КАЛУЖСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ МАШИНОСТРОИТЕЛЬНЫЙ КОЛЛЕДЖ

Дипломный проект

Специальность 2101

Тема:«Счётчик импульсов».

ДП.2101.04.120.14.00.000.ПЗ

Рецинзиат:

КАЛУГА

Содержание.

Введение

1. Назначение, область применения, технические

данные электронного проектируемого модуля

2. Описание функциональной схемы

3. Описание работы модуля по принципиальной

схеме

4. Обоснование выбора и описание элементной базы проектируемого модуля

5. Электрический расчет выбранного каскада

6. Описание конструкции модуля

7. Технологическая часть

8. Техника безопасности

9. Экономическая часть

Список используемой литературы

Введение.

Развитие науки и техники играет важную роль во всех сферах жизни человека, позволяет успешно решать проблемы различного рода и характера. Отличительной чертой научно-технического прогресса, определяющей дальнейший мощный подъем общественного производства, является широкое внедрение электроники во все отрасли народного хозяйства. Современная электронная цифровая вычислительная техника широко применяется на производстве. Применение на производстве стендов для проверки и испытания выпускаемого оборудования позволяет повысить качество выпускаемой продукции.

Крупносерийное производство ряда моделей микро-ЭВМ позволило начать работы по созданию нескольких типов проблемно-ориентированных комплексов для автоматизации научных исследований и технологических процессов.

Управление оборудованием на основе встроенных систем контроля и управления создает реальные предпосылки осуществления полностью автоматизированных производств. Встраивание микропроцессора повышает качество работы и производительность оборудования, существенно снижает требования к персоналу, работающему на оборудовании.

Широкое применение в машиностроительной промышленности нашли стенды для контроля и проверки выпускаемой продукции. Они позволяют отсеять бракованную продукцию прямо на заводе. Особенно эффективными являются стенды, изготовленные с применением микропроцессорных технологий.

2. Описание функциональной схемы.

В функциональной схеме отдельные элементы рассматриваются с точки зрения их назначения. Различные элементы могут выполнять одинаковые функции. По этому принципу отдельные элементы или группы элементов принято выделять в виде блоков, изображаемых на схеме прямоугольниками. Взаимодействие функциональных блоков и направление передаваемых сигналов обозначаются стрелками.

Функциональная схема данного прибора состоит из четырёх основных блоков: стабилизатора, микроконтроллера, блока управления индикатором и индикатора. Стабилизатор собран на микросхеме DA1 (Кр142ЕН4). Он предназначен для преобразования U питания 24В в 5В и обеспечивает питание микросхем. Микроконтроллер (DD1 PIC16F84) является центром всей схемы и служит непосредственно для счёта приходящих на его вход импульсов. Также в микроконтроллере имеется встроенная энергонезависимая память, в которую после окончания счёта автоматически записываются результаты счёта и сохраняются в ней до следующего включения или до принудительного сброса. Блок управления индикатором собран на двух микросхемах DD2 и DD3 (К555ИД10 и К514ИД1). Он предназначен для преобразования выходных сигналов от микроконтроллера и вывода результатов счёта на индикатор. Сам индикатор предназначен для непосредственного отображения результатов счёта. При подаче входных импульсов на микроконтроллер и он начинает счёт. С микроконтроллера сигнал подаётся на блок управления индикатором который в свою очередь выдаёт сигнал на индикатор.

3. Описание работы модуля по принципиальной схеме.

Счётчик импульсов выполнен в виде встраиваемого блока.

В нутрии расположены две платы - индикации и управления, которые конструктивно объединены в субблок управления.

На плате индикации расположен девятиразрядный индикатор типа АЛС318А и две кнопки управления «Выбор» (SB2) и «Сброс» (SB1).

На плате управления расположен микроконтроллер DD1 (PIC16F84) и микросхемы управления индикатором DD2 (К555ИД10) и DD3 (К514ИД1). Микросхема DA1 это стабилизатор +5В, для обеспечения нормального режима работы микросхем.

