Использование микроконтроллеров при проектировании цифрового вольтметра - Коммуникации, связь, цифровые приборы и радиоэлектроника дипломная работа

Главная

Коммуникации, связь, цифровые приборы и радиоэлектроника
Использование микроконтроллеров при проектировании цифрового вольтметра

Проектирование измерительных приборов. Параметры цифрового вольтметра. Принцип время-импульсного преобразования. Области применения микроконтроллеров. Алгоритм приложения для цифрового милливольтметра постоянного тока. Сборка элементов на печатной плате.


посмотреть текст работы


скачать работу можно здесь


полная информация о работе


весь список подобных работ


Нужна помощь с учёбой? Наши эксперты готовы помочь!
Нажимая на кнопку, вы соглашаетесь с
политикой обработки персональных данных

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Основной задачей при проектировании измерительных приборов было и остается достижение определенных метрологических характеристик. На разных этапах развития вычислительной техники эта задача решалась различными методами. Эти и технологические методы, сводились к совершенствованию технологии и конструктивные, и структурные. Структурные методы получили особое развитие при создании цифровых измерительных приборов. Улучшение метрологических характеристик и расширение функциональных возможностей приборов достигалось реализацией определенных структур, которые находятся в большинстве случаев эвристическим путем. Совершенствование элементной базы и большая интеграция цифровых схем привели к разработке структурно-алгоритмических методов, в которых усовершенствованные структуры сочетаются с реализацией вычислительных операций. Использование указанных методов позволило выполнять автоматическую коррекцию ряда производных измерений, сочетать различные методы преобразования формы информации и обеспечивать при этом высокое быстродействие и расширение функциональных возможностей приборов.
Последние годы отмечены массовым наполнением рынка всевозможной автоматизированной аппаратурой различного назначения и различной сложности.
Микроконтроллеры входят во все сферы жизнедеятельности человека, их насыщенность в нашем окружении растет ежегодно.
Широкой областью применения микроконтроллеров является измерительная техника. Появление первых микроконтроллерных измерительных приборов, так называемых "интеллектуальных" устройств, определило новое направление развития приборостроения.
По мере совершенствования микропроцессорной техники сложность таких приборов растет и это еще в большей степени реализуются возможности микроконтроллеров. Использование микроконтроллеров определило новый подход как к проектированию, так и к эксплуатации измерительных приборов.
Микроконтроллер (англ. microcontroller), или однокристальная микроЭВМ - выполнена в виде микросхемы специализированная микропроцессорная система, включающая процессор, блоки памяти для сохранения кода программ и данных, порты ввода-вывода и блоки со специальными функциями (счетчики, компараторы, АЦП и другие).
Используется микроконтроллер для управления электронными устройствами. По сути, это - однокристальный компьютер, способный выполнять простые задачи. Использование одной микросхемы значительно снижает размеры, энергопотребление и стоимость устройств, построенных на базе микроконтроллеров.
Микроконтроллеры можно встретить во многих современных приборах, таких как телефоны, стиральные машины, они отвечают за работу двигателей и систем торможения современных автомобилей, с их помощью создаются системы контроля и системы сбора информации. Подавляющее большинство процессоров, выпускаемых в мире - микроконтроллеры.
Измерение физических величин обычно осуществляется путем эксперимента и вычислений с помощью специальных технических средств. В зависимости от вида измеряемых величин, необходимой точности их, условий проведения эксперимента и вида необходимой информации используются различные средства измерительной техники, которые выдают соответствующие сигналы измерительной информации. Любая физическая измеряемая величина благодаря средствам измерения превращается в соответствующий сигнал, наблюдатель воспринимает непосредственно на шкале прибора, или после преобразования и обработки передается через каналы связи на другие средства измерения в виде сигнала совершенно другой физической величины.
Стремительный ход цифровых технологий привел к интенсивному использованию приборов с цифровой формой представления результатов измерений. Цифровые вольтметры прочно вошли в метрологии, что стало следствием таких их достоинств, как высокая точность и разрешение, широкий диапазон измерений, представление результатов измерений в цифровой форме (что сводит к минимуму ошибки и считывания показаний прибора на расстоянии), возможность получения результатов наблюдений в форме, удобной для ввода в компьютер, и возможность включения их в состав вычислительных комплексов.
