Проект учебного стенда для программирования микроконтроллеров. Дипломная (ВКР). Информатика, ВТ, телекоммуникации.

💣 👉🏻👉🏻👉🏻 ВСЯ ИНФОРМАЦИЯ ДОСТУПНА ЗДЕСЬ ЖМИТЕ 👈🏻👈🏻👈🏻

Вы можете узнать стоимость помощи в написании студенческой работы.


Помощь в написании работы, которую точно примут!

Похожие работы на - Проект учебного стенда для программирования микроконтроллеров

Скачать Скачать документ
Информация о работе Информация о работе


Скачать Скачать документ
Информация о работе Информация о работе


Скачать Скачать документ
Информация о работе Информация о работе


Скачать Скачать документ
Информация о работе Информация о работе


Скачать Скачать документ
Информация о работе Информация о работе


Скачать Скачать документ
Информация о работе Информация о работе


Скачать Скачать документ
Информация о работе Информация о работе

Нужна качественная работа без плагиата?

Не нашел материал для своей работы?


Поможем написать качественную работу Без плагиата!

Учебный процесс многогранен. Помимо теоретических знаний важно чтобы
обучение было подкреплено практической частью. Практика может проводиться
различными способами, но наиболее удобными являются лабораторные стенды.


Лабораторные стенды позволяют студентам в интерактивном режиме изучать
различные радиоэлектронные средства, а также процессы, протекающие в них.
Например, для наглядного изучения каких либо характеристик электрорадиоэлемента
не требуется проводить предварительную работу по его монтажу на какую-либо
плату и подключение к нему различных измерительных устройств. Можно
воспользоваться более простым и быстрым методом - лабораторным стендом с
набором виртуальных инструментов.


Существует большое количество видов лабораторных стендов, но их все можно
разделить на две большие группы: лабораторные стенды с неизменяемым набором
изучаемых элементов/узлов и те, которые позволяют подключать различные
устройства и компоненты.


Стенды, в которых нельзя вносить изменения, представляют собой комплект
неких устройств и какое-то программное обеспечение. Они позволяют проводить
изучения этих устройств. Их минусом является ограниченное количество
лабораторных работ и невозможность исследования других устройств (не входящих в
комплект стенда), а также невозможность их дополнения или изменения их ПО.


Если же стенд имеет возможность подключения дополнительных элементов и
изменение/доработку программного обеспечения, то это существенно улучшает
работу с ним. Наличие такого стенда позволяет уменьшить затраты на закупку
оборудования. Так как в большинстве из них имеются специальные беспаечные
макетные платы, которые позволяют подключать дополнительные электронные
компоненты (резисторы, транзисторы, диоды и т.д.). Таким образом, для изучения
другой темы, студентам не требуются новые стенды, достаточно добавить или
заменить набор компонентов.


В качестве примера такого типа стенда можно привести комплекс фирмы National Instruments NI Elvis. Он представляет из себя комплект виртуальных
измерительных приборов и устройство со сменной монтажной панелью. Эта рабочая
станция может взаимодействовать с различными дополнительными платами. Одна из
них - лабораторный практикум для изучения микроконтроллеров ATmega 168 KIT,
легла в основу данной ВКР. В следующей главе будут более подробно описаны
различные существующие платы и сама рабочая станция NI ELVIS, но сначала рассмотрим, что в себя включает
Лаборатория «ATmega 168 KIT.




