Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство образования и науки РФ

федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования

«Омский государственный технический университет»

Факультет (институт) Заочного обучения

Кафедра «Автоматизация и робототехника»

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ (РАБОТА)

по дисциплине Компьютерные средства автоматизированных систем управления

на тему Модуль удаленного ввода/вывода цифровой и аналоговой информации

Студента: Паламарчук Леонид Викторович

Курс 4 Группа ЗУТС-141

Направление (специальность) 27.03.04

«Управление в технических системах»

Руководитель доцент, к.т.н. Компанейц А.Н.

Омск 2017



Министерство образования и науки РФ

федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования

«Омский государственный технический университет»

Факультет (институт) Заочного обучения

Кафедра «Автоматизация и робототехника»

Дисциплина «Компьютерные средства автоматизированных систем управления»

ЗАДАНИЕ

на выполнение курсового проекта (работы)

Студенту Паламарчук Леониду Викторовичу Группа ЗУТС-141

Направление (специальность) 27.03.04 «Управление в технических системах»

Тема проекта (работы) Модуль удаленного ввода/вывода цифровой и аналоговой информации

Срок сдачи проекта (работы) на кафедру « » 20 г.

Исходные данные к проекту (работе)

1. Последовательный канал RS485; ЖКМ; матричная клавиатура 2 строки/3 столбца; количество дискретных выходов - 10; выходное напряжение (Uвых) - 48 В; коммутируемый ток выходов (I-вых) - 900 мА; коммутируемое напряжение выходов (U-вых) - 24 В; количество дискретных входов с напряжением 24 В - 10; количество аналоговых выходов - 1; разрядность АЦП - 12,

Содержание пояснительной записки (перечень подлежащих разработке вопросов)

Титульный лист; Бланк задания; Аннотация; Введение; 1. Разработка структурной схемы Э1; 2. Разработка принципиальной электрической схемы Э3; 3. Расчётная часть проекта; Заключение; Библиографический список; Приложения.

Перечень графического материала с указанием основных чертежей и (или) иллюстративного материала

1. Схема электрическая структурная модуля УВВЦАИ (Э1)

2. Схема электрическая принципиальная модуля УВВЦАИ (Э3)

Методическая литература и иные информационные источники

1. Компанейц А.Н. Схемотехника средств автоматизации: конспект лекций. - Омск: Изд-во ОмГТУ, 2007; 2. Компанейц А.Н. Микропроцессорная техника: метод.указания для выполнения курсового проекта и СРС. - Омск: Изд-во ОмГТУ, 2010.

Дата выдачи задания « » 20 г.

Руководитель доцент, к.т.н. Компанейц А.Н.

Зав. кафедрой

Задание принял к

исполнению студент (ка) « » 20 г.



Аннотация

Целью данной работы является разработка модуля удаленного ввода/вывода цифровой и аналоговой информации (УВВЦАИ).

В процессе выполнения задания выполняются следующие задачи:

1. Разработка структурной схемы модуля УВВЦАИ;

2. Выбор элементной базы и подбор соответствующих электронных компонентов для разрабатываемого модуля УВВЦАИ;

3. Разработка принципиальной схемы модуля УВВЦАИ;

Графическая часть работы состоит из двух листов форматов А2: структурная схема модуля УВВЦАИ, принципиальная схема модуля УВВЦАИ.

Пояснительная записка включает 27 стр., 4 рисунка, 2 приложения.

При выполнении задания для выполнения графической части использовалось программное обеспечение AutoCAD.



Оглавление

Введение

1. Разработка структурной схемы модуля УВВЦАС

2. Разработка принципиальной электрической схемы модуля УВВЦАС

3. Расчетная часть проекта

3.1 Расчёт резисторов

3.2 Расчет конденсаторов

3.3 Расчет фильтра питающего напряжения

Заключение

Список литературы

Приложение А



Введение

В представленном курсовом проекте рассматривается модуль удаленного ввода/вывода цифровой и аналоговой информации на базе микроконтроллера серии AVR фирмы ATMEL.