При подаче напряжения в блок, происходит первоначальный сброс микроконтроллера DD1 (PIC16F84) и на индикаторе HL1 выводится состояние первого канала счёта. Микроконтроллер DD1 начинает последовательно опрашивать каналы счёта и при появлении импульсов на одном из каналов будет соответственно увеличиваться состояние денного счётчика. На индикаторе HL1 высвечивается в крайнем левом разряде номер канала счета, а в остальных разрядах текущее состояние данного канала счёта. Для выбора нужного канала счёта необходимо нажать кнопку «Выбор» (SB2) до появления на индикаторе нужного канала счёта. При необходимости обнулить текущее состояние вобранного счетчика необходимо нажать кнопку «Сброс» (SB1). При выключении питания состояние всех счётчиков записывается в энергонезависимую память и сохраняется до следующего включения.

4. Обоснование выбора и описание элементной базы проектируемого модуля

Микропроцессоры и микро-ЭВМ стали новым массовым классом ЭВМ вследствие малой материалоёмкости, низкого энергопотребления, высокой надёжности.

Одной из главных работ по ускорению научно- технического прогресса является широкая автоматизация технологических процессов на основе автоматизированных станков и вычислительной техники.

Микропроцессорные интегральные схемы и микро-ЭВМ, построенные на их основе, явились следствием бурного развития микроэлектроники, позволившего в одном кристалле полупроводника размещать сложные вычислительные структуры, содержащие десятки тысяч транзисторов.

Однокристальные микропроцессоры отличаются фиксированной разрядностью и фиксированной системой команд. Функциональная законченность однокристальных микропроцессоров требует разместить в одном кристалле блоки дешифратора команд и устройства управления, арифметически - логический блок, устройство управления внешним обменом, каскады согласования внутренних и внешних сигналов.

Одним из преимуществ микропроцессоров является их универсальность, так как логика их функционирования задаётся программой хранимой в памяти процессора или во внешней памяти. Поэтому процессоры широко применяются для создания автоматических систем регулирования одного или нескольких параметров какого-либо процесса или слежения за ними.

5. Электрический расчет выбранного каскада.

А0

А1

А2

А3

А4

R7 ВХ1

R8 ВХ2

R9 ВХ3

R10 ВХ4

Iвх ном=5мA

1. Iвх min=2мА

Iвх max=10мА

Icр=10/2=5 мА

Iвх=5мА

2. По входному току и напряжению определяем R7

R7=Uвх/Iвх=27/0,005=5400 Ом=5,4кОм

По номинальному ряду сопротивлений выбираем R7=5,1кОм.

6. Описание конструкции модуля.

Электронный счетчик импульсов представляет собой устройство собранное на двух печатных платах. Первая плата имеет размера 45?72,5мм. На ней установлены все основные элементы: микроконтроллер, две микросхемы которые управляют индикатором микросхема стабилизатор. Вторая плата имеет размеры 30?45мм. На ней установлен индикатор и две кнопки управления «Выбор» и «Сброс». На первой плате также имеется розетка XS1 для подключения питания и входных импульсов. Обе платы после сборки покрывают лаком.

7. Технологическая часть.

Устройство выполнено на двух печатных платах плата управления и плата индикации. Плата управления выполнена двухсторонней. Плата индикации односторонняя. Кнопки «Выбор» и «Сброс» вынесены на плату индикации. Платы изготовлена химическим методом. Шаг координатной сетки 2,5 мм. Конфигурацию проводников выдерживать по координатной сетке.

Ширина проводников 0,8 мм. Расстояние между проводниками не менее 0,3 мм. Плату покрыть сплавом «Розе». Плату после сборки промыть спирто-бензиновой смесью и затем покрыть лаком. Контакты розетки XS1 от покрытия предохранять.

Назначение. Область применения. Технические данные электронного проектируемого модуля.