Рис. 1. Рабочая станция в сборе с платой для изучения микроконтроллеров




Лаборатория «ATmega 168 KIT» предназначена для изучения основ
микропроцессорной техники и включает следующие лабораторные работы: «Изучение
режимов отладки через JTAG», «Таймеры микроконтроллера», «Генератор импульсов»,
«Последовательные интерфейсы: SPI», «Последовательные интерфейсы: UART. Связь с
компьютером», «Последовательные интерфейсы: I2C. Сетевой интерфейс»,
«Внутреннее ЭСППЗУ микроконтроллера», «Встроенный компаратор. Измерение
частоты», «Знакосинтезирующий ЖК-индикатор», «Внешняя EEPROM 25LC640A-I/SN, 64
K, с интерфейсом SPI», «Управление двумя семисегментными инди- каторами через
I2C при помощи ИМС PCF8574AT2», «Подключение внешней EEPROM 24LC256-I/SM, 256
К, через I2C», «Внешний цифровой потенциометр AD5245BRJ10-R2 построение ЦАП
через I2C», «Управление мощной нагрузкой с помощью ШИМ», «Работа со встроенным
АЦП».


Данный стенд (как и все рассмотренные ниже устройства) имеет довольно
большую стоимость. Поэтому вопрос создания более бюджетной макетной платы
является довольно актуальным.









NI ELVIS - это набор лабораторных приборов,
реализованный посредством рабочей станции и устройства сбора и обработки данных
(DAQ). Программное обеспечение
разработано в LabVIEW.


На рисунках 2 и 3 можно увидеть изображение рабочей станции NI ELVIS.




- Клеммы для подключения к мультиметру


- Разъемы для подключения к осциллографу


- Разъем выхода функционального генератора или входа цифрового запуска


- Монтажное отверстие под винт на макетной плате


- Разъем для подключения макетной платы


- Выключатель питания макетной платы


- Элементы управления регулируемыми блоками питания


- Элементы управления функциональным генератором




- Выключатель питания макетной платы


- Выключатель питания рабочей станции


- Разъем для подключения источника питания постоянного/переменного тока


- Гнездо для подключения кабеля безопасности


- Гнездо для подключения замка Kensington


Во время работы с NI ELVIS можно использовать следующие
приборы:


Генератор сигналов произвольной формы


Анализатор амплитудно- и фазочастотных характеристик (АЧХ/ФЧХ)


Анализатор вольтамперных характеристик двух- и четырехполюсников


1.1 Существующие макетные платы для NI ELVIS




Рабочая станция NI ELVIS позволяет проводить большое число
лабораторных работ путем подключения к ней различных модулей.


Ниже приведены существующие платы для рабочей станции NI ELVIS, которые позволяют изучать различные направления
электроники.


Emona SIGEx Add-on Board For Teaching Signals and
Systems with NI ELVIS


Лаборатория предназначена для изучения основ цифровой обработки сигналов
и включает следующие лабораторные работы:


«Линейные и нелинейные системы», «Свертка сигналов», «Интегрирование,
свертка, корреляция сигналов и согласующие фильтры», «Знакомство с комплексными
числами и экспоненциальными функциями», «Построение спектрального анализатора
сигналов на основе БПФ преобразования», «Спектральный анализ различных типов сигналов»,
«Анализ во временной области RC-цепей», «Полюса и нули операторных
характеристик цепей», «Дискретизация и сглаживание», «Введение в
аналого-цифровое преобразование», «Цифровые фильтры с конечной импульсной
характеристикой (КИХ)», «Полюсно-нулевая диаграмма на z-плоскости для цифровых
фильтров с бесконечной импульсной характеристикой (БИХ)», «Цифровые фильтры -
вопросы практического применения».


Emona HELEx Add-on Board For Teaching Green
Engineering with NI ELVIS


Лаборатория по альтернативной энергетике предназначена для изучения основ
работы солнечных элементов, водородных топливных ячеек и процесса электролиза.




Выполняя практические лабораторные работы, студенты смогут понять
процессы генерации энергии из солнечного света, запасания этой энергии в виде
водорода и последующей регенерации энергии из электрохимической реакции
водорода с кислородом. Кроме того, лабораторный стенд позволяет изучить такие
базовые законы, как закон Авогадро, первый закон Фарадея для электролиза и
действие катализаторов в химических реакциях.