Рассматриваемый в дипломном проекте электронной цифровой милливольтметр постоянного тока с светодиодным дисплеем является примером широкого применения микроконтроллеров. Благодаря тому, что микроконтроллер легко перепрограммировать, прибор можно усовершенствовать, изменив только программу.
Ремонт, наладка и регулирование любого радиоэлектронного устройства невозможны без радиоизмерительных приборов, среди которых вольтметр, амперметр и омметр.
Электронные вольтметры составляют наиболее многочисленную группу среди радиоизмерительных приборов. Эти вольтметры имеют большое сопротивление, как на низких, так и на высоких частотах, высокую чувствительность, потребляют малую мощность от измерительной цепи, пригодные для измерения средних выпрямительных, средних квадратических и максимальных значений переменных напряжений и импульсных сигналов длительностью, начиная с наносекунд.
Электронным вольтметром называется прибор, показания которого соответствуют величине измеряемого напряжения. Измеряемое напряжение поступает на входы высокоомных схем электронных приборов, благодаря чему входное сопротивление электронных вольтметров достигает весьма больших значений и они допускают значительные перегрузки.
Электронные вольтметры по роду измеряемого напряжения подразделяют на виды:
- Вольтметры постоянного напряжения;
- Вольтметры переменного напряжения;
- Вольтметры импульсного напряжения;
- Измерители отношения напряжений и их разности.
Электронные вольтметры делятся на аналоговые и дискретные. В аналоговых вольтметрах измеряемое напряжение преобразуется в пропорциональное значение постоянного тока, измеряемое магнитоэлектрическим микроамперметром, шкала которого градуируется в единицах напряжения (вольты, милливольт, микровольт). В дискретных вольтметрах измеряемое напряжение подвергается ряду преобразований, в результате которых аналоговая измеряемая величина преобразуется в дискретный сигнал, значение которого отображается на индикаторном устройстве в виде цифр, светящиеся. Аналоговые и дискретные вольтметры часто называют стрелочными и цифровыми соответственно.
В настоящее время цифровые измерительные приборы применяются очень широко, поскольку имеют такой ряд преимуществ по сравнению с аналоговыми приборами - высокая точность и разрешение, широкий диапазон измерений, представление результатов измерений в цифровой форме.
К недостаткам использования цифровых вольтметров относят сложность схем и конструкции, высокой стоимости, малой надежности, поскольку использование высококачественных электронных приборов всегда требовало высокой точности и качества работы. По сути, эти недостатки являются ретроспективой данного вида измерительных приборов. Их можно отнести к разряду временных, поскольку уже в настоящее время они устраняются благодаря быстрому развитию микроэлектроники. И чем интенсивнее будет развиваться эта наука, тем эффективнее будет становиться использование всего семейства электронных измерительных приборов.
Принцип работы ГО состоит в преобразовании измерительной постоянной или напряжения, медленно меняется в электрический код, который отображается на табло в цифровой форме. Согласно этим обобщенная структурная схема цифрового вольтметра состоит из входного устройства (ВХП), аналого-цифрового преобразователя (АЦП) и цифрового индикатора (ЦИ).
Аналого-цифровые преобразователи предназначены для преобразования аналоговых сигналов в соответствующих им цифровые, то есть для преобразования сигналов с непрерывной шкале значений в сигналы, имеющие дискретную шкалу значений. А на отчетном экране отображается значение измеряемой величины в цифровой форме.
В измерительных вольтметрах используются, в основном, схемы интегрирующего АЦП, и проектируемый прибор не является исключением. В состав двухтактных интегрирующих АЦП обычно входят операционные усилители, компаратор напряжения, аналоговые ключи, источник опорного напряжения, двоично-десятичный счетчик, регистр дешифратор, генератор тактовых импульсов, выходные схемы управления.
Вольтметры переменного напряжения. Электронный вольтметр переменного напряжения состоит из преобразователя переменного напряжения в постоянное, усилителя и магнитоэлектрического индикатора. Часто на входе вольтметра устанавливается делитель напряжения, калибруется. с помощью которого увеличивается верхний предел измеряемого напряжения. В зависимости от вида преобразования показания вольтметра может быть пропорционально амплитудному, средневыпрямленному или среднестатистическому значению напряжения, которое измеряется.
При разработке электронных вольтметров учитываются следующие основные технические требования: высокая чувствительность; широкие пределы измеряемого напряжения; широкий диапазон рабочих частот, большой входное сопротивление и малая входная емкость; малая погрешность; известна зависимость показаний от формы кривой измеряемого напряжения.
