Государственный Университет Аэрокосмического Приборостроения диплом
| Вид материала | Диплом |
| 3. Разработка схемы электрической принципиальной сетевого модуля измерителя дальности 3.1.2 Основной микроконтроллер |
- 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.
3. Разработка схемы электрической принципиальной сетевого модуля измерителя дальности
3.1 Выбор элементной базы и разработка структурной схемы
3.1.1 Ультразвуковые преобразователи
Предварительным этапом создания электрической принципиальной схемы базового блока ультразвуковой системы является выбор соответствующей элементной базы. В данном разделе приводится описание базовых компонентов модуля, существенным образом определяющих структуру разрабатываемого устройства. При выборе элементной базы были учтены реальные возможности реализации в части наличия инструментария и доступности элементной базы.
К
ак показал проведённый обзор выпускаемых изделий, в качестве акустических преобразователей, как правило, используются узкополосные ультразвуковые пьезопреобразователи с резонансной частотой порядка 40 – 50 кГц. Наиболее распространёнными являются устройства, работающие на частоте 40 кГц.Исходя из соображений был выбран серийно выпускаемый комплект пьезопреобразователей, состоящий из излучателя MA40S8S и приёмника MA40S8R фирмы MuRata. Внешний вид преобразователей представле на рисунке 17. Параметры данных компонентов приведены в таблице 1.
Таблица 1 - Технические характеристики пьезоизлучателя MA40S8S и приёмника MA40S8R
| Наименование | MA40S8S | MA40S8R |
| Номинальная рабочая частота | 40 кГц | 40 кГц |
| Уровень звукового давления в максимуме диаграммы направленности | 120 дБ | - |
| Чувствительность | | -63 дБ |
| Диапазон измеряемых расстояний | 0,2 – 4 м | 0,2 – 4 м |
| Ширина диаграммы направленности | 60° | 60° |
| Собственная ёмкость | 2,5 пФ | 2,5 пФ |
Так как в качестве приёмника используется пьезопреобразователь, необходимо, чтобы входной каскад приёмного усилителя имел высокое входное сопротивление, порядка 100 ком.
3.1.2 Основной микроконтроллер
Исходя из имеющихся возможностей СКБ в качестве платформы для разработки базоваго модуля ультразвукового измерителя дальности была выбрана микропроцессорная платформа PICmicro (Microchip,США). В рамках данной платформы существует множество семейств, включающих в себя 8, 16 и 32-битные микроконтроллеры.
В качестве микроконтроллера для основного узла модуля был выбран PIC18F458. Особенности данного микроконтроллера приведены в таблице 2.
Таблица 2 - Базовые параметры микроконтроллера PIC18F45
| Наименование параметра | Значение |
| 1 | 2 |
| Линейно адресуемая память программ | до 2 МБайт |
| Линейно адресуемая память данных | до 4 кБайт |
| Производительность | до 10 млн. оп./с |
| Тактовая частота | до 40 МГц (поддержка 4 - 10 МГц резонаторов и встроенный синтезатор частот) |
| Система приоритетов для прерываний | 2 уровня |
| Математические возможности | Встроенный аппаратный умножитель |
| Выходной ток | До 25 мА на выходную линию |
Продолжение таблицы 2
| 1 | 2 |
| Внешние прерывания | 3 входа |
| Последовательные интерфейсы | 3-wire SPI™ I2C™ USART |
| АЦП | Встроенный 10-бит 8 каналов |
| Встроенная FLASH-память программ | 32 кБ |
| Встроенное ОЗУ данных | 1,5 кБ |
Выбранные микроконтроллеры выпускаются в 28-выводных и 40/44-выводных корпусах. 28-выводные изделия не имеют модуля ведомого параллельного порта, а число реализованных каналов АЦП равно 5.
Для обеспечения максимальной универсальности устройства был выбран вариант в 44-выводном корпусе типа TQFP для поверхностного монтажа.