Emona DATEx Add-on Board For Teaching Digital/Analog
Communications with NI ELVIS


Плата разработана для изучения цифровых и аналоговых сигналов путем
создания и анализа различных схем. Комплект учебного оборудования позволяет
изучать основы современной радиотехники и систем телекоммуникаций, знакомиться
на практике с физическими процессами передачи данных по радиоканалам, проводить
обработку сигналов, включая преобразование частот, различные виды модуляции и
демодуляции, кодирование и декодирование и т.д. В рамках лабораторных работ
студенты могут создавать прототипы своих собственных систем связи, просто
последовательно соединяя функциональные блоки.




Emona FOTEx Add-on Board For Teaching Fiber-Optic
Communications with NI ELVIS




Лабораторный комплекс предназначен для обучения студентов принципам
передачи информации по оптоволоконным линиям связи. В рамках лабораторных работ
студенты осваивают методы кодирования и декодирования сигналов с
импульсно-кодовой модуляцией, а также основы оптической фильтрации, разделения
и объединения сигналов, двунаправленной оптоволоконной связи, оптических потерь
и др.


NI ELVIS for Digital Electronics Includes NI Digital
Electronics FPGA Board


NI Digital Electronics FPGA Board - это устройство для обучения основам цифровой
электроники, булевой логики и т.д. При помощи данной платы студенты могут
создавать аналоговые и цифровые схемы и проводить их анализ.




Макетная плата для практикумов по аналоговой электронике




Рис. 9. Плата для практикумов по аналоговой электронике




С её помощью можно изучать полупроводниковые приборы. Она позволяет
проводить лабораторные занятия по таким темам как: свойства диода и
стабилитрона, однополупериодный и двухполупериодный диодный выпрямитель,
транзисторные усилители на биполярном транзисторе с ОЭ, ОК, ОБ, транзисторные
усилители на полевом транзисторе с ОИ, ОС, многокаскадный транзисторный
усилитель, составной транзистор, стабилизатор напряжения на стабилитроне,
дифференциальный усилитель на транзисторах, транзисторный усилитель мощности,
дифференциальный усилитель, каскадные усилители на ОУ, импульсные устройства на
ОУ, активные фильтры на ОУ, гиратор, пиковый детектор на ОУ, амплитудный
детектор на ОУ.


Лаборатория теоретических основ электротехники (компоненты)


Лабораторная установка предназначена для проведения практических занятий
по теоретическим основам электротехники.




Рис. 10. Плата с компонентами для изучения основ электротехники




Рис. 11. Плата для практикумов по электронике




Лаборатория предназначена для преподавания дисциплин: аналоговая
электроника, электроника в приборостроении, электроника и микроэлектроника,
электроника и радиотехника, электротехника и основы электроники. Макет
обеспечивает возможность организации до 100 различных схем экспериментов
различных уровней сложности.


Лабораторный практикум охватывает 10 образовательных модулей:
ознакомление с работой в программно-аппаратной среды NI ELVIS II, исследование
диодных схем, исследование режимов биполярного транзистора, исследование
усилительного каскада по схеме с общим эмиттером, передача импульсных сигналов
в резистивном усилительном каскаде, типовые схемы включения операционных
усилителей, функциональное применение операционных усилителей (линейные и
нелинейные преобразования сигналов), автогенераторы колебаний на операционных
усилителях, автогенераторы колебаний на операционных усилителях.


Лаборатория программирования микроконтроллеров




Рис. 12. Рабочая станция в сборе с платой для программирования
микроконтроллеров




Учебный стенд для программирования микроконтроллеров позволяет студентам
изучить основные подсистемы современных микроконтроллеров (интерфейсы,
процессор, ОЗУ, подсистема прерываний, АЦП/ЦАП), принципы их взаимодействия и
функционирования, научиться программировать микроконтроллеры, а также создавать
на их базе системы управления. Данный стенд использует микроконтроллер
freescale.