Наиболее удобными в эксплуатации приборами для измерения напряжения являются цифровые вольтметры. Они могут измерять как постоянные, так и переменные напряжения. Класс точности - до 0,001, диапазон - от единиц микровольт до нескольких киловольт. Современные микропроцессорные цифровые вольтметры оснащены клавиатурой и часто позволяют проводить измерения не только напряжения, но и тока, сопротивления и т.п., то есть являются многофункциональными измерительными приборами - тестерами (мультиметр или авометр).
Среди измерительных приборов цифровые вольтметры занимают особое место, так как они позволяют обеспечить автоматический выбор предела и полярности измеряемых напряжений; автоматическую коррекцию ошибок; малые погрешности измерения (0,01 - 0,001%) при широком диапазоне измеряемых напряжений (от 0,1 мкВ до 1000 В), выдачу результатов измерения в цифровом виде, документальную регистрацию, ввод измерительной информации в ЭВМ и сложные информационно-измерительные системы. Цифровой вольтметр по сравнению с аналоговым содержит аналогово-цифровой преобразователь (кодирующее устройство) (АЦП), устройство цифровой отсчета.
Цифровые вольтметры классифицируют по способу преобразования непрерывной величины в дискретную; структурной схемы АЦП; техническими средствами; способа компенсации.
По способу преобразования различают цифровые вольтметры с поразрядным кодированием и частотно-импульсными преобразованиями.
По способу структурной схемы АЦП цифровые вольтметры делятся на вольтметры прямого преобразования и уравновешивающего преобразования.
Под техническими средствами цифровые вольтметры делятся на электромеханические вольтметры и электронные вольтметры.
По способу в равновесие цифровые вольтметры делятся на вольтметры с следящей и разворачивающей в равновесие.
Основные параметры цифрового вольтметра
Точность преобразования определяется погрешностью квантования по уровню, что характеризуется количеством разрядов в исходном коде.
Погрешность цифрового вольтметра имеет две составляющие, одна из которых зависит от измеряемой величины (мультипликативная), а другая зависит (аддитивное). Такое представление связано с дискретным принципу измерения непрерывной величины, так как в процессе квантования возникает абсолютная погрешность, обусловленная конечным количеством уровней квантования. Абсолютная погрешность измерения напряжения:
ДU = ± (yвидн Ux + m знаков), или ДU = ± (yивидн Uкз + m знаков),
где, yвидн - относительная погрешность измерения; Ux-значение измеряемого напряжения; Uкз - конечное значение на выбранной предела измерения; m знаков - значение, определяет его единицей младшего разряда цифрового отсчетного устройства (аддитивная погрешность дискретности).
Основная допустимая относительная погрешность представляется и в другом виде:
где а и b - постоянные числа, характеризующие класс точности прибора. Первый член погрешности не зависит от показаний прибора, а второй увеличивается при уменьшении Ux, по гиперболическому закону.
В качестве примера рассмотрим схему цифрового вольтметра с время-импульсным преобразованием (рис.1.2.1) и цифрового вольтметра с двойным интегрированием (ис.1.2.2).
Рис.1.2.1 Схема цифрового вольтметра с время-импульсным преобразованием и временные диаграммы напряжений, поясняющие принцип компенсации
В основу работы цифрового вольтметра постоянного тока с время-импульсным преобразованием положений время-импульсный метод преобразования постоянного тока прямопропорционален интервалу времени с последующим измерением длительности интервала.
Погрешности прибора зависят от линейности и скорости измерений компенсирующего напряжения, стабильности генератора, генератора счетных импульсов, чувствительности устройства уравнивания, точности установки нуля или опорного напряжения.
В основу работы цифрового вольтметра постоянного тока с время-импульсным преобразованием положений время-импульсный метод преобразования постоянного тока в прямо пропорционален интервал времени с последующим измерением длительности интервала.
Погрешности прибора зависят от линейности и скорости измерений компенсирующего напряжения, стабильности генератора, генератора счетных импульсов, чувствительности устройства уравнивания, точности установки нуля или опорного напряжения.
Рис.1.2.1 Схема цифрового вольтметра с двойным интегрированием и временные диаграммы напряжений, поясняющие принцип его работы
Принцип его работы подобен принципу время-мпульсного преобразования, с той разницей, что здесь образуются два временных интервала в течение цикла измерения, длительность которого устанавливается кратной периоду помехи. Таким образом определяется среднее значение измерения напряжения, а помеха подавляется. Эти вольтметры являются более точными и помихоустойчивимы по сравнению с цифровыми вольтметрами с время-импульсным и частотным преобразованием, однако время измерения у них больше.