В настоящее время автоматизация технологических процессов является одним из наиболее важных и развивающихся направлений технического прогресса. Разработчики систем управления стремятся проектировать такие системы, которые бы соответствовали современным требованиям. Достаточно важным является простота эксплуатации, высокий уровень стандартизации и унификации проектируемых систем управления, а также их экономически выгодное производство.

Модули ввода/вывода широко используются в автоматизации технологических процессов, промышленной автоматизации.

Модули могут быть использованы, например, для решения следующих задач:

· компьютерное управление исполнительными механизмами (печами, электродвигателями, клапанами, задвижками, фрамугами и т.п.) с обратной связью и без;

· управление светом, кондиционированием воздуха, котельными, и т.п.;

· контроль и регистрация температуры в теплицах, элеваторах, печах для закалки стали, испытательных камерах тепла и холода, в различных технологических процессах;

· стабилизация температуры в термостатах, термошкафах, котлах, жилых зданиях, теплицах, на элеваторах и т.п.;

· автоматизация стендов для приемосдаточных и других испытаний продукции, для диагностики неисправностей при ремонте, для автоматизированной генерации паспортных данных неидентичной продукции;

· научные исследования и разработки, запись в компьютер и отображение медленно меняющихся физических процессов, построение многомерных температурных, силовых, световых, вибрационных, шумовых и других полей.

Целью данного курсового проекта является разработка модуля удаленного ввода/вывода цифровой и аналоговой информации в соответствии с техническим заданием. Модуль должен быть разработан на базе микроконтроллера серии AVR фирмы Atmel, осуществлять прием 10 дискретных сигналов, выдачу 10 дискретных и 1 аналогового сигналов, иметь напряжение на дискретных входах 24 В, выходное напряжение (Uвых) - 24 В, коммутируемый ток выходов (Iвых) - 900 мА, иметь в своем составе ЖКМ, матричную клавиатуру 2 строки/3 столбца, последовательный канал RS485, 12-разрядныйА ЦП.

1. Разработка структурной схемы модуля УВВЦАС

Структурная схема системы управления приведена на чертеже КП 2068999-26-09-00.00.000.Э1.

Разработанный модуль применятся для удаленного ввода/вывода цифровой и аналоговой информации.

Структурная схема состоит из:

· микроконтроллера серии AVR фирмы Atmel - ATmega6450 (D3);

· приемопередатчика - последовательного канала RS485 - MAX487 (D1);

· матричной клавиатуры 2строк/3столбца;

· устройство для преобразования сигнала в аналоговый - AD9226 (D10);

· выходных оптогальванических развязок - К293КП2А (U3-U12);

· входных оптогальванических развязок - К293УП6Р (D4-D13)

· жидкокристаллического модуля - DMC-24227 (А1);

· AC/DC преобразователь RS-150-5;

· DC/DC преобразователь TEN 5-0523 (U13)

· Источник опорного напряжения LM4120 (U1)

МК AT mega6450

Основным элементом структурной схемы является микроконтроллер (МК) серии AVR фирмы Atmel AT mega6450.

Микроконтроллер AT mega6450 - это 8-разрядный микроконтроллер с внутрисистемно-программируемой флеш-памятью, с RISC-архитектурой, преназначенной для встраиваемых приложений. Он имеет электрически стираемую память программ(FLESH) и данных (EEPROM), а также разнообразные периферийные устройства.

Характеристики микроконтроллера AT mega6450:

- 9 портов ввода/вывода: порт А(8-разрядный), порт В(8-разрядный), порт С(8-разрядный), порт D(8-разрядный), порт E(8-разрядный), порт D(8-разрядный), порт F(8-разрядный), порт G(8-разрядный), порт H(8-разрядный), порт J(8-разрядный);

- два 8-разрядных таймера-счетчика с отдельным генератором;

- четыре ШИМ -канала;

- 8-канальный 10-разрядный АЦП;

- программируемый последовательный УАПП;

- ведущий/подчиненный последовательный интерфейс SPI;

- универсальный последовательный интерфейс с детектором условия «старт»;

