.

Управляющий модуль устройства проверки автоматических выключателей первичным током (дипломная)

Язык: русский
Формат: дипломна
Тип документа: Word Doc
0 6544
Скачать документ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

Федеральное государственное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«Чувашский государственный университет им. И.Н. Ульянова»

Факультет информатики и вычислительной техники

Специальность 230101

 

Дипломник: Фамилия Клокова

Имя Екатерина

Отчество Александровна

 

Тема дипломного проекта: Управляющий модуль устройства проверки автоматических выключателей первичным током

 

Кафедра: Информационно-вычислительных систем

Заведующий кафедрой: Галанина Н.А., к.т.н., доцент

Руководитель: Буланкина Е.Ю., ст. пр.

Консультанты: Буланкина Е.Ю., ст. пр.

Блохинцев А.А., к.т.н., доцент

Рецензент:                                                                            

№ приказа о допуске к дипломному проектированию: ______________

Проект начат ____________________________________

Проект закончен _________________________________

№ приказа о допуске к защите ______________________

Оценка экзаменационной комиссии по защите: _____________________

Декан факультета

Секретарь экзаменационной комиссии

“_______”_________________2007

 

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

Федеральное государственное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«Чувашский государственный университет им. И.Н. Ульянова»

Факультет информатики и вычислительной техники

УТВЕРЖДАЮ

Декан факультета

_______________/Калмыков Б.М.

“___” ______ 2007

 

ЗАДАНИЕ

НА ДИПЛОМНЫЙ ПРОЕКТ

Тема проекта: Управляющий модуль устройства проверки автоматических выключателей первичным током.

 

Студент: Клокова Екатерина Александровна

Группа: ИВТ-13-02

 

СОДЕРЖАНИЕ ЗАДАНИЯ

Исходные данные к проекту. Устройство проверки первичным током автоматических выключателей: РЕТОМ-30КА. Выключатель питания 380В, 50Гц, автоматический с тепловым и электромагнитным расцепителем. Род тока: переменный, предел измерения первичного тока до 30 кА. Двустрочный семисегментный индикатор. Индикатор в режиме измерения одновременно отображает два параметра. Контроллер LPC2148. Среды разработки: IAR Embedded Workbench, P-CAD 2001. Интерфейс USB – для подключения к персональному компьютеру. Минимальные требования к ПК: Windows 2000; процессор 1000 МГц; ОЗУ 128 МБ.

Теоретическая часть. Устройство РЕТОМ-30КА. Анализ и выбор элементной базы. Обзор аналогов устройства и управляющего модуля.

Схемотехническая часть. Разработка структурной, функциональной и принципиальной схем модуля.

Программная часть. Разработка программы управления контроллером.

Конструкторская часть. Разработка печатной платы модуля.

Экономическая часть. Технико-экономическое обоснование дипломного проекта.

Экологическая часть. Анализ условий труда и безопасности при разработке проекта.

Содержание расчетно-пояснительной записки. Введение. 1. Теоретическая часть. 2. Структурная схема модуля. 3. Функциональная схема модуля. 4. Принципиальная схема модуля. 5. Программная часть. 6. Конструкторская часть. 7. Экономическая часть. 8. Экологическая часть. Заключение.

Содержание графической части проекта. 1. Структурная схема устройства РЕТОМ-30КА; 2. Структурная схема управляющего модуля; 3. Функциональная схема управляющего модуля; 4. Принципиальная схема управляющего модуля; 5. Блок-схема алгоритма управляющей программы. 6. Печатная плата модуля; 7. Сборочный чертеж.

Консультанты:

по схемотехнической части:         ст. пр. Буланкина Е.Ю.

по программной части:        ст. пр. Буланкина Е.Ю.

по конструкторской части:         ст. пр. Буланкина Е.Ю.

по экономической части:     ст. пр. Буланкина Е.Ю.

по безопасности и экологичности

проекта:   к.т.н., доцент Блохинцев А.А.

Руководитель проекта:       ст. пр. Буланкина Е.Ю.

Задание принял к исполнению       студент Клокова Е.А.

Задание зарегистрировано

Заведующий кафедрой к.т.н., доцент Галанина Н.А.

 

Аннотация

 

В данном дипломном проекте рассмотрено устройство для проверки автоматических выключателей РЕТОМ-30КА. Разработаны структурная, функциональная и принципиальная схемы управляющего модуля устройства. С помощью САПР PCAD-2001 разработана его печатная плата. Кроме того, был разработан алгоритм программы, реализующей управление микроконтроллером, и написана программа, реализующая разработанный алгоритм. В работе рассмотрены условия безопасности и экологичности проекта, рассчитана полная себестоимость разработанного модуля управления. Материалы пояснительной записки выполнены в соответствии с требованиями единой системы конструкторской документации и единой системы программной документации.

 

Annotation

 

In given degree project device for checking the automatic breakers RETOM-30KA is considered. Structured, functional and principle scheme controlling module device is designed. By means of CAD PCAD-2001 its printed charge is designed. Besides, algorithm of the program, realizing microcontroller control, was designed and program, realizing designed algorithm is written. In this project condition to safety and ecological capacities of the project are considered, full prime cost of the designed module of control is calculated. The material of the explanatory note are executed in accordance with requirements of the united system to design documentation and united system to programme documentation.