Метод время-импульсного преобразования в сочетании с двойным интегрированием позволяет эффективно ослабить влияние помех, измерить напряжение обеих полярностей, получить входное сопротивление, равное единицам гига, и малую погрешность измерения без представления особых требований к постоянству линейно - зминюючоися напряжения.
Электронные измерительные приборы уверенно завоевывают поддержку пользователей. И в будущем прогнозируется повышение роли службы. Все это обусловлено рядом их неоспоримых преимуществ.
Появление широкодоступных и сравнительно дешевых микроконтроллеров вывела индустрию создания электронных измерительных приборов на новый, качественный уровень. Это позволило не только устранить недостатки, а и наделило цифровые приборы значительными преимуществами по сравнению с их аналоговыми соперниками. Теперь измерения электрических величин стало легким и доступным даже для школьников. Исчезла потребность в сложных исчислении погрешностей аналоговых измерителей напряжения и тока, стали ненужными магазины добавочных сопротивлений и шунтов.
Цифровые измерительные системы - это системы будущего, и со временем их роль будет увеличиваться, качество улучшаться, и цены будут становиться все доступнее.
Обоснование выбора схемы и описание принципа действия
Она отражает принцип работы устройства в самом общем виде и дает наглядное представление о последовательности взаимодействия функциональных частей устройства.
Проанализируем, как должен работать электронный цифровой милливольтметр.
Структурная схема устройства состоит из следующих частей:
А1: (Входной каскад)-регулирует измеряемое напряжение до нужного уровня;
А2: (Аналого-цифровой преобразователь) - устройство, преобразующее входной аналоговый сигнал в дискретный код (цифровой сигнал)
А3: (Транзисторные ключи) - Одним из основных элементов импульсной и цифровой техники ключевой устройство. Ключевые устройства (ключи) служат для коммутации (переключения) цепей нагрузки под воздействием внешних управляющих сигналов. Ключи входят как отдельные элементы в состав сложных устройств. Они коммутирует питание на отдельные разряды восьмиразрядного блока индикации.
А4: (Схема определения полярности) - помогает определить полярность измеряемого напряжения;
А5: (Блок индикации) - электронное табло для вывода результатов измерения;
А6: (Блок питания) - обеспечивает питание прибора и всех элементов милливольтметра. Схема установки напряжения 5-12 В - устанавливает напряжение в 5-12 В, которая необходима для обеспечения более точных измерений.
В современных малогабаритных цифровых измерительных приборах в качестве устройства управления используют микроконтроллеры. При этом стараются подобрать такую модель, чтобы периферийные устройства использовались в максимальной степени и наиболее полно замещали функциональные узлы, предусмотренные в структурной схеме прибора. Немалую роль в выборе той или иной модели микроконтроллера играют такие характеристики как быстродействие, энергопотребление, объем встроенной памяти, его цена. К тому же большое значение следует уделить наличию или доступности инструментальных средств, таких как трансляторы, отладчики и программаторы. Для решения поставленной задачи удобным выбором является микроконтроллер типа PIC16F887 (рис.1.3.1), фирмы Microchip, так как он имеет в своем составе следующие блоки:
- Flash-память программ объемом 8Кх14-разрядных слов;
- EEPROM-память данных объемом 256х8 байт;
- Четыре 8-битных порта ввода \ вывода.
Рис.1.3.1 Внешний вид микроконтроллера PIC16F887
При выборе схемы входного усилителя необходимо учитывать основное требование, предъявляемое к нему: обеспечение высокого входного сопротивления каскада, необходимого для согласования усилителя с источником сигнала. ОП имеет внутреннюю схему частотной коррекции и может работать в диапазоне напряжения питания
+ / -3 ... + / -18В. Операционный усилитель предназначен для выполнения математических операций: сложения, вычитания, умножения, логарифмирования и др.. Кроме того, ОУ используют в различных электронных схемах, как аналоговой, так и импульсного действия. Это объясняется его дешевизной, надежностью и хорошими электрическими параметрами. ОУ почти всегда используется с глубокой отрицательной обратной связью. Он инверсный и прямой входы, выход, выводы, для подключения источников питания и общего провода, а также выводы для подключения пассивных цепей, корректирующих АЧХ ОУ.