Программируемый сторожевой таймер с отдельным встроенным генератором;

- встроенный аналоговый компаратор;

- прерывание и пробуждение при изменении состояний на выводах. Приемопередатчик RS-485

Приемопередатчик MAX487 предназначен для передачи данных по двухпроводному полудуплексному многоточечному последовательному симметричному каналу связи RS-485. Канал RS-485 выполняет следующие действия: преобразует входящую последовательность “1” и “0” в дифференциальный сигнал, передает дифференциальный сигнал в симметричную линию связи, подключает или отключает передатчик драйвера по сигналу высшего протокола, принимает дифференциальный сигнал с линии связи. Для приёма/передачи данных используются два равнозначных сигнальных провода. Провода обозначаются латинскими буквами "А" и "В". По этим двум проводам идет последовательный обмен данными в обоих направлениях (поочередно).

Клавиатура 2х3

Разработанный модуль предусматривает возможность ввода информации с матричной клавиатуры размерностью 2 строк на 3 столбца. Строки матричной клавиатуры 2х3 подключается к выводам порта PG4-PG0, столбцы к PF4. Считывание кода нажатой клавиши клавиатуры осуществляется через вывод PD1 порта D с использованием внешнего прерывания INT0.

ЖКМ

В качестве ЖКИ используется модуль DMC24227 на базе контроллера HD44780 (А1). МК посылает в ЖКИ команды, управляющие режимами его работы, и ASCII-коды выводимых символов. В свою очередь, ЖКИ может посылать МК по его запросу информацию о своем состоянии и данные из своих внутренних блоков памяти. Выводы (PJ7-PJ0) используются для организации мультиплексированной шины «команды/данные», и на 3 вывода (RS, R/W, E) МК выставляет управляющие сигналы. Сигналы для выводов RS и R/W в микроконтроллере формируются в порту «H» (PH6,PH7), для вывода E сигнал формируется в порту «H» PC4.

Оптоэлектронная гальваническая развязка

В модуле реализована оптоэлектронная гальваническая развязка при помощи микросхем К293КП2А (для входных сигналов) и D2D07L (для выходных сигналов). Гальваническая развязка применяется для защиты от помех и наводок, возникающих в электрических и силовых цепях при передаче информации, а так же для преобразования уровней сигналов (входные сигналы с уровнем 24 В преобразуются в логические сигналы, которые обрабатываются микроконтроллером; выходные логические сигналы с микроконтроллера преобразуются в сигналы уровнем 48 В).

Аналого-цифровой преобразователь

В качестве 10-разрядного АЦП, необходимо в соответствии с заданием, использовать встроенный микроконтроллер 8-канальный 12-разрядный АЦП. По заданию нужно осуществить прием один аналоговый сигнал, для этого использовал один из 8 специальных входов МК Aвх и AGN.

Аналоговое питание, используемое в ADCn, поступает на контакт через емкостное сопротивление и рассеивающий вход этого контакта, независимо от того, является ли этот канал выбранным в качестве входа данных для ADC. Когда канал выбран, источник канала должен управлять конденсатором S/H через последовательное сопротивление (комбинированное сопротивление входной части).

Оптимальное выходное сопротивление ADC для аналоговых сигналов примерно 10 кОм либо чуть меньше. Если такой источник используется, то время выборки будет незначительным. Если использовать источник с более высоким сопротивлением, то время выборки будет зависеть от того, как долго источнику необходимо заряжать S/H конденсатор, при этом время может варьировать в широких пределах. Пользователю рекомендуется использовать только источники с не большим сопротивлением с медленно меняющимися сигналами, так как это сводит к минимуму необходимость переноса заряда на S/H конденсатор.

Компоненты, сигналы которых имеют частоты выше, чем частота Найквиста (FADC/2), не должны присутствовать ни на одном из каналов для того, чтобы избежать непредсказуемых искажений сигнала. Пользователю рекомендуется для удаления высокочастотных компонентов применять низкочастотные фильтры перед применением сигнала на входе в ADC.