 

Содержание

 

ВВЕДЕНИЕ

1 Теоретическая часть

1.1 Устройство РЕТОМ-30КА

1.2 Обзор аналогов устройства и управляющего модуля

1.3 Анализ и выбор элементной базы

1.3.1 Микроконтроллер

1.3.2 АЦП

1.3.3 Конвертер RS232 <-> USB

1.3.4 Флэш-память EEPROM

1.3.5 Мультиплексор

1.3.6 Дешифратор

1.3.7 Развязка

1.4 Выводы по главе

2 Структурная схема управляющего модуля

2.1 Состав и назначение блоков структурной схемы

2.2 Выводы по главе

3 Функциональная схема управляющего модуля

3.1 Разработка функциональной схемы

3.2 Выводы по главе

4 Принципиальная схема управляющего модуля

4.1 Описание компонентов

4.2 Выводы по главе

5 Программная часть

5.1 Общие сведения

5.1.1 Назначение и условия применения программы

5.1.2 Технические характеристики

5.2 Блок-схема алгоритма программы управления микроконтроллером

5.4 Выводы по главе

6 Конструкторская часть

6.1 Требования к печатным платам

6.2 Конструкции и параметры печатных плат

6.3 Разработка печатной платы

6.4 Выводы по главе

7 Экономическая часть

7.1 Определение себестоимости изделия

7.1.1 Расчет стоимости покупных компонентов

7.1.2 Расчет транспортно-заготовительных расходов

7.1.3 Расчет стоимости материальных затрат

7.1.4 Расчет основной заработной платы производственных рабочих

7.1.5 Расчет дополнительной заработной платы

7.1.6 Отчисления на социальное страхование

7.1.7 Цеховые расходы

7.1.8 Общезаводские расходы

7.1.9 Заводская стоимость изготовления

7.1.10 Внепроизводственные расходы

7.1.11 Себестоимость разработки

7.2 Расчет затрат на разработку программы

7.2.1 Расчет трудоемкости

7.2.2 Основная заработная плата

7.2.3 Дополнительная заработная плата

7.2.4 Отчисления на социальное страхование

7.2.5 Накладные расходы

7.3 Выводы по главе

8 Безопасность и экологичность проекта

8.2 Выбор средств защиты, обеспечивающих безопасность и комфортность труда 

8.2.1 Организация рабочих мест

8.2.2 Требования к видеотерминальному устройству

8.2.3 Требования к планировке и размещению оборудования

8.2.4 Требования к освещению

8.2.5 Расчет освещения рабочего места пользователя ПЭВМ

8.2.6 Обеспечение электробезопасности

8.2.7 Требования к вентиляции, отоплению и кондиционированию воздуха

8.2.8 Требования к уровням шума

8.2.9 Пожарная безопасность

8.3 Экологичность разработки

8.4 Выводы по главе

Заключение

Список аббревиатур

Литература

Приложение А

Приложение Б

Приложение В

Приложение Г

Приложение Д

Приложение Е

 


Введение

 

Одной из основных отраслей, оказывающих влияние на жизнь современного общества, является электроэнергетика. Релейная защита – один из видов автоматики энергосистем. Важность этого направления определяется тем, что без него невозможна бесперебойная работа электроэнергетических установок.

Основным назначением релейной защиты является автоматическое отключение повреждённого элемента от остальной, неповреждённой части системы при помощи выключателей.

В процессе эксплуатации энергетических систем имеется возможность возникновения в них повреждений или режимов работы, приводящих к возникновению аварий в системе, под которыми обычно понимаются вынужденные нарушения нормальной работы всей системы или её части, сопровождающиеся определённых недоотпуском энергии потребителям, недопустимым ухудшением её качества или разрушением основного оборудования. Предотвращение возникновения аварий и их развития при повреждениях в электрической части энергосистемы часто может быть обеспечено путём быстрого отключения повреждённого элемента или своевременно переданной информацией об опасных режимах работы энергосистемы.

Одним из основных видов таких режимов работы энергосистемы являются перегрузки. В элементе, в котором возникла перегрузка, появляются токи, превосходящие длительно допустимые для этого элемента значения. При этом температура токоведущих частей может недопустимо повышаться, сами элементы могут деформироваться, а их изоляция ускоренно изнашиваться или даже разрушаться.

В настоящее время в области электроэнергетики также актуальна проблема обновления устаревшего парка электроизмерительного оборудования. В связи с этим государство уделяет большое внимание инвестициям в область электроэнергетики. В 2008 году на развитие электроэнергетики России предполагается направить около 900 миллиардов рублей.

В последнее десятилетие идет активное внедрение цифровых устройств релейной защиты, разработанных отечественными и транснациональными фирмами SIEMENS, ABB, ALSTON. Цифровые устройства релейной защиты имеют системы диагностики и самодиагностики, внутренние регистраторы событий с метками времени 1 мс, аварийные осциллографы, устройства определения места повреждения, надежные средства задания уставок и параметрирования. Цифровые устройства объединяются в вычислительные сети для сбора информации и дистанционного управления.

Основное направление работ в этой отрасли на данный момент – создание новых микропроцессорных защит. С развитием микропроцессорной техники стало возможным создание измерительных комплексов, в основе которых находится микропроцессор или микроконтроллер. Использование таких комплексов позволяет увеличить точность и уменьшить время измерений. Кроме того, подобные комплексы могут вести статистику измерений и выдавать результаты в удобном для пользователя виде. По измеренным значениям можно дать оценку состоянию устройства и предсказать или даже предотвратить аварийную ситуацию.

