Разработка установки для автоматического исследования зависимости сопротивления композитных плёнок от температуры

Введение 3
Глава 1. Ядро ARM Cortex - M3 5
Глава 2. Теоритические основы разработки установки 17
2.1 Композитные плёнки: свойства и области применения 17
2.2 Измерение электрического сопротивления плёнок 18
2.3 Способ измерения электрического сопротивления плёнок с помощью резистивного датчика и внешнего измерительного прибора 19
2.4 Метод четырёх зондов для определения удельного сопротивления 20
2.5 Двухзондовый метод измерения удельного сопротивления 21
2.6 Однозондовый метод измерения удельного сопротивления 23
Глава 3. Используемое программное обеспечение 24
3.1 STM32CubeMX 24
3.2 STM32CubeIDE 26
Глава 4. Обзор элементарной базы. 28
4.1 STM32F103C6T6 28
Глава 5. Реализация установки для автоматического исследования сопротивления композитных пленок от температуры. 29
5.1 Требования к функционалу установки. 29
5.2 Модуль управления напряжением. 29
5.3 Релейный модуль. 30
5.4 Контрольно – измерительная аппаратура. 32
5.2 Настройка периферии. 33
Заключение 36
Список литературы 37
Приложение А. Принципиальная схема модуля управления напряжением 39
Приложение Б. Принципиальная схема Релейного модуля 39
Приложение В. Расположение настроенных портов ввода-вывода STM32F103C6T6 39
Приложение Г. Программный код 39

Весь текст будет доступен после покупки

Физика композиционных наноструктурных материалов является сегодня быстро развивающейся научной областью. В сфере СВЧ-магнито - электроники особый интерес для исследований представляют гетерогенные структуры – композитные плёнки нанометровой толщины, содержащие металлические и диэлектрические участки. Учёных привлекают их электромагнитные свойства, а также особенности микро- и наноструктуры, включая и их размерные эффекты. Хотя сегодня существует обширный набор материалов, применяемых в космосе, авиации и оборонной промышленности, растущие запросы авиа - космической науки диктуют необходимость разработки принципиально новых решений и подходов к создания более прочных, отражающих, и электро-магнитостойких материалов, как при высоких, так и при низких температурных диапазонах.
Для выявления особых свойств композитных пленок используются специальные лабораторные установки, используемые разные методы исследования. Одним из методов выявления свойств композитных пленок является метод, 4-х зондовый, способствующий в исследовании сопротивления композитных пленок от температуры. Данный метод помогает в измерении параметров, которые являются основными для производственного контроля качества полупроводниковых материалов и структур, а так же составляют основу многих методов исследования в области физики полупроводников и полупроводниковых приборов. Четырех контактный метод измерения композитных пленок подразумевает под собой измерение разности потенциалов, а так же измерении силы тока требуемой для протекания через исследуемый образец. При это температурный диапазон среды измерения композитной пленки проходит от -196 градусов по Цельсию до комнатной.

Весь текст будет доступен после покупки

Глава 1. Ядро ARM Cortex - M3
В современном мире микроэлектроники и встраиваемых систем особое место занимает семейство процессоровARM Cortex, представляющее собой передовое поколение микропроцессоров, разработанных на основе унифицированной и высокоэффективной архитектуры. Эти процессоры созданы с учетом самых разнообразных технологических требований, что делает их исключительно востребованными в различных отраслях – от потребительской электроники до промышленной автоматизации и интернет вещей. В отличие от других процессорных семейств ARM, платформаCortex представляет собой не просто набор отдельных компонентов, а полностью готовое и оптимизированное процессорное ядро, которое гармонично объединяет в себе высокопроизводительное центральное процессорное устройство (ЦПУ) и продуманную системную архитектуру. Такой подход обеспечивает высокую степень интеграции, снижение энергопотребления и упрощение разработки электронных устройств.Семейство Cortexвключает в себя три основных профиля, каждый из которых ориентирован на решение определенного круга задач.
1. профиль А для высокопроизводительных применений,
2. профиль R для применения в режиме реального времени.
3. профиль М для бюджетных микроконтроллерных применений.
Одним из ключевых преимуществCortex-M3является его способность обеспечивать высокую производительность при минимальном энергопотреблении, что делает его идеальным выбором для устройств с батарейным питанием. При этом данные микроконтроллеры обладают исключительной ценовой доступностью, благодаря чему успешно конкурируют с традиционными 8- и 16-битными решениями, предлагая при этом значительно более широкие возможности.
Производители предлагаютSTM32в различных модификациях, отличающихся тактовой частотой, набором периферийных модулей и типом корпуса, что позволяет разработчикам подобрать оптимальный вариант для конкретного применения. Благодаря этому инженеры могут создавать как простые устройства с минимальной стоимостью, так и сложные системы с расширенной функциональностью.
Интеграция более мощных ядер, таких какARM7иARM9, в современные микроконтроллеры открывает новые горизонты для разработчиков, позволяя значительно повысить производительность устройств. Однако стоит отметить, что эти процессоры изначально проектировались для систем на кристалле (SoC), где важна не только вычислительная мощность, но и высокая степень интеграции различных компонентов.
ИспользованиеCortex-M3 в микроконтроллерах позволяет не только улучшить производительность, но и расширить функциональные возможности устройств, делая их более гибкими и адаптивными к требованиям современных технологий. Это особенно важно в условиях растущего спроса на умные и подключенные устройства, где ключевыми факторами становятся энергоэффективность, быстродействие и стоимость.

Весь текст будет доступен после покупки

1. RM0008.Reference manual. STM32F101xx, STM32F102xx, STM32F103xx, STM32F105xx and STM32F107xx advanced Arm®-based 32-bit MCUs. February 2021 – 1137c. https://www.st.com/content/ccc/resource/technical/document/reference_manual/59/b9/ba/7f/11/af/43/d5/CD00171190.pdf/files/CD00171190.pdf/jcr:content/translations/en.CD00171190.pdf
2. Datasheet. Low-density performance line, ARM-based 32-bit MCU with 16 or 32 KB Flash, USB, CAN, 6 timers, 2 ADCs, 6 com. Interfaces. June 2015 -99c. https: //www.st.com/resource/en/datasheet/stm32f103c4.pdf
3. Мартин М. Инстайдерское руководство по STM32 -117c.
4. Ю. Джозеф Ядро Cortex-M3 компании ARM. Полное руководство/ Джозеф Ю; пер. с англ. А. В. Евстифеева - М.: Додэка XXI, 2012. – 552с.
5. Datasheet. N-channel 200V - 0.35? - 9A TO-220/TO-220FP Mesh overlay™ II Power MOSFET https://static.chipdip.ru/lib/975/DOC011975640.pdf
6. Datasheet. PC817 Series https://dinistor.ru/files/pc817.pdf
7. Павлов, Лев Павлович. Методы измерения параметров полупроводниковых материалов [Учеб. для вузов по спец. "Полупроводниковые и микроэлектрон. приборы"] / Л. П. Павлов. — 2-е изд., перераб. и доп. — Москва : Высш. шк., 1987. — 238,[1] с.

Весь текст будет доступен после покупки