AC/DC преобразователь

К модулю подведена линия питания ~220 В. При помощи AC/DC преобразователя RS-150-5 мощностью 130 Вт данное напряжение преобразуется в напряжение 5 В с погрешностью ±2,5% , от которого питаются компоненты модуля.

DC/DC преобразователь

В модуле используется схема DC/DC преобразователя TEN 5-0523 мощностью 6 Вт. С его помощью выходное напряжение 5 В с АС/DC преобразователя преобразуется в ±15 В с погрешностью ±0.5%, используемые для сравнивающего напряжения в АЦП и питания аналоговой части.

Источник опорного напряжения

В модуле используется схема источника опорного напряжения LM4120 мощностью 350 мВт. С его помощью выходное напряжение 5 В с АС/DC преобразователя преобразуется в ±5 В с погрешностью ±0,2%, используемые для сравнивающего напряжения в АЦП и питания аналоговой части.

модуль конденсатор резистор фильтр



2. Разработка принципиальной электрической схемы модуля УВВЦАС

Принципиальная схема системы управления разработана на основе структурной схемы и представлена на чертеже КП 2068999-26-09-00.00.000.Э3.

Микроконтроллер

Основным элементом модуля является микроконтроллер ATmega6450 (D3) серии AVR фирмы Atmel. На вход RESET микроконтроллера подключен супервизор питания DS1813 (DD2) - интегральная микросхема, изменяющая состояние своего выходного цифрового сигнала, если уровень напряжения питания снизился ниже определенной пороговой величины напряжения. В разработанном модуле предусмотрена кнопка сброса «Reset» SB21 микроконтроллера ATmega6450 DD9, при нажатии которой управляющая программа перезапускается.

Для выключения модуля его необходимо обесточить. При повторной подаче питания управляющая программа выполняется с самого начала.

Приемопередатчик

В качестве периферийного устройства используется приемопередатчик MAX487 (DD1) для передачи данных по интерфейсу RS485 в систему управления. Интерфейс связывает модуль удаленного ввода дискретных сигналов с управляющим контроллером. Для приёма/передачи данных используются два равнозначных сигнальных провода. Провода означаются латинскими буквами "А" и "В". По этим двум проводам идет последовательный обмен данными в обоих направлениях (поочередно). При этом способе передачи данных на выходе приёмопередатчика изменяется разность потенциалов, при передаче "1" разность потенциалов между AB положительная при передаче "0" разность потенциалов между AB отрицательная. То есть, ток между контактами А и В, при передачи "0" и "1", течёт (балансирует) в противоположных направлениях. Резисторы на выходах A и B приемника, необходимы в качестве подтягивающих резисторов, для точности передачи данных. Если дифференциальный уровень сигнала между контактами АВ не превышает ±200мВ, то считается, что сигнал в линии отсутствует. Это увеличивает помехоустойчивость передачи данных. Выводы А и В связаны с разъемом XP1.

ЖКИ

В качестве ЖКИ используется модуль DMC24227. МК посылает в ЖКИ команды, управляющие режимами его работы, и ASCII-коды выводимых символов. В свою очередь, ЖКИ может посылать МК по его запросу информацию о своем состоянии и данные из своих внутренних блоков памяти. 8 выводов (PJ7-PJ0) используются для организации мультиплексированной шины «команды/данные». Управление жидкокристаллическим модулем выполняется сигналами «RS» (сигнал обращения к модулю), «R/W» (запись -- «0», чтение -- «1»), «E» (сигнал разрешения записи/чтения) с портов E (выводы PE7-PE6, номера выводов 8-9) и C (вывод PC4, номер вывода 57) в соответствии с временной диаграммой, изображенной на рисунке 2.

Рисунок 2 - Временная диаграмма записи в DMC242267

Клавиатура

Клавиатура выполнена в виде матричной клавиатуры 2х3, подключаемой к порту E микроконтроллера. Ввод информации с матричной клавиатуры SB20-SB1 осуществляется через порты C (выводы PC3-PC0, номера выводов 56-53) и H (выводы PH4-PH0, номера выводов 9-5) микроконтроллера ATmega6450 DD4. Для исключения короткого замыкания при одновременном нажатии двух или более клавиш в цепи столбцов и строк включены резисторы (R1-R7). При нажатии любой клавиши на входе PD0(INT0) формируется сигнал низкого уровня, который используется для инициации внешнего прерывания. Внешнее прерывание в данной схеме реализуется для считывания кода нажатой клавиши (SB1-SB6). Проблема дребезга контактов решена программно.

