Государственный Университет Аэрокосмического Приборостроения диплом
| Вид материала | Диплом |
- Программа, методические указания и контрольные задания для студентов специальности, 1197.59kb.
- Совершенствование системы управления инновацИями в фармацевтической отрасли, 375.66kb.
- Оценка эффективности управленческих решений на основе анализа стоимости интеллектуального, 252.1kb.
- Формирование системы перспективного и стратегического управления инновационным и инвестиционным, 743.53kb.
- Разработка стратегии и системы оценки кадрового потенциала инновационного предприятия, 426.6kb.
- Алгоритмы параметрической идентификации в системах автоматического управления сложными, 388.09kb.
- Оценка и анализ факторов инновационной деятельности промышленного предприятия, 478.42kb.
- Оценка эффективности инновационно-инвестиционных проектов, реализуемых на основе государственно-частного, 379.93kb.
- Авиа и ракетотехника Авиационные двигатели и энергетические установки, 411.75kb.
- Методическое обеспечение организации труда при планировании мелкосерийного производства, 603.15kb.
4.13 Конструкция комплекта ультразвуковых передатчика и приёмника
В
качестве акустического оформления для ультразвуковых пьезопреобразователей использованы самодельные алюминиевые корпуса с винтовым креплением. Внешний вид комплекта представлен на рисунке 27, а чертёж одного корпуса – на рисунке 28. К одному основному модулю подключается до четырёх таких комплектов.
Для приёмного модуля была разработана печатная плата, чертёж которой представлен на рисунке 29.
Ультразвуковой пьезопреобразователь устанавливается непосредственно на плате приёмника. В качестве остальных элементов использованы компоненты для поверхностного монтажа. Плата с пьезопреобразователем монтируется в корпусе и фиксируется при помощи уплотнителя. Полученный модуль соединяется с основным блоком трёхпроводным кабелем.
Излучатель монтируется аналогичным образом. Но для подключения к основному блоку используется двухпроводный кабель.
Оба кабеля оканчиваются одним разъёмным соединением. В качестве разъёма использован пятиштырьковая вилка из серии 719, соответствующая разъёму на основном модуле.
5. Экспериментальная проверка ультразвуковой системы измерения дальности
5.1 Макетное испытание измерителя дальности
Д
ля экспериментальной проверки предложенных решений была собрана плата основного модуля и установлена в выбранный ранее корпус. На корпусе были смонтированы разъём питания, подключения линии CAN и один разъём для подключения комплекта излучатель-приёмник. Внешний вид печатной платы основного модуля приведён на рисунке 30, а собранного модуля в корпусе – на рисунке 31.
Т
акже был изготовлен один комплект пьезоизлучатель-приёмник (рисунок 32).В качестве внешней системы для работы ультразвуковой системы была использована макетная плата на основе микроконтроллера PIC18F458 в корпусе DIP40 (рисунке 33).
На плате была установлена микросхема CAN интерфейса MCP2510 и драйвер шины. Схемотехника CAN интерфейса была сделана аналогично использованной в основном измерительном модуле. Это позволило проверить работоспособность предлагаемой производителем библиотечки подпрограмм как при работе в качестве ведомого устройства, так и ведущего.
Д
ля обеспечения возможности оперативного управления ходом выполнения программы на макетной плате предусмотрено наличие кнопочного ряда, подключенного к порту ввода-вывода микроконтроллера. Для отображения принимаемой информации на макетной плате предусмотрен ЖК-индикатор, по системе команд совместимый с контроллером KS0066. Для работы с ним использовалась стандартная библиотечка подпрограмм, предлагаемая производителем микроконтроллера.Также на макетной плате предусмотрена возможность установки интерфейсов RS-232 и RS-485 для обмена данными с PC-совместимыми ЭВМ и другими системами, оборудованными данными интерфейсами.
Для упрощения схемы при макетировании для питания основного модуля использовался стабилизированный источник напряжением 5В, микросхема линейного стабилизатора на 5В не устанавливалась. Соответственно, для питания выходного усилителя ультразвуковых импульсов также использовался источник 5В.
5.2 Разработка программного обеспечения для макетных испытаний модуля
Для проведения испытаний использовалось тестовое низкоуровневое ПО. Как следует из постановки задачи, оно должно выполнять следующие функции:
- выполнить при включении питания первоначальную настройку аппаратной части микроконтроллера, инициализировать контроллер интерфейса CAN.
- периодически запускать цикл измерения в ПЛИС. При поступлении сигнала окончания цикла измерений считать данные из внутреннего счётчика ПЛИС во внутренний буфер в ОЗУ микроконтроллера.
- при поступлении запроса по шине CAN передавать значение измеренного временного интервала прохождения ультразвукового импульса из буфера ОЗУ во внешнюю систему.
Для наиболее рационального использования вычислительных ресурсов микроконтроллера, структура ПО строилась на основе обработки событий. Таким образом, структуру ПО микроконтроллера была разделена на 4 программных модуля. Запуск каждого из модулей привязано к определённым событиям, что, в частности, было реализовано через систему аппаратных прерываний и систему приоритетов.
Функции модулей:
- Модуль начальной инициализации: он выполняется при первом включении устройства. Он выполняет начальную настройку оборудования, прерываний, а также настройку микросхемы CAN-интерфейса.
- Обработчик таймера циклических измерений: для проведения периодических измерений расстояния целесообразно использовать один из таймеров микроконтроллера в качестве источника событий для выполнения периодических циклов инициализации процесса измерения. Таймер вызывает прерывания с определённым временным интервалом, и обработчик подаёт сигнал START на вход ПЛИС.
- Обработчик сигнала готовности данных: при поступлении сигнала DRDY считывает 16-битные данные из счётчика ПЛИС в ОЗУ.
- Обработчик прерывания CAN: при поступлении из внешней системы запроса данных передаёт считанные значения времени по интерфейсу CAN.
Для работы с интерфейсом CAN была использована готовая библиотечка процедур can2510.h. Она содержит в себе основные функции для обмена данными по шине CAN и конфигурирования интерфейса. Также используется стандартный файл заголовков p18F458.h.