Реферат: Методические указания к курсовому проекту по дисциплине проектирование устройств на программируемой

МОСКОВСИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ОРДЕНА ЛЕНИНА И ОКТЯБРЬСКОЙ РЕВОЛЮЦИИ

АВИАЦИОННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ (МАИ)

ИМЕНИ СЕРГО ОРДЖОНИКИДЗЕ




Шишков А.Н.


ПРОЕКТИРОВАНИЕ УСТРОЙСТВ
НА МИКРОКОНТРОЛЛЕРАХ


Методические указания к


КУРСОВОМУ ПРОЕКТУ

по дисциплине


ПРОЕКТИРОВАНИЕ УСТРОЙСТВ
НА ПРОГРАММИРУЕМОЙ

ЭЛЕМЕНТНОЙ БАЗЕ

(ПУ на ПЭБ)


утверждено на заседании

кафедры 404 протокол N____


"__"____________2011г


МОСКВА 2011
^ 1Цели проекта
Целями курсового проекта являются:

укрепить теоретические знания, полученные из материала лекций о структуре микроконтроллеров, их параметрах и особенностях применения, наборе функциональных модулей;

ознакомиться с основными параметрами современных микропроцессоров;

ознакомиться с номенклатурой современных микропроцессоров ведущих производителей;

ознакомиться с программными и техническими средствами для программирования микроконтроллеров и отладки систем на их основе;

изучить методологию проектирования устройств на микроконтроллерах;

получить практический навык проектирования устройств на микроконтроллерах;.
^ 2Теоретические сведения


3Задание
Выполнить разработку на базе МК простого по функциям и конструкции устройства. Выполнить системотехническое, схемотехническое проектирование и эскизную проработку конструкции (конструкторское проектирование на ранних стадиях). В рамках курсового проекта выполнить проектные работы, предусмотренные в следующих стадиях проектирования по ГОСТ 2.103:

предпроектная (маркетинговая);

техническое предложение;

эскизный проект.

На стадии маркетинговой проработки:

обосновать актуальность и целесообразность разработки устройства;

разработать техническое задание на проектирование изделия;

На стадии техническое предложение по ГОСТ 2.118:

определить требуемые параметры МК (быстродействие, необходимый набор функциональных модулей (ФМ), количество выводов;

разработать описание принципа работы устройства;

выбрать МК и привести обоснование оптимальности сделанного выбора;

На стадии Эскизный проект по ГОСТ 2.119:

разработать принципиальную схему устройства;

разработать конструкцию устройства (копус, ПП, способ соединения с датчиками и исполнительными устройствами, питание)

разработать ЧТЗ на программу, состоящую из

требований к программе

программных ограничений

разработать алгоритм работы программы МК (словесное описание или схему алгоритма);

разработать программу работы МК на языке высокого уровня СИ в среде MPLAB IDE;

выполнить отладку программы;

ознакомиться с кодом программы на языке Ассемблера;

выполнить эмуляцию работы программы доступными эмуляторами


Перечень возможных вариантов заданий:





Наименование, основные функц. параметры

Примечание



Устройство автоматического включения и выключения света в коридоре по дверному контактному датчику и датчику движения






Устройство управления насосом для автоматического наполнения воды в емкости с 1-м концевым датчиком нижнего уровня






Устройство управления освещением в теплице






Контроллер автоматического полива в теплице с запретом полива днём. Полив с задаваемым периодом с помощью DIP-переключателя






Парктроник для автомобиля

Сложно



Охранная сигнализация. 4 луча на изменение сопротивления. На выходе- контакты реле. Снятие.постановка «брелком-таблеткой» Touch memory.






Охранная сигнализация. 4 луча на изменение сопротивления. На выходе- контакты реле. Снятие/постановка введением кода 4-х кнопочной клавиатуры.






