Разработка преобразователя кода для связи компьютера с контрольно – измерительной системой

1 Анализ технического задания, принципов работы приемопередающих ячеек 10
1.1 Анализ технического задания 10
1.2 Анализ принципа работы преобразователя кода 11
2 Анализ современных микроконтроллеров 12
2.1 История появления микроконтроллера 12
2.2 Принцип работы. Назначение. Типы корпусов 13
2.3 Питание микроконтроллера и его подключение 15
2.4 Управление и тактирование микроконтроллеров 16
2.5 Семейства микроконтроллеров. Устройства на микроконтроллерах 17
2.6 Программирование микроконтроллеров. Языки программирования 20
3 Обоснование и описание составных частей контрольно-измерительной системы 22
4 Разработка электрической принципиальной схемы 35
4.1 Разработка структурной схемы 35
4.2 Разработка электрической принципиальной схемы 43
5 Разработка и описание работы программы 44
5.1 Разработка структурной схемы 44
5.2 Разработка кода для микроконтроллера 45
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 47
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 48

Весь текст будет доступен после покупки

ВВЕДЕНИЕ
Неотъемлемой частью производственного цикла предприятий Российской Федерации является процедура входного контроля. Она позволяет решать такие задачи, как: сборка ответственных узлов управляющих систем; проверка комплектующих, поступающих от поставщиков; производственные и приёмочные испытания серийной продукции. Для ускорения функционального и электрического тестирования радиоэлементов используют специальные стенды – контрольно-измерительные системы (КИС).
Как и любая другая техника, КИС выходят из строя вследствие эксплуатации. И тогда перед предприятием встает вопрос обновления или замены вышедшего из строя оборудования. В рассматриваемой КИС для проверки микроконтроллеров были утилизированы старые компьютеры, работающие на отрицательной транзисторно-транзисторной логике (ТТЛ). Это стало причиной для разработки преобразователя кода для связи компьютера с контрольно – измерительной системой.
Целью выпускной квалификационной работы является разработка преобразователя кода, которая будет обеспечивать простоту в эксплуатации и высокую надежность.
Исходя из этого формируется ряд задач, подлежащих решению, а именно:
? анализ современных микроконтроллеров, на основе которых будет разрабатываться преобразователь;
? разработка структурной и электрической принципиальной схемы для определения основных функциональных частей преобразователя кода и точного представления о составе разрабатываемого изделия;
? провести выбор и обоснование элементной базы, который должен соответствовать всем указанным требованиям в техническом задание.
Данная работа может считаться актуальной, так как нужна для поддержания оборудования предприятия в рабочем состоянии.
Выпускная квалификационная работа состоит из введения, семи разделов, заключения, списка литературы и приложения, включающего структурную схему, схему электрическую принципиальную, спецификацию и код программы. Первый раздел посвящен анализу технического задания, функциональных возможностей и работы приемопередающей ячейки. Второй раздел содержит в себе сбор информации по современным микроконтроллерам. Третий раздел включает в себя обоснование и описание составных частей устройства. В четвертом разделе выполняется разработка структурной и электрической-принципиальной схемы. Разработка и описание работы программы содержится в пятом разделе. Последние два раздела посвящены технико- экономическому обоснованию и безопасности проекта.

Весь текст будет доступен после покупки

1 Анализ технического задания, принципов работы приемопередающих ячеек
1.1 Анализ технического задания
В современном мире большое значение имеет стопроцентный контроль приема и передача команд в таких отраслях, как в авиастроении, автомобилестроении, на железнодорожных путях и многих других структур.
В соответствии с техническим заданием, необходимо разработать преобразователь кода на основе микроконтроллера, функция которого будет прием и передача данных из компьютера в КИС и обратно, а также управление КИС.
Требуется провести анализ применения, функциональных возможностей и технических условий на преобразователь кода. Для визуального понимания проходящих процессов в отдельных узлах устройства, необходимо разработать функциональную схему.
Следующим этапом будет ознакомление с современными микроконтроллерами. Данный шаг позволит выбрать подходящую элементную базу, которая будет удовлетворять техническим характеристикам. При выборе элементной базы необходимо выполнение условия высокой надежности изделия.
Так же разработка не может обойтись без проектирования электрической принципиальной и функциональной схемы, которые были выполнены в системе автоматизированного проектирования «Altium Designer».
По результатам работ по разработке преобразователя кода есть необходимость рассчитать экономические показатели и определить экономическую эффективность. Для проведения разработки и создании конструкторской документации часто используется персональный компьютер. Именно для этого имеет место необходимость организовать безопасную работу на нем.
1.2 Анализ принципа работы преобразователя кода
Преобразователь предназначен для управления КИС, посредством приема и передачи конкретных «посылок» с байтами информации (рисунок 1).

Рисунок 1.1 – Принцип работы приемопередающей ячейки
Таким образом, по USB кабелю будет передаваться информация:
1) Номера коммутируемых выводов;
2) Режимы работы источников тока и напряжения в КИС;
3) Режим работы измерителя КИС.
На переходном кабеле будет передаваться информация:
1) Данные с USB кабеля;
2) Команды управления.

Весь текст будет доступен после покупки

1 Магда Ю. С. Современные микроконтроллеры. Архитектура, программирование, разработка устройств. – 2012 г. – 224 с.
2 Рюмик С. М. 1000 и одна микроконтроллерная схема. Выпуск 4. – 2017 г. – 336 с.
3 Магда Ю. С. Микроконтроллеры серии 8051: Практический подход. – 2012 г. – 228 с.
4 Магда Ю. С. Микроконтроллеры PIC24: Архитектура и программирование. – 2010 г. – 240 с.
5 Матюшин А. О. Программирование микроконтроллеров: Стратегия и тактика. – 2016 г. – 354 с.
6 Лабораторный практикум для изучения микроконтроллеров архитектуры ARM Cortex-M4 на базе отладочного модуля STM32F4 Discovery / Бугаев В. И., Мусиенко М. П., Крайных Я. М. – Москва-Николаев: МФТИ-ЧГУ, 2013 г. – 71 с.
7 Мартин Т. Микроконтроллеры ARM7. Семейство LPC2000 компании Philips. Вводный курс/Пер. с англ. – М.: Издательский дом «Додэка-XXI». – 2006 г. – 240 с.
8 Андронников И. STM32F4 это же просто и на русском языке. – 2014 г. – 22с.
9 Гололобов В.Н. Proteus VSM - русское руководство. – 2015 г. – 26 с.
10 Время электроники: [Электронный ресурс]. URL: http://www.russianelectronics.ru/ (Дата обращения: 20.11.2022).
11 Гигиенические требования к персональным электронно-вычислительным машинам и организации работы: Санитарно-эпидемиологические правила и нормативы (с изменениями от 25 апреля 2007 г., 30 апреля 2010 г.). – М: Федеральный центр госсанэпиднадзора Минздрава России, 2003. – 54с.

Весь текст будет доступен после покупки