Блок питания - обеспечивает питание всего устройства. Схема блока приведена на рис.1.3.3.
Рис.1.3.2 Схема входного устройства
Поскольку мы используем 10 - разрядный АЦП вес одного разряда будет равна:
5,12 / 512 = 0,01 В = 10 мВ, (1.3.1)
есть погрешность будет 10 мВ, поскольку для точных измерений нужно чтобы погрешность была не более 1 мВ мы используем операционный усилитель с коэффициентом усиления 10.
Конденсаторы С1, С2, - сглаживают выходное напряжение. Микросхема DA1 типа КР142Н12А - трехвыводный стабилизатор с регулируемой выходным напряжением. Ее особенность: встроенная защита от перегрева, коррекция зоны безопасной работы выходного транзистора. Микросхема КР142Н12А дает стабильное напряжение 5-12В, которая является напряжением питания для операционного усилителя входного устройства.
Устройство содержит светодиодный индикатор. Выберем для этих целей матрицу светодиодную CA56-21SRWA с общим анодом (рис.1.3.4).
Рис.1.3.4 Матрица светодиодная CA56-21SRWA.
Для того, чтобы не использовать большое количество портов ввода-вывода микроконтроллера удобно использовать принцип динамической индикации. В этом случае одноименные катоды всех индикаторов через струмозадаючи резисторы подключаются к какому-либо порту микроконтроллера, например к порту C. Включение того или иного индикатора осуществляется подачей на аноды избранное индикатора напряжения, близкого к напряжению питания. Подключить индикатор можно так, как это показано на рис.1.3.5.
Рис.1.3.5 Включение семисигментного индикатора.
Для включения того или иного светодиодного сегмента необходимо установить в состояние логического нуля соответствующую линию порта С, установить в единицу линию РС0. Резисторы R17 ... R23 задают ток через сегменты.
Алгоритмом называется директива, которая определяет порядок выполнения действий (операций) над данными с целью получения искомого результата.
Процесс подготовки решения задачи на ЭВМ называется алгоритмизацией.
Разработка алгоритма состоит из нескольких этапов:
1) Изучение задачи данного для алгоритма задачи. Часто задача представлено в описательной форме с использованием формул, таблиц, графиков и т. .. Необходимо глубоко изучить процесс, алгоритмизуемый, выявить закономерности явлений, составляющих его. Определяется входная выходная информация, задаются области изменения аргументов, точность вычислений. Входная информация должна быть полной.
2) Выполняется математическая формализация описательной условия задачи. Ее цель - построить массивы арифметических и логических операторов. К массиву логических операторов входят все условия отражающие закономерности процесса который алгоритмизуеться.
Микроконтроллер под управлением программы должен выполнять следующие функции:
- Подключать к каналу АЦП канал измерения;
- Запускать АЦП и высчитывать код результата;
- По получению кода АЦП рассчитывать значение напряжения, которое измеряется;
- Преобразовывать значение напряжения, которое измеряется в семисегментный код и выводить данные на индикатор;
- Поддерживать процесс динамической индикации.
Основная программа должна выполнять следующую инициализуючу последовательность действий:
- Инициализация портов ввода \ вывода микроконтроллера;
- Инициализация семисигментного индикатора;
- Установления рабочего режима для АЦП;
- Инициализировать показатель адресом буфера индикации;
- Установление глобального разрешения прерывания.
В рабочем цикле программа должна выполнять следующие действия:
- Вывести сообщение о нормальной работе устрой, при удачном процессе инициализации микроконтроллера и семисигментного индикатора;
- Измерить с помощью АЦП входное напряжение;
- Скачать результаты в буфер индикатора;
- Вывести данные на семисегментный индикатор;
Общий вид алгоритма решения задачи показано на

Рис.3.1.1 Алгоритм приложения для цифрового милливольтметра постоянного тока.
Основная работа процессора - организация трех разрядной динамической индикации. Время индикации каждого разряда примерно 5 мс. Отсчет этого времени организован с помощью прерывания по переполнению таймера TMR0.
Таймер имеет коэффициент деления 256, передподилювач - 4. После индикации нулевого разряда выполняется измерение напряжения.
Результат измерений заносится в 2 регистра с правым выравниванием. Далее выполняется перекодировка 16 разрядов двоичного кода в 3 разряда двоично-десятичного кода. Результат перекодировки заносится в регистр индикации.