Регулятор мощности пылесоса с кнопкой «турбо» и аналоговым органом управления (движковым переменным резистором






Регулятор мощности пылесоса с кнопкой «турбо» и цифровым органом управления на 3-х оптопарах (8 градаций мощности)






Регулятор мощности пылесоса с кнопкой «турбо» и цифровым органом управления на 2-х кнопках (больше.меньше) с запоминанием установленной мощности. 8 градаций мощности Индикация на линейке СД (8шт)






Регулятор мощности без помех для любого нагревателя до 1000Вт с аналоговым органом управления






Регулятор температуры в помещении для «тёплых полов» с кнопочным управлением (теплее-холоднее) с шагом 2°С






Регулятор температуры в помещении для «тёплых полов» с аналоговым органом управления (переменный резистор)






Подогреватель детского питания (бутылочки с молоком, водой) с индикацией на 2-х цветном светодиоде.

Просто



Управление люстрой с 2 группами ламп 1-клавишным выключателем






Управление люстрой с 2 группами ламп с помощью любого ИК пульта






Простой измеритель напряжения +12В для автомобиля с индикацией на светодиодах






Имитатор присутствия в квартире (включение-выключение света в тёмное время через случайные промежутки)






Блок управления нагревателем в ИК печке для пайки по технологии монтажа на поверхность, Т1=120С,2мин: Т2=180С, 2мин ;Нагрев и остывание не быстрее 1градус в сек. Сигнал готовности при Т<40C






Контроллер зарядки пальчиковых аккумуляторов АА и ААА от 1 до 4-х штук с правильным алгоритмом зарядки, тестированием каждого аккумулятора, и возможностью предварительного разряда каждого аккумулятора. Индикация индивидуально для каждого аккумулятора на 2-х цветном светодиоде с режимами мигания.

Сложно. Нет аналогов!! Нет в продаже!



Игрушка «Попугай» Повторяет сказанное с изменённым тембром (ускоренное воспроизведение)






Игрушка «говорящая кукла» с датчиками положения и ускорения






Контроллер игрушки «Вездеход». 2 двигателя ПТ с реверсом (левое и правое заднее колесо), датчик движения на каждом переднем колесе.






Контроллер управления ручным паяльником с 2-мя режимами (дежурный 100С; пайка-регулируется от 150 до 250С. Термодатчик-термопара. Датчик поднятия- оптопара.






Кодовый замок с вандалоустойчивой (опто) клавиатурой 3Х4, «пищалкой» и кнопкой ввода кода.






Магнитный Замок на ворота с «брелком-таблеткой» Touch memory (память на 20 ключей), индикатором на светодиоде, кнопкой ввода нового ключа.






Контроллер гаражных ворот типа «роль-ставни». Открывание /закрывание «брелком-таблеткой» Touch memory. Контроль за заеданием механики с остановкой двигателя. Индикатор на светодиоде, кнопка ввода нового ключа.

Сложно











^ 4Методика выполнения


5Форма отчета
Отчёт по КП состоит из пояснительной записки и графического материала (схем, диаграмм и чертежей)

Представить пояснительную записку по ГОСТ 7.32-2001 как отчёт по НИР которая должна содержать:

титульный лист, задание;

реферат;

содержание;

введение с обоснованием актуальности разработки;

ТЗ на разработку устройства;

Оценка (вычисления) требуемых параметров МК (быстродействие, объем ОЗУ, число выводов, наличие ФМ)

Обзор подходящих МК и обоснование выбора МК;

основные параметры выбранного МК (выжимка из Data sheet)

описание работы устройства с рисунком схемы. В описании дать назначение использованных выводов МК и ФМ;

описание алгоритма программы в виде текста или схемы;

текст программы на языке СИ;

копия окна с результатами компиляции (трансляции);

оценка использования ресурсов МК (ОЗУ, ПЗУ, ФМ, )

заключение.

Графическая часть должна содержать:

схему электрическую принципиальную (А3);

чертёж общего вида (А3).