Особое направление – проектирование устройств адаптивной релейной защиты на базе микропроцессорной техники. Разработаны и начинают внедряться устройства регистрации (широко известные как цифровые регистраторы), на базе которых планируется создание таких защит. Производятся микропроцессорные устройства защиты электроустановок среднего напряжения, испытательные системы. Основными разработчиками-производителями микропроцессорной релейной защиты являются: НПП «Бреслер», ВНИИР, СП «АББ Реле – Чебоксары», НПП «ЭКРА», НТЦ «Механотроника», НПП «Динамика». НПП «Динамика» разрабатывает и производит универсальные испытательные системы релейной защиты.

Очередной продукт, разработанный предприятием, – РЕТОМä-30КА. Это устройство предназначено для крупных промышленных предприятий и тепловых электростанций. Оно применяется для проверки электромагнитных, тепловых и электронных расцепителей автоматических выключателей переменного тока, а также для проверки токовых трансформаторов первичным током.

Принцип его работы такой: сетевое напряжение поступает на регулировочный блок, в котором происходит его регулировка и измерение параметров испытываемого оборудования. Регулируемое напряжение подается на трансформаторные блоки, которые преобразуют его в ток большой величины.

В настоящем дипломном проекте будет рассмотрено измерительное устройство РЕТОМ-30КА и разработан его управляющий модуль.

Разрабатываемый управляющий модуль должен максимально автоматизировать процесс проверки оборудования. Автоматическая подача кратковременных импульсов на силовую схему должна осуществляться за счет управления симмисторным ключом. Необходимо предусмотреть следующие функции: цифровая индикация измеряемых величин, хранение измеренных значений в памяти устройства, защита от перегрузки и перегрева, измерение внешнего напряжения для поиска потерь мощности во внешних цепях, измерение вторичного тока при проверке трансформаторов тока. Требуется обеспечить высокую точность измерения испытательного тока и времени срабатывания (не хуже 5%).

 

  1. Теоретическая часть

 

1.1 Устройство РЕТОМ-30КА

 

Измерительное устройство для прогрузки первичным током РЕТОМ-30КА предназначено для проверки электронных расцепителей автоматических выключателей переменного тока, а также для проверки токовых трансформаторов первичным током.

Устройство обеспечивает:

измерение выдаваемого испытательного тока (до 30 кА) и времени срабатывания расцепителей;

измерение выдаваемых и внешних напряжений с помощью встроенного цифрового вольтметра;

измерение вторичного тока и угла сдвига фаз при проверке трансформаторов.

Структурная схема устройства представлена на рисунке 1.1.

В состав устройства входят: блок регулировочный, блок трансформаторный (1 или 2 шт.). Регулировочный блок предназначен для выдачи регулируемого напряжения питания трансформаторных блоков, а также для измерения параметров испытываемого оборудования. Блок трансформаторный представляет собой силовой трансформатор, предназначен для трансформации регулируемого напряжения, поступающего с блока регулировочного, в ток большой величины. Максимальный выходной ток трансформаторного блока составляет 15 кА, двух – 30 кА.

Блок регулировочный состоит из регулируемого источника напряжения, построенного на автотрансформаторах Т1 с делителем и Т2 с регулированием выходного напряжения. Регулирование выходного напряжения осуществляется с помощью переключателей «Грубо» и «Точно»; встроенного вольтметра и цифрового секундомера; встроенного килоамперметра первичного тока РА1 и встроенного амперметра вторичного тока РА2 . При помощи автоматического выключателя SA1 на схему подается напряжение питающей сети 380В, 50 Гц, и устройство переходит в режим готовности. Схема управления, измерения и индикации производит включение и отключение силовой схемы с помощью симмисторного ключа VS1, в момент перехода напряжения питания через ноль. Это позволяет обеспечить отсутствие апериодической составляющей и искажений формы выходного тока.

 

Рисунок 1.1 – Структурная схема РЕТОМ-30КА

 

Напряжение питания подается на регулировочный автотрансформатор Т2, через делительный автотрансформатор Т1. С помощью автотрансформатора Т1 и переключателя SA1 выбирается напряжение необходимое для режима работы: полное напряжение сети – для испытаний автоматических выключателей, пониженное – для предварительной установки тока.

При режиме предварительной установки тока по нагрузке протекает ток в десятки раз меньший устанавливаемому току, поэтому не происходит перегрева нагрузки. При этом на индикаторе отображается не реальный ток, а тот, который будет протекать при переключении в режим «Работа». Точность предварительной установки тока напрямую зависит от линейности цепи нагрузки.

Автотрансформатор Т2 имеет ряд отводов, соединенных с переключателями «Грубо» и «Точно», с помощью которых осуществляется ступенчатая грубая и плавная регулировка напряжения, пропорционального току нагрузки, на выходе XS1 («0…380В»).

Регулируемое напряжение с выхода автотрансформатора Т2 через розетку XP1 поступает на первичные обмотки силовых трансформаторов блоков трансформаторных. Силовой трансформатор блока трансформаторного имеет две одинаковые выходные обмотки, на каждой из которых установлено по одному токовому датчику. Токовые датчики подключены к схеме измерителя, с выхода которого напряжения, пропорциональные выходным токам обмоток, поступают на вход килоамперметра РА1. Килоамперметр PA1 производит сложение или усреднение измеренных токов в зависимости от режима измерения, определяемого способом соединения обмоток трансформаторных блоков.