Для создания сменного модуля необходимо сначала определить его состав. Он
должен включать в себя набор различных устройств и компонентов, чтобы позволить
существенно расширить номенклатуру выполняемых лабораторных работ и изучать
различные функциональные модули. В модуль включены следующие блоки: блок
отображения информации, блок ввода информации, блок обработки информации и т.д.


Для отображения информации в стенде используются дисплей и светодиоды. С
помощью обычных светодиодов можно выводить информация в виде булевой алгебры.
Так же используется RGB светодиод,
позволяющий отображать цветовые оттенки в случае использования ШИМ управления.
Макетная плата оснащена USB
разъемом для подключения совместимых устройств. Имеется набор переключателей,
пьезодинамик, микрофон.


Так как плата должна взаимодействовать с рабочей станцией NI ELVIS, она должна иметь конкретные габаритные размеры и
технологические отверстия. Этот момент учитывается при проектировании ПП и
может иметь влияние на выбор элементной базы.


Когда основные блоки определены (на рисунке 13 изображена блок-схема),
следует перейти к выбору компонентов, которые будут включены в эти блоки. При
выборе элементной базы большое значение имеет стоимость компонента, сложность
его установки на плату, габаритные размеры и др. На рисунке 13 изображена
блок-схема.




Дисплей используется для отображения информации, поступающей с
микроконтроллера. Работа ЖК дисплея основывается на явлении поляризации
светового потока. Кристаллы-поляроиды способны пропускать только ту
составляющую света, вектор электромагнитной индукции которой лежит в плоскости,
параллельной оптической плоскости поляроида. Для оставшейся части светового
потока поляроид будет непрозрачным. Таким образом, поляроид осуществляет как бы
«просеивание» свет. Этот эффект называется поляризацией света.




Когда были изучены жидкие вещества, длинные молекулы которых
чувствительны к электростатическому и электромагнитному полю и способны
поляризовать свет, появилась возможность управлять поляризацией. Эти аморфные
вещества за их схожесть с кристаллическими веществами по электрооптическим
свойствам, а также за способность принимать форму сосуда, получили название
жидких кристаллов. Применяемый в стенде дисплей - пассивного типа с тыловой
светодиодной подсветкой.


WH1602B монохромный двухстрочный
жидкокристаллический дисплей на 16 символов. Для отображения данных
используются русские и английские алфавиты.


Пример подключения дисплея к микроконтроллеру изображен на рисунке 15.




Рис. 15. Подключение дисплея к микроконтроллеру




При подключении дисплея необходима внешняя цепь задания рабочего
контраста изображения (на рисунке задается резистором R2 включенного по схеме потенциометра между напряжением
питания +5В и общим проводом). Для активации подсветки имеются выводы 15, 16,
подключенные соответственно к шине питания (+5В) и общему проводу.


Важной частью большого количества РЭС является микроконтроллер.
Микроконтроллер - это микросхема, которая предназначена для управления
электронными средствами. В основе микроконтроллера лежит центральный процессорный
элемент, ОЗУ, флеш-память для хранения данных и программ, порты ввода-вывода,
аналого-цифровые преобразователи. Специальный вычислительный модуль
обеспечивает пошаговое выполнение записанной в памяти программы. Для написания
этих программ обычно используются низкоуровневые языки (например, ассемблер).


По своей архитектуре микроконтроллеры можно разделить на: Гарвардскую и
Принстонская (или фон Неймановская).


В Гарвардской архитектуре инструкции и данные хранятся в отдельных
блоках, а также передаются по отдельным каналам.


При архитектуре фон Неймана данные и инструкции хранятся совместно.
Минусом такой архитектуры считается ограничение пропускной способности между
процессором и памятью из-за общего использования шины для памяти и для данных.


Плюсом же Гарвардской архитектура является меньшее число тактов для
выполнения команды процессором потому, что информация хранится в отдельных
блоках.


В стенде используется микроконтроллер atmega328 (рис.16). Его характеристики приведены в таблице
1.


