МИНИСТЕРСТВО  ОБРАЗОВАНИЯ  И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Марийский Государственный Технический Университет 
 
 
 
 

Кафедра ПиПЭВС 
 
 
 
 
 
 

Курсовая  работа

по дисциплине:  

ПРОЕКТИРОВАНИЕ  ЦЕНТРАЛЬНЫХ И ПЕРЕФЕРИЙНЫХ УСТРОЙСТ 
 
 
 
 
 
 
 
 

           Выполнили: ст. гр. ЗЭВС–52у

      Петров  Н.В.

                                                                                           Принял: доктор тех. наук 

Кошкин  В.В. 
 
 
 
 
 
 
 
 

Йошкар-Ола

2011

     Аннотация. 

     В данном курсовом проекте разрабатывается  схема электрическая принципиальная системы отображения информации. Данное устройство построено на базе микропроцессора, содержит 4 релейных и 16 аналоговых входных канала, элементы индикации для отображение результатов и интерфейс RS-232 для передачи информации. В пояснительной записке приводятся описания аналогов устройства, структурная и функциональная схемы, программа обработки сигналов.

     Графическая часть включает в себя принципиальную схему на формате А1, структурную  схему на формате А2 и алгоритм работы программы на  формате  А2.  
 

     The summary.

      

In the given academic year project the circuit electric basic information-measuring system is developed. The given device is built on the base of the microprocessor, contains 4 relay-type and 16 analog input channels, elements of indication for image result and interface rs232 for transmission of information.  The descriptions analogue device happen to in explanatory note, structured and functional schemes, program of the processing signal.

     The graphic part comprises of itself principle scheme on format A1, structured scheme on format A2 and algorithms of the programs on format A2. 

Задание на курсовой проект

    Разработка  системы отображения информации. 

    Число входных сигналов: аналоговых 16

    Число входных сигналов: релейных 4

    Величина  входного аналогового напряжения, Uвх ±0,2 В

    Максимальная  основная частота входного сигнала 5000 Гц

    Уровни  релейных сигналов совместимы с ТТЛ  уровнями +

    Ввод  релейных сигналов реализовать через  прерывания асинхронно +

    Максимальная  длина проводников до источника

    первичного сигнала – не более 5,0 метров

        Вывод информации на цифровое  табло, число строк 48

        число столбцов 64

        Элементы индикации точечные

    Время формирования сигнала на выходе –  не более 0,02 сек       

    Точность  представления входной информации – не хуже 0,01 %

    Точность  представления выходной информации – не хуже 0,5 % 

    Функциональная  клавиатура – 10 клавиш 

    Функции системы:

      ввод  релейных сигналов,

                 ввод аналоговых  сигналов 

    Схема ПЗУ- объем 16 Кбайт.

    Схема ОЗУ- объем 64 Кбайт. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Оглавление 

1. Техническое  задние……………………………………………………………...…5

Введение…………………………………………………………………………...…..5

      1.1. Основание для разработки………………………………………………...5

      1.2. Технические требования…………………………………………………..5

      1.3. Принцип работы………………………………………………………...…6

      1.4 Технические требования…………………………………………………...6

2. Техническое  предложение…………………………………………………………8

3. Техническое  проектирование……………………………………..……………...12

      3.1 Выбор элементной базы……………………...…………………………..12

      3.2. Описание структурной схемы………………………………………..…13

      3.3. Карта адресного пространства………………………………………….14

      3.4. Описание функциональной схемы  устройства…………………….…..17

      3.5. Описание принципиальной схемы………………………………………22

      3.6. Проверочные расчёты……………………………………………………24

4. Программная  часть…………………………………………………………..……26

Заключение ……………………………………………………………………...……27

Литература………………………………………………………………………..….28 

 

1. Техническое задание

Введение

 

     Данное  техническое задание распространяется на разработку схемы электрической принципиальной системы ввода релейных и аналоговых сигналов. В системе выполняется цифровая обработка первичных сигналов, их накопление и сравнение результатов  с эталонами.

