СОДЕРЖАНИЕ
стр.
ВВЕДЕНИЕ.......................................................
1 АНАЛИЗ ПОСТАНОВКИ ЗАДАЧИ.....................................
2 РАЗРАБОТКА СТРУКТУРНОЙ СХЕМЫ УСТРОЙСТВА......................
2.1 Разработка структурной схемы комплекса...................
2.2 Разработка структурной схемы процессорного модуля........
2.3 Разработка структурной схемы диагностического модуля.....
3 РАЗРАБОТКА ОБОБЩЕННОЙ СХЕМЫ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ УСТРОЙСТВА......
3.1 Описание работы процессорного модуля.....................
3.2 Описание работы диагностического модуля..................
4 РАЗРАБОТКА ПРИНЦИПИАЛЬНОЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СХЕМЫ И КОНСТРУКЦИИ
ПЕЧАТНОГО УЗЛА...............................................
4.1 Разработка принципиальной электрической схемы............
4.2 Разработка конструкции печатного узла процессорного
модуля...................................................
4.3 Разработка принципиальной электрической схемы
диагностического модуля..................................
4.4 Разработка конструкции печатного узла диагностического
модуля...................................................
5 РАЗРАБОТКА ПРОГРАММНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ..........................
5.1 Разработка драйвера связи ПЭВМ с учебным стендом.........
5.1.1 Описание работы драйвера обмена со стороны ПЭВМ....
5.1.2 Описание работы драйвера обмена со стороны стенда..
5.2 Разработка программы МОНИТОР для загрузки программы
пользователя.............................................
6 ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ПРОЕКТА....................
6.1 Маркетинговые исследования проектируемого продукта.......
6.1.1 Исследование продукта..............................
6.1.1.1 Назначение продукта..............................
6.1.1.2 Потребительские свойства продукта................
6.1.1.3 Требования к надежности..........................
6.1.1.4 Конкурентоспособность............................
6.1.1.5 Оценка рыночной направленности...................
6.1.2 Определение рынка сбыта............................
6.1.2.1 Сегментация рынка................................
6.1.2.2 Предпочтительный потребитель продукта............
6.1.3 Жизненный цикл изделия.............................
6.2 Расчёт затрат на разработку изделия......................
6.2.1 Расчёт затрат на проектирование электронной
части стенда.......................................
6.2.2 Расчёт затрат на проектирование ПО стенда..........
6.2.3 Расчёт затрат на изготовление макета стенда........
6.2.4 Формирование цены предложения проекта.............
6.3 Расчёт затрат на производство данного изделия...........
6.3.1 Материальные затраты..............................
6.3.2 Затраты на оплату труда...........................
6.3.3 Определение остальных статей себестоимости........
6.3.4 Расчёт капитальных вложений.......................
6.4 Расчёт формирования цены................................
6.5 Расчёт приведенных затрат...............................
6.6 Расчет эксплуатационные расходов........................
6.7 Расчет интегрального экономического эффекта.............
6.8 Выводы..................................................
7 ОХРАНА ТРУДА И ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ.............................
7.1 Анализ условий труда оператора..........................
7.1.1 Краткая характеристика помещения..................
7.1.2 Метеорологические условия.........................
7.1.3 Электробезопасность...............................
7.1.4 Взрывоопасность и пожароопасность.................
7.1.5 Освещение.........................................
7.1.6 Шум и вибрация....................................
7.1.7 Эргономика........................................
7.2 Расчёт защитного заземления.............................
7.3 Охрана окружающей среды.................................
8 Гражданская оборона.........................................
8.1 Выявление и оценка радиационной обстановки в
лаборатории СевГТУ при загрязнении радиоактивными
веществами после аварии на АЭС..........................
8.1.1 Вводная часть.....................................
8.1.2 Расчётная часть...................................
8.1.3 Мероприятия по защите.............................
СПИСОК ИСТОЧНИКОВ.............................................
ПРИЛОЖЕНИЯ....................................................
ВВЕДЕНИЕ
В соответствии с учебным планом, предусмотренным для студентов обучающихся на специальности
В настоящее время проблема диагностики параметров дискретных элементов стоит не так остро, как 10-15 лет назад. Это объясняется не только научно-техническим прогрессом (далее НТП), но и рядом других факторов, например доступностью оборудования. Но показатель стоимости такого оборудования находится за пределами финансовых возможностей многих учебных заведений в которых проводится изучение таких предметов как "Микроэлектроника", "Схемотехника" и смежных дисциплин. Теоретического объяснения зачастую не хватает для понимания некоторых разделов перечисленных предметов, поэтому желательно практически закреплять полученные на лекциях знания - путем выполнения соответствующих лабораторных работ.
