Разработка конструкторской документации на изделие "USB-термометр"
Курсовой проект - Компьютеры, программирование
Другие курсовые по предмету Компьютеры, программирование
Разработка конструкторской документации на изделие "USB-термометр"
СОДЕРЖАНИЕ
термометр микроконтроллер программный продукт
ВВЕДЕНИЕ
1. Описание структуры микроконтроллера
. Программный продукт микроконтроллера
. Описание схемы электрической принципиальной USB-термометр
. Выбор и обоснование элементной базы
. Проектирование резистивной микросборки
.1 Электрический расчет микросборки
.2 Расчет микросборки
. Конструкторский расчет
. Компоновка изделия
. Расчет на надежность
. Расчет на тепловое воздействие
. Расчет на механическое воздействие
. Расчет на технологичность изделия
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
ПРИЛОЖЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
Развитие в конструировании электронной техники происходит с каждым годом. Это связано в первую очередь с развитием полупроводниковых элементов. Замена электронных ламп на полупроводниковые транзисторы и диоды открыло новый этап в конструировании электронной техники, уменьшились размеры электронных приборов, повысилась их надежность, это также привело к уменьшению веса изделия и габаритов. Наряду с интеграцией большого числа сходных приборов развивается также интеграция в одной микросхеме приборов, использующих различные физические принципы. При этом помимо физических процессов в полупроводниках, используют процессы в диэлектриках, сверхпроводниках, магнитных пленках.
Проектирование современной радиоэлектронной аппаратуры (РЭА) - это сложный процесс, в котором взаимно увязаны принципы действия радиоэлектронных систем схем и конструкции аппаратуры и технология, ее изготовления. Все развитие в электронной техники стремится не посредственно к уменьшению габаритов готового изделия, и упрощения его создания. Для такой цели появились микросборки.
Микросборка, блок радиоэлектронной аппаратуры в микроминиатюрном исполнении, собранный из дискретных электронных приборов, электро- и радиокомпонентов и бескорпусных интегральных схем в различном сочетании. Предназначена для реализации частной целевой функции (напр., генерирования или усиления электрических колебаний определенного вида).
В данной курсовой работе будет рассмотрена схема USB-термометра. USB-термометр - это устройство для измерения температуры, данные при этом вводятся на компьютер по средством разъема USB.
Целью данной курсовой работы является: Спроектировать изделие USB-термометр, с минимальными габаритами, не ухудшающим его работe. Для этого использовать современную элементную базу, и разработать резистивную микросборку. Так же разработать минимальный комплект конструкторской документации.
.ОПИСАНИЕ СХЕМЫ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ПРИНЦИПИАЛЬНОЙ USB-термометр
USB-термометр предназначен для измерения температуры. Схема термометра показана на рис. 1. Прибором управляет микроконтроллер PIC18F14K50 (DD1), имеющий встроенный модуль USB. Температуру измеряет цифровой датчик LM75AD (ВК1). Он связан с микроконтроллером шиной I2C и имеет на ней адрес ведомого 1001111.
В датчике имеется регистр-указатель, код в котором адресует один из четырех информационных регистров. По нулевому адресу находится двухбайтный регистр температуры Temp_data, хранящий ее текущее значение, измеренное датчиком. Этот регистр работает только на чтение. В таблице показано, как в нем размещены двоичные разряды значения температуры. Если разряд D10 равен 0, то температура выше нуля.
Рис. 1. Схема USB-термометра
В компьютере для работы с термометром необходимо установить программный драйвер. Он создаст виртуальный СОМ-порт. Режим работы порта: восемь информационных разрядов без контроля четности и один столовый, скорость обмена информацией определяется автоматически. По умолчанию опрос микроконтроллером датчика температуры происходит каждые 5 с. Полученное значение в градусах Цельсия передается по интерфейсу USB строкой из пяти символов: десятки, единицы, точка, десятые доли, пробел.
.ОПИСАНИЕ СТРУКТУРЫ МИКРОКОНТРОЛЛЕРА
Компания Microchip Technology Inc. выпускает широкую номенклатуру PIC контроллеров с интегрированным модулем USB, поддерживающим спецификацию 2.0. В настоящее время выпускаются 8-и, 16-и и 32-х битные полноскоростные (Full Speed - FS) USB микроконтроллеры в корпусах с числом выводов от 28 до 100, с поддержкой функций устройство, хост и OTG.
Ядро. Микроконтроллеры семейства K50 имеют расширенную систему команд. Дополнительно к стандартным 75-ти инструкциям ядра PIC18 новые микроконтроллеры поддерживают команды расширяющие функциональность ядра. Дополнительные восемь инструкций пополняют операции с косвенной и индексной адресацией, в новом ядре также реализована индексная адресация со смещением для многих стандартных инструкций ядра PIC18. Расширение системы команд по умолчанию запрещено. Для разрешения работы расширенных команд служит специальный бит XINST в битах конфигурации микроконтроллера. Таким образом, реализуется полная программная совместимость со стандартным ядром, если пользователь использует новые микроконтроллеры со старым программным обеспечением.
Расширенные инструкции предназначены для улучшения оптимизации и возможности создания реентерабельного кода на языках высокого уровня, например на Си. Наряду с прочим, расширенные системы команд позволяют компиляторам языков высокого у?/p>