SPI-канал

Интерфейс порта SPI (Serial Peripheral Interface) (выводы на МК PB3/MISO, PB2/MOSI, PB1/SCK, PB0/SS) предназначен для высокоскоростного обмена между микроконтроллером и периферийными микросхемами. Достоинством синхронной последовательной приемо-передачи с использованием протокола SPI является полный дуплексный обмен данными, что в случае необходимости позволяет реализовать экономичную потенциальную развязку между приемником и передатчиком. Данный интерфейс входит в состав микроконтроллера ATmega6450 (D3). Выводы «MISO» (передача данных от ведущего устройства ведомому), «MOSI» (передача данных от ведомого устройства ведущему), «SCK» (передачи тактового сигнала для ведомых устройств), «SS» (выбор ведомого) порта B (выводы PB3-PB0, номера выводов 22-19) непосредственно связаны с разъемом XP3.

ОГР

Ввод дискретных данных осуществляется с разъема XP5 через оптоэлектронную гальваническую развязку на базе 6N137 (DD12-DD7). С выходов гальванической развязки сигналы поступают на порты A (выводы PA7-PA0, номера выводов 71-78) и L (выводы L3-L0, номера выводов 38-35) микроконтроллера ATmega6450 (D3).

Вывод дискретных данных происходит с портов B (выводы PB7-PB4, номера выводов 26-23) и H (выводы PH5-PH0, номера выводов 17-12) микроконтроллера ATmega2560 (DD4) через оптоэлектронную гальваническую развязку на базе D2D07L (U12-U3). Далее сигналы с гальванической развязки следуют на разъем XP6.

3. Расчетная часть проекта

3.1 Расчёт резисторов

Расчет резисторов R26..R37

Расчёт ведётся в следующей последовательности:

- падение напряжения UVD 6N137 при заданном значении тока IVD=10 мА UVD=1, 5 B [10];

- падение напряжения на резистор рассчитывается по следующему выражению:

UR=UCC-UVD =24-1,45=22,55 В;

- сопротивление резистора по закону Ома: R=UR/IVD=22,55/10=2,3 кОм;

- по стандартному номинальному ряду выбирается ближайший резистор: R=2,4 кОм [9];

- мощность, выделяемая на резисторе: P=U•IVD=22,55•0,01=0,226 Вт;

- по результатам расчёта выбирается нагрузочный резистор R

C2-33-0,250 ? 2,4 кОм ± 10% [14].

Расчет для резисторов R16..R25

- падение напряжения UVD1 АЛ307В при заданном значении тока IVD=8 мА UVD1=1,8 В [13];

- падение напряжения UVD2 D2D07L-7A при заданном значении тока управления IVD=8 мА UVD2=1,5 В [11];

UR=UCC-UVD1?UVD2 =5-1,8?1,5=1,7 В;

R=UR/IVD=1,7/8=213 Ом.

- 

- По стандартному номинальному ряду выбирается ближайший резистор: R=220 Ом [9];

P=U•IVD=1,7•0,008=0,0136 Вт.

- По результатам расчёта выбирается нагрузочный резистор R

C2-33-0,125 - 220 Ом ± 10% [14].

Резисторы R1..R9

Поскольку в качестве подтягивающих резисторов обычно используются резисторы с большим сопротивлением (от 10 кОм), а ток около 0,5 мА, то

P=I2•R=0,00000025•10000=0,0025 Вт.

По результатам расчёта выбирается нагрузочный резистор R:

C2-33-0,125 - 10 кОм ± 10% [14].

Резисторы R10R11

Значения резисторов R10, R11 известны из документации на ПП MAX487 [16]. Используется резистор:

МЛТ 0,25- 250 Ом ± 5% [14].