Этот контроллер относится к семейству AVR, организованных по Гарвардской архитектуре. AVR - это восьмибитные микроконтроллеры
с сокращенной системой команд, производимые фирмой Atmel.




Рис. 17. Габаритные размеры микроконтроллера




Для программирования микроконтроллеров используют специальные
программаторы. На рисунке изображен пример схемы такого устройства.
Программатор - это специальное аппаратно-программное средство. Оно записывает
данные в ПЗУ микроконтроллера.




Рис. 18. Программатор с подключением в USB разъем компьютера


Обычно для программирования микроконтроллеров avr используется 6 выводов: RESET - Вход МК VCC
- Плюс питания, 3-5В, зависит от МК GND - Общий провод, минус питания. MOSI
- Вход МК (информационный сигнал в МК) MISO - Выход МК (информационный
сигнал из МК) SCK - Вход МК (тактовый сигнал в МК)


Они составляют шину SPI -
последовательный интерфейс подключения периферийных устройств. Эта шина
используется при внутрисхемном программировании микроконтроллеров, а также при
подключении к ним различных внешних устройств (датчиков, дисплеев и т.п.).




Рис. 19. Цоколевка разъема внутрисхемного программирования (2 варианта -
6 и 10 контактов)




Микрофон - SPM0408HE5H аналоговый микрофон со встроенным усилителем
выполненный в микроэлектромеханической (МЭМС / MicroElectroMechanical Systems)
технологии.


МЭМС - это технология, которая объединяет микроэлектронные и
микромеханические компоненты. Основной материал, из которого изготавливаются
МЭМС компоненты - это кремний. Преимуществом этой технологии является её
чрезвычайно малый размер. Благодаря своим размерам устройства, изготовленные по
МЭМС технологии, можно использовать в различных миниатюрных устройствах. Такой
малый размер значительно экономит место при размещении компонента на ПП.
Использование в стенде такого устройства позволит познакомить студентов с
данным типом средств.




Диаграмма направленности.....................круговая, всенаправленная


Выходное сопротивление, не более........300 Ом


Потребляемый ток....................................350 мкА


Отношение сигнал/шум............................59 дБ


Напряжение питания.................................1,5-3,6В


Диапазон рабочих температур..................-40...+100°C


Формула для расчета коэффициента усиления:




Схема
включения приведена на рисунке 22




Фотоприемник предназначен для регистрации светового излучения. В схему
фотоприемника входит фотодиод и интегральная микросхема. Она выполняет функция
усиления с заданным коэффициентом. Схема фотоприемника приведена на рисунке 23.




Принцип работы фотоприемника основывается на фотоэффекте. На фотодиод
попадает свет, который преобразуется в электрический заряд.


Фотоэлементы широко используются в различной аппаратуре. Их часто
применяют для измерения яркости, освещенности, силы света. Реакция фотодиодов
на свет используется в различных автоматических устройствах.


Наличие в стенде фотоприемника позволит расширить объем изучаемых
эффектов.




Рис. 24. Макет усилителя фотоприемника, собранный в МИЭМ




Выбран фотодиод ФД-256. Его характеристики представлены в таблице 2.


Интегральная токовая
чувствительность, мкА/лк

Двухканальный операционный усилитель LM358D широкого применения для
работы в бытовом диапазоне температур (0..+70°С).


Технические параметры приведены в таблице 3.




Рисунок усилителя приведен на рис. 2.18.




• конструкция открытого типа, не водостойкая;


• штыревые или пружинные выводы, провода или разъем




Амплитудно-частотная характеристика (АЧХ) определяет громкость звука в
зависимости от частоты управляющего сигнала.







Резистор подстроечный 3266W-1-103LF, 10 кОм (рис.34.)




Подстроечный резитор - это переменный резистор, который используется для
настройки радиоэлектронного устройства. Как правило, имеет винт настройки,
выполненный под шлицевую отвертку.