В данном дипломном проекте будет подробнее рассмотрен управляющий модуль регулировочного блока, с помощью которого происходит включение и отключение силовой схемы, измерение параметров и их индикация.

1.2 Обзор аналогов устройства и управляющего модуля

 

Устройство РЕТОМ-30КА имеет ряд российских и зарубежных аналогов:

устройство для проверки токовых расцепителей автоматических выключателей УПТР-2МЦ (ООО «НПФ «Энергострой», г. Москва);

устройство прогрузки автоматов защиты УПА (ООО “ПРОМТЕХЭНЕРГО”, г.Кировоград);

многофункциональная система для проверки трансформаторов тока, трансформаторов напряжения, силовых трансформаторов, всех типов реле защиты, счетчиков энергии и датчиков Т/3000 (ЗАО «Чебоксарская электротехническая компания», г. Чебоксары);

система испытания первичным током ODEN AT (фирма «GE ENERGY Programma Electric AB», Швеция).

Рассмотрим подробнее два из вышеперечисленных аналогов.

Устройство для проверки токовых расцепителей автоматических выключателей УПТР-2МЦ разработано ООО «НПФ «Энергострой», г. Москва. Оно предназначено для проверки характеристик электромагнитных, тепловых и электронных расцепителей автоматических выключателей переменного и постоянного тока посредством подачи определённой величины синусоидального тока частоты 50 Гц на расцепитель и замером времени его прохождения. Кроме того, УПТР-2МЦ может быть использован для проверки релейных защит.

Устройство состоит из двух блоков: регулировочного и нагрузочного. В регулировочном блоке находится регулятор напряжения, схема синхронизации подачи измерительного тока и измерительный комплекс. В нагрузочном блоке собраны нагрузочный и измерительный трансформаторы.

УПТР-2МЦ может генерировать ток величиной 13500 А. У РЕТОМ-30КА эта величина более чем в два раза больше.

Кроме этого РЕТОМ-30КА превосходит УПТР-2МЦ в 2 раза по массе, в то время как по габаритным размерам он не намного больше.

Зарубежный аналог ODEN AT – устройство контрольно-измерительное для испытаний первичным током. Оно разработано шведской фирмой «GE ENERGY Programma Electric AB».

Устройство ODEN AT предназначено для использования в среде высоковольтной коммутационной аппаратуры и в промышленной среде, а также для лабораторных и тестовых целей. Среди возможностей ODEN AT можно выделить следующие: тестирование оборудования релейной защиты, тестирование низковольтных выключателей со встроенной функцией отключения при перегрузке по току, определение коэффициента трансформации для трансформаторов тока.

ODEN AT состоит из блока управления, оборудованного панелью управления, который может быть подсоединен к одному, двум или трем блокам тока. Устройство так же, как и РЕТОМ-30КА, включает в себя несколько нагрузочных блоков, что позволяет генерировать переменный ток некоторым количеством комбинаций ток/напряжение.

ODEN AT может генерировать ток величиной 21000 А. В особых случаях максимальный ток может достигать 21900 А. Величина этого параметра меньше, чем у РЕТОМ-30КА.

Блок управления контролирует генерацию тока токовыми блоками. Он оборудован сложной аппаратурой измерения. Аналогично РЕТОМ-30КА блок управления ODEN AT включает в себя измерительную секцию, содержит таймер, цифровой амперметр, дополнительный канал для измерения напряжения и вторичного тока, средства для измерения фазового угла и коэффициента мощности.

Управляющий модуль предоставляет следующие возможности:

непосредственное отображение коэффициента трансформации трансформатора тока;

значения тока и напряжения при необходимости могут быть выражены как процент от номинальных значений;

быстродействующая функция фиксирования. Измеренные значения могут быть зафиксированы в ответ на появление сигнала на входе останова и/или при прерывании тока.

ODEN AT позволяет начать генерацию в любое время; повторить измерение, просто нажав кнопку, при этом не требуется сбрасывать показания дисплея; сохранить десять различных установок для устройства в десяти различных ячейках памяти.

Таким образом, принципиально шведский аналог не отличается от РЕТОМ-30КА, хотя имеет некоторые преимущества и недостатки по сравнению с нашим устройством. К достоинствам РЕТОМ-30КА можно отнести величину генерируемого тока, контроль наличия апериодической составляющей, синусоидальность подаваемого тока, точность измерений.

 

1.3 Анализ и выбор элементной базы

 

От выбора элементной базы зависит эффективность и надежность разработки устройства, а также затраты на его производство.

При выборе элементов необходимо оценить большое количество различных факторов и выбрать из множества аналогов именно тот, который подходит для нашей разработки по характеристикам и по цене.

1.3.1 Микроконтроллер

Выбор микроконтроллера является одним из самых важных решений при разработке управляющего модуля.

Для снижения стоимости устройства необходимо выбрать менее дорогой микроконтроллер, который в то же время должен удовлетворять требованиям устройства по производительности, надежности, условиям применения и т.д. На производительность системы может сильно повлиять выбор прикладного языка программирования (высокого уровня вместо ассемблера).

Микроконтроллеры можно разделить на 8, 16 и 32-разрядные по размеру их арифметических и индексных регистров. В связи с непрерывно увеличивающимся числом приложений, которые предъявляют повышенные требования по производительности обработки данных, намечается тенденция повышения спроса на 32-разрядные микроконтроллеры.