После индикации второго разряда программа повторяется.
цифровой вольтметр микроконтроллер плата
При разработке радиоэлектронной аппаратуры этап проектирования печатных плат является одним из наиболее трудоемких.
Для начала работ по разработке печатной платы требуется принципиальная электрическая схема, перечень элементов, чертежи или эскиз с желаемым размещением элементов (если есть такая необходимость). Для элементов, чтобы исключить возможные ошибки в разводке платы, необходимо иметь чертежи или эскизы элементов цоколивку, чертежи посадочного места.
Конструирование печатных плат осуществляется ручным, пол автоматизированным и автоматизированным методами.
При ручном методе размещения навесных элементов и трассировки печатных проводников осуществляется вручную непосредственно конструктором. Данный метод обеспечивает оптимальный результат.
Пол автоматизированный метод предусматривает размещение навесных элементов с помощью ЭВМ при ручном трассировке печатных проводников, ручное размещение навесных элементов при автоматизированном трассировке печатных проводников и автоматизированным переносом рисунка на носителе. Метод обеспечивает высокую производительность труда.
Автоматический метод предполагает кодирование исходных данных, размещение навесных элементов и трассировки печатных проводников с помощью ЭВМ. При этом допускается доработки отдельных соединений вручную. Метод обеспечивает высокую производительность труда.
Сборка с помощью ЭВМ осуществляется при помощи специальных программ. В ЭВМ необходимо ввести все элементы схемы, их размеры и сочетание, после чего осуществляется трассировки платы. После этого есть возможность или видкоpеагуваты полученные результаты или вывести их на пpинтеp или графопостроитель. Вообще компоновка с помощью ЭВМ является наиболее простым и эффективным методом pозpобкы печатных плат.
При проектировании печатных плат применяются следующие виды компоновки: аналитическая, аппликационная, графическая, и компоновка с помощью ЭВМ.
При выполнении дипломного проекта был викоpистан метод графической компоновки в системе автоматизированного проектирования (САПР) на базе программных средств PCAD.
Печатная плата может иметь самые разнообразные размеры, яки определяются формой и размерами того пространства, которое отводится в электронном устройстве для печатного монтажа.
Максимальный размер печатной платы, как однослойной так и многослойной не может превышать 470 мм. Это ограничение определяется требованиями прочности и плотности монтажа: чем больше печатная плата, тем меньше плотность монтажа. Для печатных плат больших размеров необходимы специальные меры повышения жесткости (дополнительные точки крепления в устройстве ввода ребер).
Выбор материала печатной платы и способ ее изготовления осуществляется на этапе эскизного проекта с учетом выбранного класса печатного монтажа.
Определяем габаритные размеры платы. Расчет необходимого типоразмера печатной платы осуществляется с учетом следующих основных требований:
а) определяется количество корпусов радиоэлементов (по их физическим размерам);
б) определяется топология размещения корпусов на печатной плате.
Определим размеры корпусов элементов, которые будут использованы, найдем их площади, полученных в результате поместим в таблицу 4.1.1.
Таблица 4.1.1 Размеры корпусов элементов.
Согласно полученным данным найдем суммарную площадь корпусов элементов на ГП, умножим ее на коэффициент 1,5 - 1,8.
Соотношение линейных размеров сторон печатной платы должно быть не более 3:1.
Принимаем размеры платы 8мм 90мм, где SДРУК.ПЛ. = 7200, что соответствует условию.
При выборе типа печатной платы для электронного цифрового измерителя частоты вращения нужно учитывать технико-экономические показатели ? Наличие микросхем затрудняет разводку ? Исходя из соображений технологического процесса выбираем двустороннюю печатную плату ?
Материал печатной платы выбирается по ГОСТ 23751-79 и технических требований ? В качестве материала печатной платы выбираем стеклотекстолит фольгированный марки СФ-2-35-1 ? 5 ? который применяется для двусторонних печатных плат ?
Для данного устройства оптимальным вариантом будет выбор 2-го класса точности печатной платы, наименьшие значения геометрических размеров печатной платы для данного класса точности приведены в таблице 4.1.2.
Таблица 4.1.2 Наименьшие значения для II класса точности.