Кнопка тактовая 1825910-6 (FSM4JH), h=5 мм SPST




USB
(Universal Serial Bus - «универсальная последовательная шина») -
последовательный интерфейс для подключения периферийных устройств. Существует
несколько версий USB. Наиболее
широко используемыми сейчас являются USB 2.0, 3.0 и 3.1. Наличие такого разъема в лабораторном стенде позволит
легко коммутировать его с обыкновенными ПК, а также подключать USB-накопители и другие совместимые USB-устройства. На рисунке 36 изображены
различные виды USB-разъемов.




Их существует довольно большое количество. В данной работе используется
стандартный разъем типа А.




Для взаимодействия USB с
микроконтроллером была использована микросхема FT232. Это преобразователь UART-USB
(рис. 38).




Подключение USB к FT232 отображено на рисунке 39.




Рис. 39. Схема включения микросхемы FT232RL




Беспаечные макетные платы (breadboard) позволяют осуществлять подключения
различных устройств не прибегая к дополнительным инструментам. Беспаечная
макетная плата состоит из пластикового корпуса и контактов-отверстий, которые
находятся на расстоянии 2,5 (для российских плат) или 2,54 (для импортных). На
рисунках 40 и 41 изображены приемы макетных плат.




Светодиод относится к полупроводниковым приборам. Когда через p-n-переход в прямом направлении проходит электрический ток,
носители заряда - дырки и электроны - рекомбинируют с излучением фотонов (из-за
перехода электронов с одного энергетического уровня на другой).


Использование светодиодной индикации довольно удобно. По включению
светодиода можно определить наличие питания на устройстве. С помощью
светодиодов можно выводить информацию в двоичном виде (горит - 1, не горит -
0).


RGB-светодиод
представляет собой три близко расположенные светодиода, находящихся под одной
линзой. RGB-светодиод отличается от обычного
своей способностью в результате оптического смешения дать любой цвет свечения.




Рис. 42. RGB светодиод в
корпусе 5050




В таблице 8 приведены технические характеристики светодиода:




В настоящее время сложно представить себе область электроники, в которой
можно обойтись без печатных плат. Быстрые темпы развития и повсеместная
микроминиатюризация заставляет разработчиков выполнять определенные требования
при проектировании. Должно быть решено множество задач: задачи конструирования,
технологии, экономические задачи, экологические и прочее.


ПП платы выполняют сразу несколько функций, такие как коммуникационная
(по поверхности ПП проходят печатные проводники) и несущая (основание, на
котором расположены элементы). В настоящее время существует ряд проблем,
которые возникают при проектировании ПП. Первая это усложнение функциональной
части. Эта проблема включает в себя несколько других. Например, повышение
плотности монтажа. От устройства требуется выполнять больше функций, при этом
не увеличивая размера устройства. Это вынуждает размещать большее количество
компонентов на небольшой площади. Отсюда вытекает следующая проблема -
уменьшение ширины проводников. Помимо уменьшения ширины, уменьшается и
расстояние между этими проводниками и становиться важным учитывать различные
паразитные параметры которые могут возникнуть в устройстве.


При проектировании ПП необходимо определить назначение устройства и
область его применения, а также условия эксплуатация. Исходя из выбранных
условий, определяется конструкция ПП, выбирается элементная база.


Для создания ПП использовалось ПО Sprint-Layout.
Данная программа позволяет создавать многослойные печатные платы. Sprint Layout позволяет экспортировать результаты работы в иные
форматы (Excellon и Gerber). Рабочая область программы представляет собой сетку.
Шаг координатной сетки можно выбрать произвольный. Имеется встроенная
библиотека элементов с возможностью её редактирования и дополнения.


В программе имеется встроенный трассировщик, использующий линии связи
элементов схемы, введенные пользователем.


Для начала выбираются размеры ПП (их, впоследствии, можно изменить). В
данной работы размеры печатной платы должны быть согласованы с посадочными
размерами рабочей станции NI ELVIS.


NI ELVIS взаимодействует с макетными платами
через стандартный PCI-разъем (Значения
контактов приведены в таблице 10).




