Реферат: «Проектирование микропроцессорных систем»

Министерство образования РФ.

Череповецкий государственный университет.

Институт информационных технологий.


Кафедра Автоматизации. Дисциплина:

Проектирование МПС.


Курсовой проект.

Тема: «Проектирование микропроцессорных систем»


Разработал: Аршинов А.Н.

Группа 1ЗАТ-41

Проверил: Махова А.Н.


Череповец 2010

Содержание.

Содержание 2

Введение 3

Общая часть 5

Специальная часть 7

Приложения 13

Заключение 14

Список литературы 15



Введение

Каждому, кто каким-то образом связан с автоматикой и электроникой, приходилось вручную разрабатывать печатные платы устройств. Если схема устройства не очень сложная (порядка 2,3 микросхем и нескольких транзи­сторов), то процесс ручной разводки трасс занимает немного времени. Одна­ко с увеличением количества деталей и особенно с применением микропро­цессорных БИС, имеющих шины данных и адреса, умственные и временные затраты резко возрастают и процесс ручного проектирования становится не­эффективным.

В последние несколько лет заметна тенденция резкого сокращения сроков проектирования новых электронных изделий при все возрастающих требованиях к их качественным характеристикам и увеличении сложности изделий. Это стало возможным благодаря применению систем автоматизиро­ванного проектирования печатных плат-САПР.

Создание электронного устройства включает в себя следующие этапы:

Формирование технического задания (ТЗ) на разработку, опреде­ление структуры и алгоритмов функционирования системы.

Разработка электрической принципиальной схемы и выпуск со­ответствующей документации.

Моделирование или макетирование отдельных узлов и всего уст­ройства целом.

Разработка конструкции печатной платы и выпуск комплекта конструкторской и технологической документации.

5. Подготовка к производству и изготовление печатных плат.

6. Сборка настройка и регулировка электронного изделия.

В современных условиях выполнение проекта проводится силами не­большого коллектива с применением автоматизированных компьютерных средств.

Одной из наиболее распространенных в России САПР печатных плат является система АССЕЕ ЕПА версии 15 ( Р-САО 2001 ) выпущенная в 2001 году. Это программное обеспечение разработано для операционной сис­темы МЖ)0\^5. Преимуществом РСАО 2001 перед более ранними вер­сиями ( например, широко распространенная САПР РСА1) 4.5 выпущенная в 1988 году и работающая под управлением М8 И05) являются возможность трассировки плат с микросхемами в корпусах с малым шагом 0.625 мм, ша­риковыми выводами (ВОА), возрастание требований к быстродействию схем и электромагнитной совместимости, совершенствование технологии изготов­ления печатных плат, широкое применение многослойных плат, возможность их изготовления за рубежом либо на импортном высококлассном техноло­гическом оборудовании.


^ Общая часть

В состав PCAD 2001 входят следующие взаимосвязанные программы:

SYMBOL EDTTOR (файл symed.exe) - графический редактор, предна­значен для создания и редактирования символов компонентов;

PATTERN EDTTOR (файл pated.exe) - графический редактор, предна­значен ;и1я создания посадочных мест и корпусов компонентов;

LIBRARY EXECUTIVE (файл ctnp.exe) -гихирамма, предназначенная для редактирования информации условных графических символов компонен­тов, посадочных мест, корпусов а также для ведения библиотек;

SCHEMATIC (файл sch.exe) - графический редактор, предназначен для рисования и редактирования электрических принципиальных схем;

РСВ (файл pcb.exe) - графический редактор, предназначен для разме­щения компонентов на печатной плате а также ручной и автомагической трассировки.

Этапы проектирования печатной платы в САПР представлены в виде функциональной схемы на рис.].



^ Специальная часть

Рассмотрим электрическую принципиальную схему на рис.2. Это ИК-приемник системы дистанционного управления. Предназначен для создания различных систем дистанционного управления.





Перейдём непосредственно к проектированию печатной платы данной схемы. Начнём с создания символов электронных компонентов и запишем их в интегрированную библиотеку с помощью графического редактора

^ SYMBOL EDITOR.

