1 Расчет надежности
2.2 Расчет печатной платы
3. Технологическая часть
3.1 Технология изготовления печатной платы
4. Техническое обслуживание и ремонт
4.1 Алгоритм поиска и устранения основных неисправностей
4.2 Выбор приборов и инструментов
Введение
Микроконтроллер предназначен для управления различными электронными устройствами и осуществления взаимодействия между ними в соответствии с заложенной в микроконтроллер программой. В отличие от микропроцессоров, используемых в персональных компьютерах, микроконтроллеры содержат встроенные дополнительные устройства. Эти устройства выполняют свои задачи под управлением микропроцессорного ядра микроконтроллера. Микроконтроллеры предназначены для управления различными электронными устройствами, а также для осуществления взаимодействия между ними, в соответствии с записанной в микроконтроллер программой.
Микроконтроллеры можно встретить в огромном количестве современных промышленных и бытовых приборов: станках, автомобилях, телефонах, телевизорах, холодильниках, стиральных машинах... и даже кофеварках. Среди производителей микроконтроллеров можно назвать Intel, Motorola, Hitachi, Microchip, Atmel, Philips, Texas Instruments, Infineon Technologies (бывшая Siemens Semiconductor Group) и многих других.
Достоинства МК: - малые габариты;
- высокая производительность;
- возможность программирования по заданной программе.
В состав большинства микроконтроллеров входят следующие блоки: - центральный процессор (ЦП);
- устройства памяти;
- устройства ввода/вывода;
- аналого-цифровые и цифроаналоговые преобразователи;
- последовательные и параллельные интерфейсы передачи информации;
- таймеры реального времени;
- широтно-импульсные модуляторы (ШИМ);
- генераторы программируемых импульсов и т. п.
Исходя из вышеизложенного, в данной работе ставилась задача разработать сравнительно простое в эксплуатации, и дешевое устройство для отладки микроконтроллера. Так как благодаря микроконтроллеру разработанное устройство имеет сравнительно несложное схемотехническое решение, небольшие габариты, простое в эксплуатации и невысокую стоимость.
Поэтому, целью курсовой работы является разработка, сравнительно несложной и доступной по стоимости отладочной платы. Этот прибор предназначен для отладки микроконтроллеров.