На рисунке 43 представлен промежуточный этап работы над платой в Sprint Layout.


При проектировании ПП важно учитывать размеры элементов проводящего
рисунка, такие как ширина проводников, размеры контактных площадок, и т.д.
Другим немаловажным значением является взаимное расположение элементов (к
примеру, расстояние между печатными проводниками).




Рис. 43. Промежуточный этап работы над ПП в программе SprintLayout




При неправильном размещении проводников на ПП могут возникать различные
отрицательные эффекты, например паразитные токи и др. Так же существует ряд
различных ограничений на размеры и расположение элементов которые зависят от
технологических особенностей изготовления ПП. Различные системы
автоматизированного проектирования (САПР) позволяют выполнять многие из
необходимых расчетов автоматически и с довольно большой точностью. Однако они
не способны полностью произвести все необходимые операции за проектировщика.
Поэтому при разработке ПП необходимо провести ряд проверочных расчетов.


Ширина печатного проводника зависит от разных типов требований, таких
как: электрические, конструктивные, технологические.


Для расчета наименьшего номинального значения ширины печатного проводника
используют следующую формулу:




t minD
- минимально допустимая ширина проводника, рассчитываемая в зависимости от
допустимой токовой нагрузки


∆t н.о - нижнее предельное отклонение размеров ширины
печатного проводника.


Минимально
допустимая ширина проводника рассчитывается по формуле:




где
I max - максимальный постоянный ток, протекающий в
проводниках (определяется из анализа электрической принципиальной схемы);


j доп - допустимая плотность тока (выбирается из табличных
значений, здесь - 100 А/мм 2 );


∆t н.о при выбранном классе точности будет равна ± 0,05


Таким
образом, получим: t = 0,1 ± 0,05


Ширина
дорожек на печатной плате выбрана больше минимального значения.




Наименьшее номинальное расстояние между элементами проводящего рисунка
(между двумя проводниками):




T I -
позиционный допуск расположения печатных проводников, который учитывается при n>0,
где n - количество проводников в узком месте;


t в.о. - верхнее предельное отклонение ширины проводника
(выбирается из табличных значений);


S minD
- минимально допустимое расстояние между соседними элементами проводящего
рисунка (выбирается из табличных значений в соответствии с ГОСТ 10317-79).


В
самом узком месте печатной платы расстояние между проводниками составляется
0,41 мм, что соответствует рассчитанным требованиям.


При выборе ширины проводников, размера проводящих элементов, контактных
площадок и т.д. важно учитывать метод, с помощью которого будет изготавливаться
ПП. Существует большое количество методом изготовления ПП. Рассмотрим для
начала химические. Химические методы можно разделить на негативные и
позитивные. В таблице 11 приведены основные этапы химического негативного
метода, а в таблице 12 позитивного.




Входной контроль и
термостабилизация диэлектрика

 Групповая
заготовка Единичная заготовка

Получение заготовок и
фиксирующих (базовых) отверстий

Ультрафиолетовая сушка.
Термическая сушка

Теперь рассмотрим этапы позитивного метода




Получение заготовок и
фиксирующих отверстий

Создание / нанесение
защитного рельефа на пробельных участка

Нанесение металлорезиста на
проводник

Вырубка по контуру и
получение крепежных отверстий

Пункты таблиц с 5 по 7 можно проводить различными способами. Наиболее
удобным является фоторезистивный. В его основе лежит фоторезист - специальный
светочувствительный материал. Фоторезисты делятся на негативные (под действием
света образую слой защитной маски - фотополимеризация) и позитивный
(фотодеструкция). При использовании негативных фоторезистов в процессе
травления с платы удаляются необлученные участки. С позитивными - наоборот.