Резисторы R13..R15

Значение подстроечного резистора R15 известно из документации на LCD DV-16230 [18]. Используется резистор:

СР3-19а-0,5-10 кОм ± 5% [13].



Значение резистора R13 известно из документации на микроконтроллер ATMega2560 [16]. Используется резистор:

C2-33-0,125 - 1 МОм ± 10% [14].

Значение резистора R14 известно из документации на микроконтроллер ATMega2560 [16]. Используется резистор:

C2-33-0,125 - 27 Ом ± 10% [14].

3.2 Расчет конденсаторов

Значение элемента С1 известно из документации на приемопередатчик MAX487 [17]:

К53-18-16В-0,1мФ ± 10% [15].

Значения элементов C2..C8 нам известны из документации на микроконтроллер ATMega2560 [15]:

К10-17-Н90-100мкФ ± 10% [14].

Значения элемента C10 нам известны из документации на DV-16230 [19]:

К10-17-25В-2,7 нФ ± 10% [15].

Значения элементов C9 и C11 нам известны из документации на ЦАП [17]:

С9= 10 мкФ.

С11= 0,1 мкФ.

Используются конденсаторы:

С9: Х5Р-10В-10мкФ± 10% [14].

С11: К10-17Б-63В-0,1мкФ± 20% [14].

Значения элементов C19 нам известны из документации на источник опорного напряжения LM4120[8]:

С19= 0,022 мкФ.

Используется конденсатор С19:

К10-17-2В-0,022 мкФ ± 5 % [14].

3.3 Расчет фильтра питающего напряжения

Разработанному модулю необходимо обеспечить его питание. Расчет фильтра ведется по низкой частоте и высокой. Расчет фильтра по низкой частоте сводится к расчету промышленной частоты равной 50 Гц. Расчет фильтра по высокой частоте обычно производится к расчету для частоты равной 20 кГц.

Расчет ёмкости производится исходя из того, что сопротивление конденсатора должно быть больше сопротивления схемы, минимум в пять раз.

Расчет конденсаторов для низкой частоты:

Напряжение питания Vcc=5В, общий потребляемый цифровой ток (I6N137=13 мА ) I=6*13=78 мА [10].

Определим сопротивление R.

Ом.

Вычисляем С18 исходя из уравнения резонанса.

, где , Гц;

мкФ;

- по стандартному ряду Е24 [9] выбирается ближайший конденсатор: С18=10 мкФ;

Используется конденсатор:

С18: Х5Р-10В-10 мкФ ± 10 % [14].

Расчет конденсаторов для высокой частоты

Определим значения конденсаторов С12..С17 для каждой микросхемы.

Ом;

мкФ, где кГц.

По полученным значениям подберем марку конденсаторов С12..С17:

X7R-25В-0.47 мкФ 10 % [14].



Заключение

Темой курсового проекта является «Модуль удаленного ввода/вывода цифровой и аналоговой информации».

Модуль построен на базе микроконтроллера ATmega2560 и имеет следующие характеристики, соответствующие техническому заданию:

· количество дискретных входов -- 10 шт;

· входное напряжение -- 24 В;

· количество дискретных выходов -- 10 шт;

· выходное напряжение -- 24 В;

· коммутируемый ток выходов -- 0,9 А;

· количество аналоговых выходов -- 1 шт;

· разрядностьА ЦП -- 12;

· напряжение питания +5В;

· матричная клавиатура 2х3;

· модуль ЖКМ;

· интерфейс RS-485;

· последовательный интерфейс SPI.

Были разработаны структурная и принципиальная электрическая схема модуля.

Данный модуль ввода/вывода может широко использоваться в автоматизации технологических процессов, промышленной автоматизации.