Некоторые микроконтроллеры, в основном ранних разработок, имеют узкий диапазон допустимой тактовой частоты, в то время как другие могут работать вплоть до нулевой частоты. Тактовая частота определяет, сколько вычислений может быть выполнено за единицу времени. С повышением тактовой частоты увеличиваются вычислительная мощность, потребляемая мощность и стоимость устройства. Цена системы при повышении частоты увеличивается из-за стоимости не только микроконтроллера, но также и всех требующихся дополнительных микросхем, таких как RAM, ROM, PLD и контроллеры шины.

За счет достижения более высокого уровня интеграции и надежности при сохранении низкой цены все микроконтроллеры оснащены встроенными дополнительными устройствами, такими как устройства памяти, порты ввода/вывода (I/O), таймеры, системные часы/генератор, которые выполняют определенные функции под управлением микропроцессорного ядра микроконтроллера. Встроенные устройства обладают повышенной надежностью, поскольку они не требуют никаких внешних электрических цепей.

Устройства памяти включают оперативную память (RAM), постоянные запоминающие устройства (ROM), перепрограммируемую ROM (EPROM) и электрически перепрограммируемую ROM (EEPROM) память.

Таймеры включают в себя часы реального времени и таймеры прерываний. Следует принимать во внимание диапазон и разрешение таймера, так же как и другие подфункции, такие как функции сравнения и/или захвата входных линий при измерении длительности сигнала.

Средства I/O включают последовательные порты связи, параллельные порты (I/O линии), аналого-цифровые преобразователи, цифро-аналоговые преобразователи, драйверы жидкокристаллического дисплея (LCD) или драйверы вакуумного флуоресцентного дисплея (VFD).

Другими, реже используемыми, встроенными ресурсами являются внутренняя/внешняя шина, таймер слежения за нормальным функционированием системы, сторожевая схема, система обнаружения отказов тактового генератора, возможность выбора конфигурации памяти и системный интеграционный модуль (SIM).

Технология интеллектуального управления энергопотреблением

Одной из основных задач, которую решают разработчики портативных устройств – оптимизация энергопотребления, что позволяет улучшить эксплуатационные характеристики готового устройства за счет продления ресурса батареи питания или уменьшения размеров устройства.

Традиционным методом снижения энергопотребления является использование экономичных режимов работы, например, холостой ход (idle) или сон (sleep), которые различаются глубиной деактивации внутренних элементов. Как правило, активный режим работы такой системы рассчитан на наихудшие условия работы и характеризуется максимальной загрузкой, тем самым неоправданно сокращая срок службы батареи. Таким образом, для дальнейшей оптимизации расходования энергии батареи питания разработчики уделяют особое внимание управлению энергопотреблением в активном режиме работы.

Для этого используется сочетание аппаратных и программных компонентов, совместно выполняющих динамическое управление напряжением питания («power scaling») по технологии интеллектуального управления энергопотреблением (Intelligent Energy Manager, IEM) для процессоров ARM.

Снижение частоты для уменьшения энергопотребления широко используется в микроконтроллерах и системах на кристаллах, но недостатком этого метода является снижение быстродействия. Метод динамического управления напряжением питания основан на варьировании напряжением питания, однако, если возможности регулировки исчерпаны, то как дополнительный используется метод регулировки частоты процессора.

Микроконтроллеры на основе архитектуры ARM

Микроконтроллерное ядро ARM было разработано английской компанией «Advanced RISC Machines» (ARM), организованной в 1990 году. В настоящее время архитектура ARM занимает лидирующие позиции и охватывает 75% рынка 32-разрядных встраиваемых RISC-микропроцессоров. Распространенность данного ядра объясняется его стандартностью, что предоставляет возможность разработчику более гибко использовать, как свои, так и сторонние программные наработки, как при переходе на новое процессорное ARM-ядро, так и при миграциях между разными типами ARM-микроконтроллеров. В настоящее время разработано шесть основных семейств: ARM7, ARM9, ARM9E, ARM10, ARM11 и SecurCore. Также совместно с компанией Intel разработаны семейства XScale и StrongARM.

Рекордными планками, которые пересекла ARM-архитектура, являются быстродействие свыше 1ГГц и удельное потребление 1 мкВт/МГц.

Проведем сравнительную характеристику наиболее известных микроконтроллеров, основанных на ядре ARM7TDMI: TMS 470 (Texas Instruments), AT91 (Atmel), Micro Converter (Analog Device), LPC2000 (Philips).

Наиболее преуспевающей в разработке аналоговой периферии можно считать компанию Analog Device, которая производит 12-разрядные АЦП и ЦАП класса 1МГц.

Компания Atmel разработала АЦП класса 2ГГц, но еще не интегрировала его в 32-разрядный микроконтроллер. Но у микроконтроллеров Atmel есть и преимущества: экономичность, низкая стоимость и тот факт, что при использовании встроенного RC-генератора и стабилизатора для запуска микроконтроллера требуется только подача одного напряжения питания.

Для микроконтроллеров Texas Instruments характерна избыточная представительность при умеренной стоимости. Работая с микроконтроллерами TMS470 можно быть уверенным в достаточности периферийных ресурсов.