Фоторезисты бывают жидкими и сухими (пленочным). Жидкие фоторезисты
довольно сложны в использовании. Пленочные фоторезисты являются более удобными
и упрощают ТП («исчезают» фазы сушки, дубления, ретуширования). Пленочный
фоторезист представляет собой структуру, которая состоит из
светочувствительного слоя, помещенного между защитной полиэтиленовой и
светопроницаемой лавсановой пленками. При изготовлении данной ПП используется
фоторезист ПФ-ВЩ 50. Толщина светочувствительного слоя у этого фоторезиста
равна 50 мкм.


Для облучения фоторезистра светом используется специальная установка.
Установка состоит из панели управления, корпуса, блока питания и 80
ультрафиолетовых светодиодов. С помощью этой установки экспонирование
фоторезиста составляет 2,5 минуты (что является дольно быстрым по сравнению с
некоторыми другими устройствами). Плата с фоторезистом помещается в установку
на необходимое время. При использовании качественного фоторезиста нахождение
его в установке дольше положенного времен не является критичным.




Ниже более подробно описан процесс изготовления ПП:


Изготовление фотошаблона (трассировка проводников в специализированном
ПО)


Печать фотошаблона (при помощи струйного или лазерного принтера на
специальной пленке)


Нанесение фоторезиста на фольгированный текстолит


Наложение фотошаблона (фотошаблон должен быть закреплен)


Экспонирование фотошаблона на фоторезист (при помощи ультрафиолетовой
лампы)


Для нанесения фоторезиста удобно использовать такое приспособление как
ламинатор (рис. 45). Ламинатор - это устройство, которое позволяет наносить
слой пленки на необходимую поверхность. Использование ламинатора значительно
ускоряет и упрощает процесс нанесения фоторезиста на стеклотекстолит.




Важным этапом производства ПП является травление. Это процесс, при
котором происходит химическое разрушение меди на участках, незащищенных маской.
Существует несколько способов химического травления. Их можно разделить на:


наплескивание травильного раствора;


травление на установках с вертикальным положением заготовки.


Во время проведения этого этапа, могут появиться различные дефекты
например, боковое подтравливание проводников и контактных площадок (рис. 46).




Рис. 46. Сечение проводника после травления: 1 - ширина проводника по
рабочему ФШ; 2 - ширина проводника; 3 - осаждение металлорезиста; 4 - материал
основания; 5 - подтравливание;
Похожие работы на - Проект учебного стенда для программирования микроконтроллеров Дипломная (ВКР). Информатика, ВТ, телекоммуникации.
Ленин Полное Собрание Сочинений Продать
Информатизация Общества И Культура Реферат
Русский Егэ Сочинение 36 Вариант
Реферат по теме Рынки факторов производства. Спрос, предложение и соотношение ресурсов
Курсовая работа по теме Анализ международного контракта купли-продажи
Отчет По Практике Приставов
Реферат: Структура и состав анодно-искровых покрытий на вентильных металлах. Скачать бесплатно и без регистрации
Профилактика Пищевых Отравлений Реферат
Эссе На Тему Моя Профессия Педагог
Реферат: Проблемы квазистатической электродинамики
Современные Войны И Вооруженные Конфликты Реферат
Курсовая работа по теме Средства постановки помех и помехозащиты радиолокационной станции
Курсовая работа по теме Автоматизированное проектирование трехступенчатого червячного редуктора в среде интегрированной машиностроительной САПР
Эссе Времена Года Лето
Отчет по практике по теме Основы штукатурных работ
Курсовая Работа На Тему Метод Наближеного Обчислення Коренів. Програма
Реферат На Тему Русская Басня
Система Воспитания В Семье Простаковых Сочинение
Реферат: Учет индивидуальных особенностей, склонностей и направленности, учащихся в преподавании предметов эстетического цикла
Курсовая работа: Психологические аспекты управления персоналом
Реферат: Беларуская выяўленчае мастацтва \Беларус\
Реферат: Экономическая сущность и виды инвестиций 3
Дипломная работа: Учет затрат и калькулирование себестоимости добычи угля и пути ее снижения