Модуль может быть использован, например, для решения следующих задач:

· компьютерное управление исполнительными механизмами (печами, электродвигателями, клапанами, задвижками, фрамугами и т.п.) с обратной связью и без;

· управление светом, кондиционированием воздуха, котельными, и т.п.;

· контроль и регистрация температуры в теплицах, элеваторах, печах для закалки стали, испытательных камерах тепла и холода, в различных технологических процессах;

· стабилизация температуры в термостатах, термошкафах, котлах, жилых зданиях, теплицах, на элеваторах и т.п.;

· автоматизация стендов для приемосдаточных и других испытаний продукции, для диагностики неисправностей при ремонте, для автоматизированной генерации паспортных данных неидентичной продукции;

· научные исследования и разработки, запись в компьютер и отображение медленно меняющихся физических процессов, построение многомерных температурных, силовых, световых, вибрационных, шумовых и других полей.



Список литературы

1. Бирюков С. А. Устройства на микросхемах.-М.: СОЛОН-Р, 2000.-192 с.

2. Интегральные микросхемы. Микросхемы АЦП и ЦАП: Справочник. - М.: Додека-ХХI.

3. Компанейц А.Н. Схемотехника систем управления. Методические указания для выполнения курсового проекта и СРС. - Омск: Изд-во ОмГТУ, 2007.-52 с.

4. Микросхемы и их применение: Справ.пособие/Батущев В. А., Вениаминов В. Н. и др.-М.: Радио и связь, 1990.-272 с.

5. Полупроводниковые приемно-усилительные устройства: Справочник радиолюбителя/Терещук Р. М., Терещук К. М.-Киев: Наука, 1987.-800с.

6. Резисторы, конденсаторы: Справочник/Акимов Н. Н, Ващуков Е. П.-Минск: Беларусь, 1994.-590 с.

7. Федотов А. В. Составление технического задания: Методические указания.-Омск: Изд-во ОмГТУ, 1999-24 с.

8. Техническая документация на источник опорного напряжения LM4120

http://www.ti.com/lit/ds/symlink/lm4120.pdf

9. Таблица ряда 24: http://ru.wikipedia.org/wiki/E24

10. Техническая документация на 6N137 http://www.fairchildsemi.com/ds/6N/6N137.pdf

11. Техническая документация на твердотельного реле D2D07L http://www.crydom.com/en/Products/Catalog/1_dc.pdf

12. Полупроводниковые оптоэлектронные приборы: Справочник/Иванов В. И., Аксенов А. И.-Москва: Энергоатомиздат, 1988.-448с.

13. Резисторы подстроечные: http://www.chipdip.ru/catalog/sp3-19-trimmer-resistors/

14. Конденсаторы и резисторы: http://www.chipdip.ru/catalog/passive-components/

15. Техническая документация наATMega2560 http://www.atmel.com/devices/atmega2560.aspx

16. Техническая документация на MAX487 http://www.chipdip.ru/product/max487cpa.aspx

17. Техническая документация на AD7846 http://www.analog.com/static/imported-files/data_sheets/AD7846.pdf

18. Техническая документация на MAX11046 http://datasheets.maximintegrated.com/en/ds/MAX11044-MAX11056.pdf

19. Техническая документация на DV-16230 http://www.chipdip.ru/product/dv-16230nrb-r.aspx



Приложение А

Техническое задание

1. Наименование и область применения

Наименование: Модуль удаленного ввода/вывода цифровой и аналоговой информации.

Область применения: нефтяная промышленность.

2. Основание для разработки

Курсовой проект выполняется в соответствии с заданием, утвержденным кафедрой АРТ 04.02.2013 г.

3. Цель и назначение разработки

Цель: Проектирование модуля удаленного ввода/вывода цифровой и аналоговой информации.

Назначение: предназначен для удалённого ввода/вывода информации в/из системы управления.

4. Источники разработки

· Задание, выданное кафедрой.

· Техническая документация на микросхемы серии КР1533.

· Техническая документация на МК «ATmega6450».

5. Технические требования

5.1 Показатели назначения

· Количество дискретных входов, шт	10
· Входное напряжение, В	24
· Количество дискретных выходов, шт	10
· Выходное напряжение, В	48
· Коммутируемый ток выходов, А	0,9
· Количество аналоговых выходов, шт	1
· РазрядностьА ЦП,	12
· Напряжение питания, В	+5
· Матричная клавиатура	2х3

· LCD дисплей;

· Организация канала RS-485;

· Организация последовательного канала SPI.

