Разработка системы сбора и обработки информации

Автор: Пользователь скрыл имя, 15 Декабря 2011 в 22:22, курсовая работа

Описание работы

Электроника прошла несколько этапов развития, за время которых сменилось несколько поколений элементной базы: дискретная электроника электровакуумных приборов, дискретная электроника полупроводниковых приборов, интегральная электроника микросхем (микроэлектроника), интегральная электроника функциональных микроэлектронных устройств (функциональная микроэлектроника).

Содержание

Оглавление 2
Задание на курсовой проект. 2
Введение. 4
1. Структурная схема устройства. 6
1.1 Разработка структурной схемы устройства. 6
1.2 Описание работы схемы. 7
2. Выбор элементной базы. 9
2.1 Датчик. Термометр сопротивления (ТСМ). 9
2.2 Операционный усилитель. 11
Расчет операционного усилителя: 14
2.3 Аналогово-цифровой преобразователь. 15
2.4 Гальваническая развязка 22
2.5 Микроконтроллер. 25
2.6 Энергонезависимое запоминающее устройство. 31
2.7 Выходная нагрузка. 33
3. Расчет надёжности системы. 35
Заключение. 36
Список использованной литературы: 37

Работа содержит 1 файл

мпсу курс.doc

— 523.00 Кб (Скачать)

     К одному контроллеру шины USB можно  подсоединить до 127 устройств по топологии "звезда", в том числе и концентраторы, к которым можно еще присоединить 127 устройств.

     В настоящее время широко используются устройства, выполненные в соответствии со спецификацией USB 2.0. Ведётся внедрение в производство устройств спецификации USB 3.0. 

Описание  интерфейса:

     Существуют  также разъёмы типа Mini-AB и Micro-AB с которыми соединяются соответствующие коннекторы как типа A, так и типа B.

     В отличие от многих других стандартных типов разъёмов, для USB характерны долговечность и механическая прочность. Сигналы USB передаются по двум проводам четырёхпроводного кабеля. 

Рис.2.7.1 Внешний вид интерфейса. 

Таб 2.7.1 Размещение проводников:

    Номер контакта Обозначение Цвет провода
    1 V BUS красный
    2 D- белый
    3 D+ зелёный
    4 GND чёрный
 

     Здесь GND - цепь "корпуса" для питания  периферийных устройств, VBus - +5 В, так  же для цепей питания. Данные передаются по проводам D+ и D- дифференциально (состояния 0 и 1 (в терминологии официальной документации diff0 и diff1 соответственно) определяются по разности потенциалов межу линиями более 0,2 В и при условии, что на одной из линий (D- в случае diff0 и D+ при diff1) потенциал относительно GND выше 2,8 В. Дифференциальный способ передачи является основным, но не единственным (например, при инициализации устройство сообщает хосту о режиме, поддерживаемом устройством (Full-Speed или Low-Speed), подтягиванием одной из линий данных к V_BUS через резистор 1.5 кОм (D- для режима Low-Speed и D+ для режима Full-Speed, устройства, работающие в режиме Hi-Speed, ведут себя на этой стадии как устройства в режиме Full-Speed). Так же иногда вокруг провода присутствует волокнистая обмотка для защиты от физических повреждений.

3. Расчет надёжности системы.

     При выполнении расчета считается, что  время работы устройства соответствует периоду нормальной эксплуатации, интенсивность отказа элементов является постоянной, распределение времени безотказной работы подчиняется экспоненциальному закону.

     Предполагается  также, что отказы элементов являются внезапными, независимыми друг от друга, причем элементы и устройства в целом могут находиться в 2-х состояниях: работоспособном и неработоспособном.

     Интенсивность отказа элементов зависит от их электрической нагрузки, температуры окружающей среды и других параметров. 

     Интенсивность отказа элементов

Тип элемента Кол-во элементов,
Интенсивность отказа одного элемента.

     λЭ10-7, 1/ч

m*λЭ*10-7, 1/ч
Микроконтроллер 1 0,19 0,19
Микросхема памяти 1 1,4 1,4
АЦП 1 0,4 0,4
Операционный  усилитель 2 0,4 0,8
Оптопара 4 0,12 0,48
Пайка 20 0,1 2
Конденсатор 5 0,02 0,1
Резистор 19 0,19 3,61
Терморезистор 1 0,6 0,6
Резонатор кварцевый 1 0,2 0,2
Сумма: 9,78

     Интенсивность отказа устройства в целом (m – количество элементов).

       

     Тср.=2000ч – среднее время работы системы.

     Вероятность безотказной работы будет равна.

       

Заключение.

     Микроконтроллеры занимают огромную область в электронной аппаратуре. Основные требования, которые потребители предъявляют к управляющим блокам приборов можно сформулировать следующим образом: низкая стоимость, высокая надежность, высокая степень миниатюризации, малое энергопотребление, работоспособность в жестких условиях эксплуатации; достаточная производительность для выполнения всех требуемых функций. Всем вышесказанным требованиям отвечает применение микроконтроллера при разработке новых устройств.

     По  полученному заданию было разработано  устройство, закреплены знания работы с микропроцессорами и получен полезный опыт разработки подобных устройств.

     Целью проекта являлось создание устройства с заданными свойствами. 
В ходе выполнения проекта были изучены: устройство датчика, операционного усилителя, аналого-цифрового преобразователя, оптопар (оптронов), микроконтроллера, запоминающего устройства, шинного формирователя, а так же принцип их работы и выполнения систем команд.

     Были  получены навыки в проектировании микропроцессорных устройств, в оформлении технической документации.

Список  использованной литературы:

 
     
  1. Богатырев Е.А., Ларин В.Ю., Лякин А.Е. Энциклопедия электронных компонентов. Большие интегральные схемы. – М.: ООО «Макро Тим», 2006. – 224с.
  2. Гнатек Ю.Р. Справочник по цифро-аналоговым и аналого-цифровым преобразователям: Пер. с англ. – М.: Радио и связь, 1982. – 552с.
  3. ГОСТ Р 8.625-2006. Термометры сопротивления из платины, меди и никеля. Общие технические требования и методы испытаний.
  4. Интегральные микросхемы: микросхемы для аналогово-цифрового преобразования и средств мультимедиа. Выпуск 1. – М.: ДОДЭКА, 1996, 384 с.
  5. Кончаловский В.Ю. Цифровые измерительные устройства: Учеб. для вузов. – М.: Энергоатомиздат, 1985. – 304с.
  6. Марцинкявичус А.-Й.К., Багданскис Э.-А.К., Быстродействующие интегральные микросхемы ЦАП и АЦП и измерение их параметров. – М.: Радио и связь, 1988. – 224с.
  7. Материалы сайтов фирм-призводителей.
  8. Федорков Б.Г., Телец В.А. Микросхемы ЦАП и АЦП: функционирование, параметры, применение. – М.: Энергоатомиздат, 1990. - 320с.
  9. Хоровиц П., Хилл У. Искусство схемотехники: В 3-х томах: Пер. с англ. – М.: Мир, 1993.

Информация о работе Разработка системы сбора и обработки информации