Чертёж общего вида выполнить в соответствии с требованиями ГОСТ 2.118. На чертеже общего вида показать все составные части устройства, электрические соединители, кабели, провода) При необходимости показать разрезы (местные или вынесенные).

Графическую часть сшить в единый альбом (папку), расположив графические листы после ПЗ.

^ Техническое задание на разработку изделия

Наименование и области применения.

Наименование и условное обозначение изделия; краткая характеристика области его применения; общая характеристика объекта, в котором используется изделие; возможность использования изделия для постановки на экспорт.

Основание для разработки.

Наименование документа, на основании которого выполняется разработка, дата его утверждения.

Цель и задачи разработки.

Макет для научных исследований; макет эскизного проекта; макет технического проекта; опытный образец; прибор для серийного производства; прибор для лабораторной работы; комплект конструкторской документации для использования в учебном процессе; программа выпуска изделий. Организация: предприятие или кафедра. Изготовитель.

Источники разработки.

Перечень научно-исследовательских, хоздоговорных работ, экспериментальных образцов или макетов, на базе которых выполняется разработка; литература, в которой приводится электрическая схема, описание принципа работы.

Конструкторские аналоги.

Прототип и характеристика изменений и улучшений. (В случае их отсутствия, указать, что разрабатывается впервые). Литература с описанием аналогов,

Технические (тактико-технические) требования,

Состав изделия и требования к его конструкции.

Наименование, количество, назначение составных частей;

габаритные, установочные размеры изделия и его частей; масса изделия и его частей; способы зашиты от атмосферных воздействий; требования к защите и исключению помех; требования к ЗИП; требования к размещению органов управления, индикации и настройки; виды покрытий.

Показатели назначения.

Потребляемая мощность; чувствительность; диапазон частот; точность и пр.; параметры, определяющие целевое назначение изделия,

Требования к надежности.

Требования к долговечности, сохраняемости и длительности использования; требования к ремонтопригодности; требования к вибро- и ударопрочности, к устойчивости от влияния внешних полей.

Требования к уровню унификации и стандартизации.

Требования к использованию стандартных, унифицированных узлов, блоков; показатели уровня унификации и стандартизации.

Требования к безопасности.

Требования к обеспечению безопасности при монтаже, эксплуатации, ремонте.

Эстетические, эргономические требования.

Требования технической эстетики, эргономики, удобства

обслуживания,

Условия эксплуатации (использования).

Условия, при которых должна обеспечиваться работоспособность изделия; допустимое воздействие климатических условий (температуры, влажности, атмосферного давления, агрессивных сред и т.д.); допустимое воздействие механических нагрузок (вибрационных, ударных и пр,); требования к средствам защиты от вредных испарений, коррозии и т,п.

Дополнительные требования.

Специфические требования к изделию, другие специальные требования.

Требования к транспортировке и хранению-

Условия транспортировки и виды транспортных средств; необходимость и способы крепления при транспортировке; расстояние транспортировки; скорости передвижения; требования к необходимой защите от ударов при нагрузке и выгрузке; места хранения; способы хранения в различных условиях.

Стадии разработки. Сроки завершения разработки конструкторской документации, изготовления опытных образцов,

Комплектность документации, порядок приемки, сроки.

Перечень конструкторской документации, опытных образцов; сроки завершения разработки и представления к защите.

Приложения;

Схемы электрические структурная, функциональная и принципиальная.

Макет прибора, пульта, функционального узла.

Прототип изделия и его описание.

Специальная литература, необходимая для разработки.

Перечень рекомендуемых стандартов.

Другие необходимые данные.


Примечание. Все численные параметры изделия в ТЗ должны быть указаны с допусками и единицами измерения (если есть). Знак «-» (минус) не допускается и заменяется словом «минус». Например, «220±10 В», «500 мВт, не менее», «от 20 до 30 мА», «3 кг, не более», «от минус 40.до + 65С», «не более минус 60дБ».