Микроконтроллеры LPC2000 (Philips) отличаются наличием УАПП, совместимого со стандартным УАПП 16C550, а также наличием модемного интерфейса и режима аппаратного управления связью с FIFO-буферизацией. Среди ARM-микроконтроллеров Philips есть микроконтроллеры с расширенным температурным диапазоном -40…+105°C. Кроме того, в микроконтроллерах Philips LPC-2141-2-4-6-8 имеется интерфейс USB 2.0. Таким образом, из всех перечисленных микроконтроллеров LPC2000 являются наиболее оптимальными по рассматриваемым критериям.

Для разрабатываемого управляющего модуля устройства РЕТОМ-30КА был выбран микроконтроллер LPC2148 фирмы Philips Semiconductor, разработанный на базе 32-разрядного ядра ARM7TDMI-S.

Основные характеристики микроконтроллера:

40 Кбайт статической памяти RAM;

512 Кбайт памяти программ Flash;

32 Кб ОЗУ;

программирование Flash в двух режимах – In-System/In-Application Programming (ISP/IAP);

USB 2.0 Full Speed Device контроллер с 8 Кбайт встроенной памяти RAM доступной для USB через DMA;

два 10-разрядных АЦП со временем преобразования 2.44мкс на канал;

один 10-разрядный ЦАП;

два 32-разрядных таймера/счетчика с 4 каналами захвата/сравнения;

6-канальный ШИМ (PWM);

сторожевой таймер (watchdog);

часы реального времени (RTC) с независимым питанием и источником тактирующих импульсов (32 кГц);

два UART (16C550), два I2C (400 Кбит/с), SPI и SSP;

контроллер векторных прерываний с возможностью конфигурирования приоритетов и адресов векторов;

до 45 выводов общего назначения, толерантных к 5В;

частота работы ядра 60МГц, достигается с помощью ФАПЧ (PLL);

встроенный осциллятор, функционирующий с внешним кристаллом (1-30МГц) и внешним осциллятором (до 50МГц);

режимы энергопотребления – Idle mode и Power-down mode;

гибкое управление периферией – отключение/включение, подстройка частоты с целью оптимизации энергопотребления;

совмещенное питание для ядра и периферии, функции Brown-out-Detect и Power-on-Reset;

пробуждение процессора из режима Power-down mode с помощью внешнего прерывания или срабатывания функции Brown-out-Detect;

напряжение питания от 3.0 до 3.6В;

память данных объемом до 128 Кб.

Флэш-память необходима для хранения данных, использующихся во время работы устройства, таких как коэффициенты трансформации, режим работы устройства, заданные пользователем установки и другая рабочая информация. Имеет большое количество циклов перезаписи. Часы реального времени необходимы для точного определения времени срабатывания расцепителей, времени возврата, а также для определения длительности замкнутого (разомкнутого) состояния. Все пины микросхемы толерантны к 5В.

Микроконтроллер LPC2148 содержит все узлы, необходимые для автономной работы. Он находит применение в областях, где основным требованием является миниатюризация устройства при его широкой функциональности. LPC2148 является наиболее удовлетворяющим основным критериям выбора: быстродействию, вычислительным возможностям и соотношению цена/качество. Кроме того, разработано большое количество отладочных средств для этого микроконтроллера. Так, к примеру, отладочная плата фирмы Olimex LPC-P2148 стоит около 2000 рублей, а отладчик JTAG-адаптер – от 500 рублей.

Термином JTAG-интерфейс изначально обозначалась совокупность средств и операций, позволяющих проводить тестирование БИС/СБИС без физического доступа к каждому их выводу, так называемое «граничное сканирование» или «периферийное сканирование». Позднее функции интерфейса JTAG были расширены, и он нашел широкое применение для конфигурирования микросхем с программируемой структурой.

Существует несколько типов адаптеров, подключаемых к персональному компьютеру, которые предназначаются для отладки, тестирования и программирования внутренней памяти микроконтроллеров на базе ядра ARM7. Предпочтительней использовать в качестве JTAG-адаптера Segger J-Link, как наиболее быстрое, распространенное и надежное средство отладки. J-Link – устройство в небольшом корпусе, с одной стороны которого расположен USB разъем для подключения к ЭВМ, а с другой – 20-ти штырьковый коннектор. Кроме элементов, осуществляющих электрическое согласование, J-Link содержит микроконтроллер со встроенным USB портом. Наличие процессора позволяет достигнуть высокой скорости работы и удобств, отсутствующих в устройствах аналогичного назначения. Питание J-Link осуществляется от шины USB. Из средств программной разработки, поддерживающих J-Link можно выделить «IAR Embedded Workbench» и «CrossWorks», имеющие встроенную поддержку J-Link.

1.3.2 АЦП

Существует большое разнообразие микросхем АЦП, различающихся скоростью работы, допустимыми диапазонами входного сигнала, величинами погрешностей, уровнями питающих напряжений и другими параметрами.

Точность как аналого-цифрового преобразования зависит, главным образом, от частоты квантования и от числа уровней квантования сигналов. По своей внутренней структуре АЦП делятся на параллельные и последовательные. Параллельные АЦП обычно имеют невысокое число разрядов (6 или 8), но высокое быстродействие (1 – 200 МГц). Такие АЦП отличаются более высокой потребляемой мощностью и более высокой ценой. Применяются они, в основном, в системах, требующих высокой частоты квантования сигнала по времени, например, в системах обработки изображения. Последовательные АЦП по своей структуре значительно проще параллельных, поэтому стоимость их значительно ниже. Последовательные АЦП имеют сравнительно невысокое быстродействие (обычно не более 1 МГц). Число разрядов может достигать 24, но обычно применяются микросхемы с числом разрядов 8, 10, 12, 14, 16.

