Разработка отладочной платы устройства для отладки микроконтроллеров
Курсовой проект - Компьютеры, программирование
Другие курсовые по предмету Компьютеры, программирование
Записав таким образом все восемь разрядов байта, программа переносит их нарастающим перепадом уровня на линии RA0 в регистр хранения микросхемы DD2, выводя этим загруженный код на её выходы. После этого программа включает соответствующий разряд индикатора, устанавливая высокий уровень на одной из линий RB3-RB5, RA6. Через 100 мс она выключает этот разряд и приступает к загрузке в регистр кода для следующего.
Эти операции выполняет процедура indic(x). Параметр х - целое число без знака в интервале 0-9999. В начале своей работы она преобразует двоичное значение параметра в четыре десятичные цифры (тысячи, сотни, десятки, единицы), отображаемые далее в соответствующих разрядах индикатора. Имеется также процедура ind(a1,a2,a3,a4), отличающаяся от описанной тем, что двоично-десятичное преобразование не производится, поскольку цифры 0-9 для вывода в каждом разряде индикатора задают отдельными параметрами.
2. Расчетно-конструкторская часть
.1 Расчет надежности
Надежность - это свойство изделия сохранять работоспособность в течение заданного интервала времени при заданных условиях эксплуатации.
Надежность рассчитывается для того, чтобы определить, сколько времени изделие будет сохранять свою работоспособность при заданных условиях эксплуатации, то есть определение гарантийного срока службы изделия.
Различают три вида расчета:
-прикидочный;
-ориентировочный;
-окончательный.
Окончательный расчет проводится на этапе технического проектирования, когда отработана схема, выбрана элементная база, определены все режимы работы элементов и известны условия эксплуатации. Обязательно оценивается гарантийный срок.
Для упрощения расчета надежности принимаются два допущения:
-в устройстве имеется основное соединение элементов;
-отказы носят случайный и независимый характер.
Расчет надежности осуществляется по формуле:
lу = klSailoi ni, (2.1)
где ?у- интенсивность отказов;
К?-поправочный коэффициент, учитывающий условия эксплуатации;
ai-поправочный коэффициент, учитывающий режим работы элементов и температура внутри блока;
- ?oi-интенсивность отказа элементов, работающих в номинальном режиме при нормальных условиях эксплуатации;
ni-количество однотипных элементов, работающих в одинаковом режиме при одинаковой температуре внутри блока.
Исходные данные для расчета интенсивности отказов занесены в таблицу
Таблица 1
Наименование и тип элементаКоличество элементов ni, шт.Интенсивность отказов номинальная ?oi10-6 (1/ч)Режимы работыПоправочный Коэффициент iИнтенсивность отказов действительнаяКнТемпература Сai?oi10-6(1/ч)ai ?oini106(1/ч)КонденсаторыК50-3510,2414010,240,24РезисторыС2 - 23190,0214010,020,32СветодиодыАЛ307БМ51,8111,89ИндикаторыСС56-1210,8110,80,8ТранзисторыКТ3102Б40,414010,41,6МикросхемыPIC19F628A10,1514010,150,1574HC595N10,114010,10,1Пайка1080,00414010,0040,436Итого:12,62
Так как устройство разработано, в основном, для ЭВМ, то поправочный коэффициент, учитывающий условия эксплуатации будет равенК?= 1.
Исходя из формулы (2.1)отказов будет равна:
?y=1.012,6210-6=12,6210-6 (1/ч).
Среднее время наработки до первого отказа определяется по формуле:
. (2.2)
Таким образом, исходя из формулы (2) среднее время наработки до первого отказа равно:
Тср =106 / 12,62= 79251 (ч).
Для построения графика зависимости вероятности безотказной работы от времени рассчитывается значение вероятности безотказной работы по формуле:
Р(t) = e-lt (2.3)
При ?y меньше 0.1 вероятность безотказной работы с достаточной степенью точности может быть рассчитана по формуле:
Р(t) = 1-lt (2.4)
Результаты расчетов занесены в таблицу.
Таблица 2
t,ч0101021103210351031042104510479251?t012,6210-512,6210-412,6210-30,025240,06310,12620,25240,6310,999P(t)10,999870,99870,9870,974760,93690,8810,7760,5310,368
Гарантийный срок службы изделия определяется на уровне 0,7. При этом Р(t) устройства будет равен 0,368. Отсюда гарантийный срок службы будет равен:
tг = 0,368/l= 0,368/4,28 10-6 =29160 (ч).
Исходя из того, что в году 365 дней, и устройство будет использоваться 12 часов в сутки, гарантийный срок службы будут равен:
tг = 3,35 г.
.2 Расчет печатной платы
отладочный плата резистор микроконтроллер
Параметры печатной платы можно разделить на электрические и конструктивные.
Электрические параметры - параметры, связанные с электрическими величинами:
-ширина печатного проводника;
-электрическое сопротивление;
-паразитная индуктивность;
-паразитная емкость.
Конструктивные параметры:
-размеры печатной платы;
-диаметр отверстий и их количество;
-диаметры контактных площадок;
-минимальное расстояние между центрами двух отверстий для прокладки нужного количества проводников.
Ширина печатного проводника определяется по формуле:
, (2.5)
где j - плотность тока, А/мм2;
h - толщина фольги, мм; t - ширина печатного проводника, мм;максимальный ток протекающий по проводнику, А.
Максимальный ток, протекающий по проводнику I = 0,8 А. Толщина фольги h = 0,1 мм.
Максимально допустимая плотность тока для печатных проводников следующая:
30 А/мм2 для внешних слоев печатной платы бытовой аппаратуры;
А/мм2 для внешних слоев печатной платы специальной аппаратуры;
А/мм2 для внутренних слоев многослойной печатной платы.
Таким образом, исходя из формулы (5), минимальная ширина печатного проводника будет равна:
Выбор расстояния между п