Счетчик импульсов входит в состав стенда для проверки изделий на предприятии. Он служит для контроля числа циклов включения-выключения изделий на данном стенде. Данный счетчик может применятся на предприятиях для проверки и контроля качества выпускаемой продукции. Данный счётчик заменяет собой существовавшие ранее механические счётчики.

Технические характеристики.

Технические характеристики обеспечиваются при эксплуатации прибора в закрытых помещениях и соблюдении следующих условий:

1. Атмосферное давление от 84 кПа до 106,9 кПа.

2. Относительная влажность до 80%.

3. Температура окружающей среды 25±10?.

4. U питания, В 12-27.

5. Входной сигнал:

Амплитуда, В 12-27.

Форма сигнала - прямоугольный импульс.

Диапазон входной частоты от единичного импульса до 100Гц.

Полярность сигнала - положительная.

6. Число разрядов цифрового табло 7.

7. Число каналов счёта 4.

8. Время хранения информации 10 лет. (до принудительного сброса)

9. Основная погрешность не более 0,01% от фактически поданных импульсов при непрерывном счёте.

8. Техника безопасности при выполнении технического обслуживания электронных устройств.

Специальные требования:

1. Перед началом работы

- надеть исправные индивидуальные средства защиты: халат или фартук (клеенчатый), защитные очки и перчатки

- осмотреть и привести в порядок рабочее место, подготовить к работе оборудование, технологическую оснастку инструмент, убедиться в их исправности.

- проверить наличие и исправность защитного заземления рабочего места.

- включить вентиляцию и убедиться в ее исправности.

- проверить исправность местного освещения и включить его.

2. Во время работы:

- содержать в чистоте рабочее место, не загромождать к нему подходы.

- следить за исправным состоянием средств защиты, вентиляции, оборудования, технической оснастки и инструмента.

-во избежании разбрызгивания припоя при пайке и обслуживании детали, подлежащие пайке должны быть сухими.

- во избежании травмы глаз при пайке и обслуживании пружинящих деталей, пользуйтесь защитными очками.

- во избежании попадания флюса и припоя на рабочую поверхность стола, паяльник во время работы помещайте на специальную площадку с лотком.

-во избежании отравления паяльник в рабочем состоянии должен находится в зоне действия вентиляции.

- во избежании вспышки или образования брызг излишки припоя удаляйте со стержня паяльника салфеткой, нагар в ванне счищать металлическими приспособлениями.

- заточить стержень паяльника напильником, при этом паяльник должен быть выключен

- выключите электрический инструмент, только за изолированную вилку из сети.

- производить работу электрическим инструментом с рабочим напряжением не более 40В.

- храните флюсы, спирто-бензиновую смесь в плотно закрытой таре.

3. По окончании работы

- отключить оборудование, освещение и вентиляцию.

- привести в порядок рабочее место, произвести уборку рабочей поверхности стола.

- снять спецодежду и убрать ее в специально отведенное место.

- обмойте руки 3-х% раствором нашатырного спирта и вымойте теплой водой с мылом.

Перед включением прибора необходимо внимательно ознакомится с настоящим паспортом, проверить исправность кабеля питания со штепселя, коммутирующие элементы, соответствие напряжения питания номиналу, указанному в технических данных.

Все работы, связанные с заменой элементов, производятся при полностью отключенном приборе от питания.

Включение прибора и работа с ним производится только при заземленном корпусе прибора.

Список используемой литературы.

1. В. И. Иванов, А. И. Аксёнов, А. М. Юшин «Полупроводниковые оптоэлектронные приборы» Справочник Москва, Энэргоатомиздат, 1984

2. П. В. Аксёнов, В. Ф. Шаньгин, В. Л. Горбунов «Архитектура и проектирование микро-ЭВМ. Организация вычислительных процессов.» Москва, «Высшая школа»,1986

3.А. А. Бокуняев, Н. М. Борисов, Р. Г. Варламов « Справочная книга радиолюбителя - конструктора» Москва, Радио и связь, 1990