АЦП также подразделяются по типу вывода цифровой информации. Существуют микросхемы с параллельным выводом информации, когда число цифровых выходов соответствует разрядности. Но есть также микросхемы, выводящие цифровой сигнал по последовательному каналу. В этом случае необходимо два или три вывода для осуществления последовательной передачи независимо от числа разрядов АЦП. Такие АЦП наиболее привлекательны в малогабаритных системах, так как эти микросхемы выпускаются в малогабаритных корпусах с 8 выводами, например LTC1291 фирмы Linear Technology.

АЦП могут отличаться также числом аналоговых входов. Если входов несколько, значит, микросхема имеет встроенный входной аналоговый коммутатор. Управление этим коммутатором производится логической схемой. Обычно такие микросхемы требуют внешнего управления для переключения входов, для чего предусматривается ввод последовательного или параллельного управляющего сигнала снаружи. Примером может служить последовательный 12-разрядный АЦП с 8 входами, выпускаемый в 20-выводном корпусе LTC1296 фирмы Linear Technology.

Аналогово-цифровые преобразователи также отличаются быстродействием и числом разрядов. Обычно микросхемы с большим количеством разрядов имеют невысокое быстродействие, а наиболее быстродействующие микросхемы имеют небольшое число разрядов. Аналогово-цифровой преобразователь должен обеспечить минимальное время измерения сигналов.

Для управляющего модуля выбрана микросхема типа AD7898AR-3. Ее характеристики:

12-битный АЦП с последовательным выходом;

напряжение питания Uп = 5В;

8 контактов;

высокоскоростной последовательный интерфейс;

низкая потребляемая мощность: максимум 22,5 мВатт;

предел входного напряжения +-2,5В;

температура использования -40…+85 °C.

Микросхема AD7898AR-3 отличается высокой скоростью и гибкостью, а также низкой потребляемой мощностью.

1.3.3 Конвертер RS232 <-> USB

Функция микросхем для организации обмена данными заключается в преобразовании сигнала для передачи его по линии связи и последующего приема. Микросхемы этого класса являются связывающим звеном между различными устройствами, каждое из которых имеет собственный процессор.

Обмен может быть организован с использованием параллельной или последовательной передачи данных. Параллельная передача осуществляется обычно со значительно более высокой скоростью, так как данные передаются по нескольким (обычно восьми или шестнадцати) линиям. Последовательная передача данных ведется всего лишь по трем или двум линиям. Поэтому последовательная связь более медленная, но зато имеет более простую физическую организацию.

Конвертер RS232 <-> USB разработан на базе микросхемы FT232BM. Ее изготовитель – компания Future Technology Devices Intl Ltd (FTDI) – специализируется на производстве микросхем сопряжения микропроцессорных устройств с USB. FT232BM – это микросхема второго поколения популярного семейства «USB-UART».

По сравнению с предшествующим поколением (FT8U232AM) микросхемы этого типа имеют ряд преимуществ и дополнительных функций. FT232BM представляет собой преобразователь потока асинхронных последовательных данных с уровнями 3.3В/5В в поток данных USB. В режиме «Bit Bang» микросхема может использоваться для ввода/вывода цифровых логических сигналов без использования дополнительного микроконтроллера. Гибкая архитектура может найти применение в самых разнообразных решениях.

Микросхемы семейства FT232BM – это идеальное решение для модернизации устройств с интерфейса RS232 в USB. Этот кристалл значительно повышает уровень производительности традиционных устройств последовательной передачи данных.

Основные характеристики микросхемы:

выходной интерфейс совместим с логикой 3.3В и 5В;

скорость передачи до 1 Мбод;

потребляемый ток в рабочем режиме 25 мА;

UART предполагает 8 информационных битов, 1/2 стоповых бита;

совместимость с USB 1.1 и USB 2.0;

микросхема выполнена в 32-выводном корпусе;

температурный диапазон 0…+70 °C.

1.3.4 Флэш-память EEPROM

В разработке цифровых устройств как правило часто используется флэш-память, представляющая собой ППЗУ (EEPROM) – программируемое постоянное запоминающее устройство с многократным электрическим стиранием и перезаписью информации. EEPROM в настоящее время вытесняют с рынка многократно программируемые ПЗУ с ультрафиолетовым стиранием (EPROM), так как они значительно удобнее в использовании. Это определяется отсутствием необходимости длительного процесса предварительного стирания информации и возможностью побайтной произвольной записи в любую ячейку памяти. Запись информации в ППЗУ производится с помощью подачи определенных последовательностей электрических сигналов на выводы микросхемы.

Фирмами-производителями цифровых микросхем выпускается немало разнообразных ППЗУ. Микросхемы различаются объемом (от 32 байт до 8 Мбайт и более), разрядностью (обычно количество разрядов данных бывает 4, 8 или 16), способами управления (назначением управляющих сигналов), типами выходных каскадов (обычно ОК или ЗС), быстродействием (задержка может составлять от единиц до сотен наносекунд). Но принцип работы всех микросхем остается одинаковой для всех: имеется шина адреса, на которую нужно подавать код адреса нужной ячейки памяти, имеется шина данных, на которую выдается код, записанный в адресуемой ячейке, и имеются входы управления, которые разрешают или запрещают выдачу информации из адресуемой ячейки на шину данных.