Для выполнения таких работ и требуется оборудование о котором упоминалось в начале данного введения. Поэтому целесообразным является разработка более доступного, с экономической точки зрения, устройства для автоматизированного контроля параметров дискретных элементов.
В данной области уже проводились разработки - дипломные проекты некоторых выпускников департамента КиВТ. Данные разработки были основаны на микропроцессором комплекте 1816.
Проектируемое устройство должно отвечать техническим характеристикам представленным ниже:
- центральный микроконтроллер КР1816ВЕ51;
- четыре аналоговых входа/выхода;
- размах входного/выходного напряжения от –12В до +12В;
- погрешность измерения на аналоговых входах не более 0.5%;
- генерация прямоугольных сигналов от 0 до 10Мгц;
- 72 цифровых входа/выхода.
По завершению дипломного проектирования должна быть представлена следующая конструкторская документация:
- структурная схема учебного стенда и его компонентов;
- обобщённая схема функционирования комплекса;
- принципиальные электрические схемы компонентов учебного стенда;
- чертежи печатных узлов компонентов учебного стенда (со стороны проводников, со стороны компонентов и чертеж размещения компонентов на печатной плате);
- тексты программ для функционирования учебного стенда (драйвер для связи ПЭВМ и стенда, а также программу-монитор для начальной инициализации стенда).
2.1 Разработка структурной схемы комплекса
Требования, предъявляемые к структуре учебного стенда основываются на задачах и функциях которые он, этот стенд, должен выполнять.
Исходя из требований установленных в постановке задачи, учебный стенд должен включать в себя две взаимозависимые и неразрывные части: аппаратную и программную.
Аппаратная часть должна обеспечивать совместимость по уровням и частотным характеристикам сигналов. Это означает, что все компоненты и субблоки, входящие в состав стенда, должны работать с одними и теми же уровнями сигналов (ТТЛ, КМОП и так далее). Все субблоки должны работать от общего синхронизирующего устройства. Также аппаратная часть должна поддерживать все без исключения режимы функционирования учебного стенда. Поддержка характеристик сигналов необходима для обеспечения физической совместимости между устройствами учебного стенда и устройствами разработанными ранее.
Структура аппаратной части на конечном этапе структурного проектирования должна быть представлена в виде структурной схемы устройств и блоков, входящих в аппаратную часть комплекса. Также на этой схеме должны быть обозначены все связи необходимые для реализации функций и режимов работы разрабатываемого учебного стенда.
Программная часть должна обеспечивать совместимость по типам данных и интерфейсам, так как это необходимо для успешной и безошибочной обработки информации, а также для совместимости с различными программными средствами, которые могут использоваться в последствии при расширении набора выполняемых функций.
Структура программной части на конечном этапе структурного проектирования должна быть представлена в виде двух блок-схем алгоритмов работы программного обеспечения, которое будет выполнятся на персональной электронно-вычислительной машине и на однокристальном микроконтроллере.
Общая структура учебного стенда по автоматизированному контролю параметров дискретных элементов представлена на рисунке 2.1.
Как видно из рисунка аппаратно-программный комплекс представляет собой совокупность двух основных систем: ПЭВМ и собственно блок автоматизированного контроля параметров дискретных элементов.
Персональная электронно-вычислительная машина представляет собой систему из взаимосвязанных электронных и программных компонентов, которые служат, в данном конкретном случае, для управления и установки режимов измерения физических параметров дискретных элементов. С её помощью производится:
- загрузка программы в однокристальный микроконтроллер установленный на операционном блоке диагностического стенда;
- поддержка протокола обмена со стороны управляющей ЭВМ;
- установка режимов измерений;
- отображение результатов измерений (на экране дисплея ЭВМ);
- проведение тестирования и настройки аппаратных и программных средств универсального стенда.
Блок автоматизированного контроля дискретных элементов представляет собой совокупность процессорного модуля и диагностического модуля.
2.2 Разработка структурной схемы процессорного модуля
Процессорный модуль предназначен для управления процессами, происходящими в подчинённых ему блоках, то есть он синхронизирует работу и управляет потоками информации между ними. Также процессорный модуль управляет процессом обмена между ПЭВМ и универсальным стендом для контроля физических параметров дискретных элементов.
На системный разъем процессорного модуля выведены следующие группы сигналов: