ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 23.01.2025
Просмотров: 270
Скачиваний: 1
УДК 004.3 (078)
ББК 32.97
М-59
Микропроцессорные устройства систем управления: Методические указания и задание на курсовой проект для студентов очной и очно-заочной формы обучения по специальности 220201 - Управление и информатика в технических системах, по направлению 220200 - Автоматизация и управление:/ Сост. Григорченко С.А. – Коломна: КИ МГОУ, 2005. – 25 с.
Методические указания составлены в соответствии с Государственными образовательными стандартами высшего профессионального образования по направлению подготовки дипломированного специалиста 220000 – «Автоматика и управление» и бакалавра 220200 – «Автоматизация и управление».
Методические указания одобрены на заседании кафедры «Автоматика и электроника в машиностроении» Коломенского института МГОУ (протокол № 6 от 05.04.05) и утверждена учебно-методическим советом.
УДК 004.3 (078)
ББК 32.97
© Григорченко С.А.
© КИ МГОУ, 2005
Содержание
Общие требования 4
Задание 6
Приложение 1 17
Общие требования
1.1. Курсовой проект (КП) посвящён разработке модуля микроконтроллера (МК) локальной информационной измерительно-управляющей системы (ИИУС).
1.2. КП должен быть оформлен в виде пояснительной записки.
1.3. Пояснительная записка должна представлять собой электронный документ (шрифт – ”CourierNew”, размер шрифта – 14 п.).
1.4. Пояснительная записка должна содержать:
титульный лист (образец см. в приложении 1);
задание;
содержание;
основную часть;
список используемой литературы.
Страницы должны быть пронумерованы.
1.5. Основная часть должна содержать следующие разделы:
введение;
структурная схема ИИУС;
модуль микроконтроллера;
выводы (заключение).
Во введении (1...3 стр.) должны быть отражены следующие общие вопросы:
актуальность задачи разработки микропроцессорных ИИУС;
области применения микропроцессорных ИИУС;
краткая характеристика разделов КП.
Раздел “Структурная схема ИИУС” должен содержать обзор современной элементной базы для построения ИИУС (объём обзора не более 5 машинописных страниц). В этом разделе также должны быть представлены расчёты параметров модуля, которые могут быть выполнены на этапе разработки структурной схемы:
частота дискретизации и разрядность аналого-цифрового преобразователя;
коэффициент и полоса пропускания усилителя в составе измерительного канала непрерывного сигнала;
количество линий ввода/вывода микропроцессора для управления внешними периферийными устройствами;
временное разрешение для измерения и формирования временных параметров сигналов и др.
Итогом раздела являются схема электрическая структурная ИИУС и её (схемы) краткое описание.
Раздел ”Модуль микроконтроллера” должен содержать следующие подразделы:
функциональная схема модуля;
принципиальная схема модуля;
алгоритм работы модуля;
конструкция модуля.
В разделе “Функциональная схема модуля” обосновывается выбор элементной базы, уточняются расчёты, проведённые в предыдущем разделе, с учётом конкретной аппаратурной реализации модуля. Итогом раздела являются схема электрическая функциональная модуля МК и её (схемы) краткое описание.
В разделе “Принципиальная схема модуля” приводится расчёт элементов принципиальной схемы. При необходимости приводятся временные диаграммы, поясняющие принцип действия модуля и (или) его составных частей. Определяются требования к источнику питания. В этом разделе также приводится описание режимов работы модуля:
аппаратный или программный сброс и инициализация модуля;
штатный режим в составе локальной системы автоматического управления или многоканальной измерительной системы;
технологические режимы: отладка, регулировка (настройка), контроль и диагностика модуля, загрузка штатного программного обеспечения (ПО).
Итогом раздела являются схема электрическая принципиальная модуля и её краткое описание.
Раздел “Алгоритм работы модуля” содержит описание укрупнённого алгоритма работы модуля в составе локальной системы автоматического управления или многоканальной измерительной системы. Раздел должен также содержать фрагмент управляющей программы в соответствии с вариантом задания с кратким его (фрагмента) описанием. В разделе должны быть изложены вопросы технологии разработки ПО:
язык программирования;
отладчик (монитор);
процесс разработки, отладки и загрузки в память модуля штатного ПО.
Раздел “Конструкция модуля” содержит краткое описание конструкции блока, в состав которого входит модуль, а также конструкции самого модуля.