1.1. Основание для  разработки.

 

     Система отображения информации КНФУ 434017.001  разрабатона на основании задания на курсовое проектирование по дисциплине «ПЦиПУЭВС».

1.2. Технические требования.

1.2.1. Состав изделия.

 

     Спроектированное  изделие должно содержать в своем  составе следующие устройства: микропроцессор, оперативное запоминающее устройство (ОЗУ), постоянное запоминающее устройство (ПЗУ), аналогово-цифровой преобразователь (АЦП), интерфейс RS-232, клавиатуру и элемент индикации.

1.2.2. Технические параметры.

 
 
 
 
 
 

1.2.3. Функциональность  изделия.

 

     Функции системы:

     1. ввод релейных сигналов,

     2. ввод аналоговых  сигналов

1.3. Принцип работы.

 

     Принцип работы заключается в сборе аналоговых и релейных сигналов, их обработке и накоплении, а также сравнении результатов с эталонами. Система имеет элементы индикации для отображение результатов, интерфейс RS-232 для передачи информации.

1.4 Технические требования

1.4.1 Требования к надежности

 

     Надежность - это физическое свойство, которое  зависит от количества и качества, входящих в изделие элементов, условий, в которых оно эксплуатируется. Надежность - это свойство прибора выполнять заданные функции и при этом сохранять свои параметры в заданных условиях эксплуатации и в течение определенного промежутка времени.

     Показатели  надежности должны соответствовать  ГОСТ 25359-82.

1.4.2 Условия эксплуатации

 

     Разрабатываемый вычислитель на базе процессор Intel 8086-1 предполагается эксплуатировать в условиях УХЛ 4.2 ГОСТ 15150 - 69 при следующих условиях: 

• температура окружающей среды от +1 до +50°С
• относительная влажность воздуха при

температуре +50°С и ниже без конденсации влаги до 90%

• циклическое воздействие температур от +1 до +50°С
• атмосферное давление от 5.3 до 7.7 кПа от 400 до 790 мм.рт.ст.

 

     Примечание: механические воздействия в данной курсовой работе не рассматриваются.

1.4.3 Требования безопасности

 

     Требования  безопасности должны соответствовать  ГОСТ 12.2.006-87. Надежная работа вычислителя должна обеспечиваться выбором условий эксплуатации.

     При эксплуатации вычислителя необходимо следить за правильностью распайки выводов разъемов и обеспечением их механического крепления, а также надежного заземления всего изделия в целом.

     При пайке выводов микропроцессора и других микросхем следует принимать меры исключающие повреждение из-за перегрева, механических усилий, статического напряжения.

2. Техническое предложение

 

     2.1  Автоматизированная  система контроля.

     Применение  микропроцессоров (МП) в контрольно- измерительной аппаратуре позволяет в несколько раз повысить точность, скорость и надёжность измерений, автоматизацию измерений и обработку результатов.

     В качестве первого примера структурной  схемы контроллера была выбрана структурная схема автоматизированной системы контроля (АСК) [6].

      Рис. 1  Структурная  схема АСК централизованного  типа. 

     В таких системах необходимая информация об объекте контроля, формируется с помощью измерительных датчиков, установленных на нем. В микропроцессорных автоматизированных системах контроля выполняется обработка и промежуточное хранение информации, как в едином измерительном блоке системы, так и в местах, максимально приближенных к источнику информации.

     Структурная схема АСК централизованного  типа с внутренней магистралью приведена на рисунке 1.

     Принцип объединения компонентов микроЭВМ и периферийных устройств с помощью общей магистрали позволяет легко модифицировать систему в соответствии с конкретными задачами. Каждое устройство подключается к магистрали с помощью стандартного интерфейса. Основу схемы АСК составляет процессор, выполняющий функции преобразования поступающей с внешних датчиков (Д₁…..Д_N) информации и ее распределение по оконечным узлам.