· Необходимо обеспечить оптоэлектронную гальваническую развязку по цифровым выводам;

5.2 Состав продукции и требования к конструктивному устройству

Состав модуля и его устройство должны соответствовать ГОСТ 18725-83 «Микросхемы. Общие технические требования».

Выводы микросхем должны обеспечивать способность их пайки при температуре 275±5%0С или 350±10%0С.

Наружные металлические поверхности микросхем должны быть коррозионностойкими в условиях хранения и эксплуатации.

Наружные неметаллические покрытия и маркировка должны быть устойчивы к воздействию спиртобензиновой смеси.

5.3 Требования к надежности

Надежность модуля должна соответствовать ГОСТ 24.701-86 «Единая система стандартов автоматизированных систем управления», ГОСТ 27.003-90 «Надежность в технике», ГОСТ 18725-83 «Микросхемы. Общие технические требования».

5.4 Требования к уровню унификации и стандартизации

Допускается использование электронных компонентов отечественного и импортного производства.

Коэффициент унификации - 0,95.

5.5 Требования к безопасности и влиянию на окружающую среду

По требованиям безопасности модуль должен соответствовать ГОСТ Р12.1.052-97 «Система стандартов безопасности труда. Основные положения», ГОСТ 12.2.003-91ССБТ «Оборудование производственное. Общие требования безопасности», ГОСТ 12.2.007.0-75ССБТ «Изделия электротехнические. Общие требования безопасности», ГОСТ ИСО/ТО 12100-1-2001 «Безопасность оборудования. Основные понятия, общие принципы конструирования. Часть 1. Основные термины, методика», ГОСТ ИСО/ТО 12100-1-2002 «Безопасность оборудования. Основные понятия, общие принципы конструирования. Часть 2. Технические правила и технические требования», ГОСТ 12.1.009-76 «Электробезопасность. Термины и определения», ГОСТ 12.1.030-81ССБТ «Электробезопасность. Защитное заземление, зануление», ГОСТ 12.1.003-81ССБТ «Шум. Общие требования безопасности», ГОСТ 12.1.012-90ССБТ «Вибрационная безопасность. Общие требования».

5.6 Эстетические и эргономические требования

Согласно эстетическим и эргономическим требованиям модуль должен быть разработан в соответствии с ГОСТ 30.001-83 «Система стандартов эргономики и технической эстетики. Основные положения».

5.7 Требования к составным частям, продукции, сырью, исходным и эксплуатационным материалам

Составные части разрабатываемого модуля, продукция, сырье, исходные, а также эксплуатационные материалы должны соответствовать требованиям, описанным в ГОСТ 18725-83 «Микросхемы. Общие технические требования».

5.8 Условия эксплуатации, требования к техническому обслуживанию и ремонту

Конструкция должна соответствовать условиям эксплуатации в соответствие ГОСТ 18725-83 «Микросхемы. Общие технические требования», ГОСТ 23622-79 "Элементы логические интегральных микросхем. Основные параметры", ГОСТ 24460-80 "Микросхемы интегральные цифровых устройств. Основные параметры".

5.9 Требования к маркировке и упаковке

Маркировка и упаковка должна осуществляться согласно ГОСТ 18725-83 «Микросхемы. Общие технические требования».

5.10 Требования к транспортированию и хранению

Транспортировка и хранение должно осуществляться согласно требованиям ГОСТ 18725-83 «Микросхемы. Общие технические требования».

6. Стадии и этапы разработки

Разработка бланка задания и технического задания, срок сдачи - 02.05;

Разработка структурной схемы, срок сдачи - 06.11;

Разработка принципиальной схемы, срок сдачи - 06.11;

Расчеты, срок сдачи - 06.11;

Сдача курсового проекта, срок сдачи - 21.11.

7. Порядок контроля и приемки

Курсовой проект защищается на технической комиссии кафедры АРТ.

Размещено на Allbest.ru

...