В разделе “Выводы” приводятся расчётные значения основных параметров модуля. Расчётные значения параметров сравниваются со значениями параметров, заданными в исходных данных, и на основании этого сравнения формулируется соответствующее заключение о выполненной работе.
Задание
2.1. Разработать модуль ИИУС на базе микроконтроллера семейства C167. Исходные данные на разработку взять из п. 2.2 согласно заданному варианту.
2.2. Исходные данные
2.2.1. Тип внешней шины информационного обмена – демультиплексированная, 16 р.
Тип и объём внешней памяти программ (ВПП) – однократно программируемая, не менее 16 кБ.
Тип и объём внешней памяти данных (ВПД) – статическая, не менее 16 кБ.
Количество цифровых донесений – 4.
Вид донесения – ”сухой контакт”.
Количество измерительных импульсных сигналов – 3.
Приведённая погрешность преобразования измерительных импульсных сигналов – 0.5%.
Параметры измерительных импульсных сигналов:
вид модуляции – широтно-импульсная модуляция (ШИМ);
несущая частота – 20 кГц;
коэффициент заполнения – 0,1...1.
Количество командных сигналов – 1.
Приведённая погрешность формирования командных сигналов – 0.2 %.
Параметры командных сигналов:
вид сигнала – гармонический;
диапазон частот – 1..1000 Гц;
динамический диапазон – 0..5 В.
Связь с системой управления верхнего уровня по последовательному каналу информационного обмена.
Задание на программирование – подпрограмма формирования таблицы значений синусоидального сигнала со следующими параметрами: амплитуда, частота, число значений.
2.2.2. Тип внешней шины информационного обмена – мультиплексированная, 8 р.
Тип и объём ВПП – перепрограммируемая с ультрафиолетовым стиранием, не менее 32 кБ.
Тип и объём ВПД – статическая, не менее 256 кБ.
Количество цифровых донесений – 6.
Параметры цифровых донесений:
вид донесения – потенциальное;
уровень логической единицы – 12 В;
уровень логического нуля – 0 В.
Количество измерительных импульсных сигналов – 2.
Приведённая погрешность преобразования измерительных импульсных сигналов – 0.5%.
Параметры измерительных импульсных сигналов:
вид модуляции – частотно-импульсная модуляция (ЧИМ);
частотный диапазон – 10..10000 Гц.
Количество командных сигналов – 1.
Параметры командных сигналов:
вид сигнала – ШИМ;
несущая частота – 20 кГц;
коэффициент заполнения – 0,1..1 с шагом 2-10;
тип выхода – открытый коллектор, Uн= 5 В, Iн8 мА.
Связь с системой управления верхнего уровня по последовательному каналу информационного обмена.
Задание на программирование – формирование командного сигнала модулем захвата/сравнения: канал 17, режим 2.
2.2.3. Тип внешней шины информационного обмена – мультиплексированная, 16 р.
Тип и объём ВПП – перепрограммируемая с электрическим стиранием, не менее 16 кБ.
Тип и объём ВПД – статическая, не менее 8 кБ.
Количество цифровых донесений – 3.
Параметры цифровых донесений:
вид донесения – импульсное;
длительность – не менее 10 мкс;
уровень логической единицы – 15 В;
уровень логического нуля – 0 В.
Количество измерительных импульсных сигналов – 1.
Приведённая погрешность преобразования измерительных импульсных сигналов – 0.6%.
Параметры измерительных импульсных сигналов:
вид модуляции – ШИМ;
несущая частота – 15 кГц;
коэффициент заполнения – 0.1..0.9.
Количество командных сигналов – 1.
Приведённая погрешность формирования командных сигналов – 0.2 %.
Параметры командных сигналов:
вид сигнала – треугольный;
диапазон частот – 500..5000 Гц;
динамический диапазон – 0...-5 В.
Связь с системой управления верхнего уровня по последовательному каналу информационного обмена.
Задание на программирование – приём цифровых донесенй.
2.2.4. Тип внешней шины информационного обмена – демультиплексированная, 8 р.
Тип и объём ВПП – перепрограммируемая с электрическим стиранием, не менее 8 кБ.
Тип и объём ВПД – статическая, не менее 64 кБ.
Количество цифровых донесений – 4.
Параметры цифровых донесений:
вид донесения – потенциальное;
уровень логической единицы – 0 В;
уровень логического нуля – -12 В.
Количество измерительных импульсных сигналов – 2.