Название элемента печатного монтажа
Расстояние между проводниками, контактными площадками, проводником и контактной площадкой, проводником и металлизированным отверстием
Расстояние от края просверленного отверстия до края контактной площадки
Максимальное отклонение расстояния центрами монтажных отверстий, не более
Определение диаметров отверстий контактных площадок осуществляется по формуле :
dвив - диаметры выводов радиоэлементов
В данном приборе элементы имеют следующие диаметры выводов : 0,44; 0,48; 0 ; 5, 0 ; 6, 1 ; 2 . Определяем диаметры отверстий :
Диаметр контактных площадок определяются в соответствии с диаметром отверстий. Размеры контактных площадок приведены в таблице 4.1.3.
Таблица 4.1.3 Размеры контактных площадок.
На печатной плате размещаем следующие элементы:
Габаритные размеры элементов схемы электронной цифровой милливольтметра постоянного тока с светодиодным дисплеем приведены на эскизах рис.4.1.1 ... рис.4.1.14.
Рис.4.1.7 Матрица светодиодная CA56-21SRWA
Разработка топологии печатной платы
Разработку топологии печатной платы проводим после компоновки, в процессе которой находят оптимальное расположение элементов на печатной плате. Сборка элементов электронного цифрового измерителя частоты вращения на печатной плате изображена на рис.4.2.1.
При трассировке проводников необходимо добиться минимальных длин связей минимизации паразитных связей между проводниками и элементами, и если возможно, то нужно выполнить равномерное распределение навесных элементов на плате.
Разработку чертежа печатной платы начинают с выбора координатной сетки. За основной шаг координатной сетки принимается 2,5 мм. Для малогабаритной аппаратуры и в технически обоснованных случаях допускается применять дополнительные шаги 1,25; 0,625 и 0,5 мм (1,27; 2,54 мм).
В связи относительно сложного трассировки и наличием элементов с расстоянием между выводов 2,54 мм, выбираем шаг координатной сетки 1 ? 27мм ? Координатную сетку на начало координат располагают в соответствии с ГОСТ 2 ? 417-78 ? Отверстия и элементы проводной рисунке располагают на плате относительно начала координат ?
Расстояние от корпуса элемента до места сгиба или пайки проводов должно соответствовать государственным стандартам и ТУ на данный элемент. Если таких указаний нет то расстояние от корпуса элемента до места сгиба или пайки проводов должна быть не менее 2,5 мм при толщине платы 1 мм.
Монтажный размер элемента должны быть кратными шагу сетки. Формировать выводы и устанавливать элемент на печатной плате нужно так, чтобы в процессе контроля было видно маркировки. Расстояние между корпусом элемента и краем печатной платы должна быть не менее 1 мм, а между выводом и краем платы не менее 2мм. Расстояние между корпусами соседних элементов, а также между краями соседних элементов должна составлять не менее 0,5 мм. Зазор между корпусами микросхем не менее 1,5 мм. Расстояние от креп
Использование микроконтроллеров при проектировании цифрового вольтметра дипломная работа. Коммуникации, связь, цифровые приборы и радиоэлектроника.
Реферат На Тему Инфекционный Ларинготрахеит Птиц
Эссе Р
Доклад: Моя Ямайка
Учебное пособие: Методические указания по выполнению контрольных работ для студентов заочной формы обучения Н. Новгород
Лекция по теме Политические партии
Концовка Сочинения Почему Дубровский Стал Разбойником
Психолого Педагогическое Сопровождение Основных Общеобразовательных Программ Реферат
Реферат: Особенности умственного труда
Формирование и использование информационных ресурсов
Методическое указание по теме Проектирование участков механических и механосборочных цехов
1855 1881 Историческое Сочинение Егэ
Декабрьское Сочинение Согласны Ли Вы С Утверждением
Курсовая работа по теме Особенности программирования урожая сельскохозяйственных культур
Формирование Российского Государства Реферат
Физика Дифференцированные Контрольные Работы 7 11 Класс
Дипломная работа по теме Институт права убежища в международном праве
Модель Социального Государства Реферат
Реферат: Особенности формирования интегральной индивидуальности в зависимости от специфики ценностных ориентаций в студенческом возрасте
Дипломная работа по теме Евклідова і неевклідова геометрії
Отчет по практике по теме Организация страхового дела в страховой компании ООО 'Согласие'
Похищение человека - Государство и право курсовая работа
Революционный трибунал, как одно из орудий террора в эпоху французской революции XVIII века - История и исторические личности дипломная работа
Восточные славяне - История и исторические личности контрольная работа