В САПР PCAD 2001 условные графические обозначения содержатся в интегральных библиотеках, в которых принят групповой метод хранения

всех составных частей. Для создания новой библиотеки используем команду LIBRARY —> NEW. В появившемся диалоговом окне вводим имя библиоте­ки. Этот файл будет иметь расширение .LIB. При дальнейшей работе подго­товленные символы компонентов будут записываться в библиотеку.

Создание символов электронных компонентов возможно по двум вари­антам: использование мастера создания символа и ручное создание символа.Первый способ удобен при создании символов микросхем и элементов, имеющих прямоугольный корпус» особенно с большим количеством выво­дов. С помощью мастера символов нельзя создать символы, использующие в обозначении дуги, крути и наклонные линии. Это относится к таким элек­тронным компонентам как транзистор, катушки индуктивности, диоды, ти­ристоры и другие. Создадим символ контроллера в мастере рис.3





Рис3. Символ контроллера


Отдельные символы элементов создадим ручным способом.







Для создания посадочных мест электронных компонентов используем графический редактор PATTERN EDITOR.

Посадочное место - это комплект конструктивных элементов печатной Платы, предназначенный для монтажа отдельного компонента. В него входят в различных сочетаниях контактные площадки, металлизированные отверстия, печатные проводники на наружных слоях и гладкие крепежные от­верстия. Кроме того, посадочное место может включать в себя параметры защитной и паяльной масок, а так же элементы маркировки и графические элементы сборочного чертежа.

Создадим посадочные места для компонентов, используемых в нашей схеме:



.




Далее в программе LIBRARY EXECUTIVE создадим набор взаимосвя­занной конструкторской, технологической и схемотехнической информации об элементе, монтируемом на печатную плату. Для этого используем посадочные места из нашей библиотеки и соответствующие им символы компонентов. В приложении Pins View сопоставляются выводы элемента для понимания про­граммой привязки к обозначению на схеме рис.4



Рис.4

Когда все компоненты готовы можно приступать к созданию принци­пиальной схемы. Для этого запускаем графический редактор SCHEMATIC. Выбираем компоненты из библиотеки, расставляем в определённых местах. Соединяем проводниками нужные выводы. Используем шину при массовом соединении с семи сегментным индикатором. 'Затем используя подсветку се­тей проверяем правильность соединений проводников и элементов. . В резуль­тате получилась схема, показанная на рис.5


.

Рис. 5 Принципиальная электрическая схема.


Графическое редактирование завершено и теперь можно приступать к трассировке и созданию самого образа печатной платы. Для этого в главном меню программы выбираем Route->Autorouting и программа создаст дорож­ную разводку печатной платы. Красным цветом показаны дорожки в верхней части платы, зелёным - в нижней. Рис.6

.





Рис.6 Разведенные трассы на плате.


Приложения.


В данной схеме используются следующие элементы:


Кварцевый резонатор ZQ1 4 MHz

Контроллер AT90S2313


Заключение.

В результате была рассмотрена разработка конструкции печатной млаты с применением системы автоматизированного проектирования P-CAD 2001. 11роцесс автоматизированного проектирования становится эффективным, благодаря САПР. Полученный результат соответствует требованиям для тех­нической» изготовления и обладает всей нужной информацией.


^ Список литературы.

Восемь уроков по P-CAD 2001 - М: СОЛОН - I Ipecc, 2003 год. Мактас МЯ.

Создание условных графических обозначений компонентов в редакторе STMBOL EDITOR программы P-CAD 2001 - Иваново 2003 год. Харахнин К. А-, Павлычвв C.JO.

Создание посадочных мест электронных компонентов в редакторе PATTERN EDITOR и ведение библиотек средствами LIBRARY EXECUTIVE P-CAI) 2001 - Иваново 2004 год. Харахнин К.А., Павлычев СЮ.

Создание электрических принципиальных схем в редакторе SCHEMATIC Р-CAD 2001 - Иваново 2004 год. Харахнин К.А., Павлычев С.Ю.