Основные временные характеристики микросхем ППЗУ – задержка выборки адреса памяти (время от установки входного кода адреса до установки выходного кода данных) и задержка выборки микросхемы (время от установки активного разрешающего управляющего сигнала CS до установки выходного кода данных памяти). Задержка выборки микросхемы обычно в несколько раз меньше задержки выборки адреса.

Любые микросхемы ППЗУ легко можно включать так, чтобы уменьшать или увеличивать количество адресных разрядов, то есть уменьшать или увеличивать количество используемых ячеек памяти, что часто требуется при построении схем цифровых устройств.

Для управляющего модуля РЕТОМ-30КА выбрана микросхема AT25640AN-10SU-1.8, производителем которой является фирма «ATMEL Corporation». Микросхема данного типа совместима с последовательным периферийным интерфейсом SPI, что необходимо для нашей разработки. Ниже приведены основные характеристики AT25640AN:

64 К (8192 слов x 8 бит);

32-byte Page Mode (страничный режим);

напряжение питания 2.7В (VCC = 2.7V to 5.5V);

синхронизированный цикл записи 2 мс [5В];

8 контактов;

высокий уровень надежности;

выносливость – 1 миллион циклов записи;

сохранение информации – 100 лет;

температурный диапазон -40…+125 °C.

Микросхема AT25640A оптимальна для использования во многих разработках, где требуется низкое потребление мощности и напряжения.

Данная флэш-память характеризуется высокой емкостью, малым потреблением и большим допустимым количеством циклов перезаписи.

1.3.5 Мультиплексор

Микросхемы аналоговых мультиплексоров имеют обычно один вход и несколько выходов или наоборот. Микросхемы позволяют использовать передачу сигналов в обоих направлениях. Основные комбинации: 8 входов – 1 выход, два канала 4 входа – 1 выход, 16 входов – 1 выход, два канала 8 входов – 1 выход. Микросхемы мультиплексоров обычно имеют защиту аналоговых цепей от перегрузок в виде ограничительных диодов.

Аналоговый мультиплексор реализован микросхемой типа ADG408BR. Ее основные характеристики:

8 входных каналов, 1 выходной канал;

входное сопротивление 100 Ом;

16 контактов;

температурный диапазон -40…+85 °C.

Достоинства этой микросхемы: низкая рассеивающая мощность, низкий уровень входного сопротивления, быстрое переключение.


1.3.6 Дешифратор

Микросхемы дешифраторов различаются входами управления (разрешения/запрета выходных сигналов), а также типом выхода (2С или ОК). Выходные сигналы всех дешифраторов имеют отрицательную полярность. Входы, на которые поступает входной код, часто называют адресными входами.

Для реализации дешифратора в схеме защиты от одновременного включения реле выбрана микросхемы типа 74HCT138D (производитель – компания Philips Semiconductors), которые имеют 3 разряда входного кода и 8 выходов.

1.3.7 Развязка

Довольно часто для защиты устройств используется гальваническая развязка между устройствами и линией связи. В этом случае обычно используется трансформаторный источник вторичного питания для гальванически развязанного блока и оптронные пары для развязки сигнальных цепей. В целом такой блок становится достаточно сложным и требует большого числа дискретных компонентов. Для упрощения построения гальванически развязанного блока целесообразно воспользоваться интегральными микросхемами, в которых уже объединены все составляющие части. Исходя из технического задания на разрабатываемое устройство, выбираем микросхему типа ADUM1402CRW.

Основные характеристики данной микросхемы:

4 канала: 2 прямых канала, 2 обратных;

максимальная скорость передачи информации 100 Мбит/с;

максимальная задержка 32 нс;

изоляция 2.5 кВ;

напряжение питания Uп = 2.7…5.5 В;

ток питания Iмакс = 124 мА;

16 контактов;

температурный диапазон -40…+100 °C.

1.4 Выводы по главе

 

В теоретической части дипломного проекта рассмотрено измерительное устройство для проверки автоматических выключателей РЕТОМ-30КА, для которого необходимо разработать управляющий модуль: описана структурная схема устройства, рассмотрены его функции и возможности.

Проведен обзор российских и зарубежных аналогов устройства и сравнительный анализ их характеристик. К достоинствам РЕТОМ-30КА можно отнести величину генерируемого тока, контроль наличия апериодической составляющей, синусоидальность подаваемого тока, точность измерений.

Произведен анализ и выбор элементной базы, от которого зависит эффективность, надежность разработки устройства и затраты на его производство. После оценки различных факторов и характеристик были выбраны наиболее подходящие для нашей разработки элементы и, в частности, микроконтроллер типа LPC2148, который является идеальным по быстродействию, вычислительным возможностям и соотношению цена/качество.

 

 

  1. Структурная схема управляющего модуля

 

2.1 Состав и назначение блоков структурной схемы

 

Рассмотрим управляющий модуль регулировочного блока, с помощью которого происходит включение и отключение силовой схемы, измерение параметров и их индикация.

Структурная схема управляющего модуля показана на рисунке 2.1.

 

Рисунок 2.1 – Структурная схема управляющего модуля

 

Управляющий модуль устройства РЕТОМ-30КА содержит: микроконтроллер, два релейных коммутатора, мультиплексор, три модуля АЦП, схему защиты от одновременного включения реле, два регистра управления диапазонами, регистр управления схемой защиты, регистр управления клавиатурой, запоминающее устройство EEPROM, буфер, дисплей и несколько блоков, обеспечивающих гальваническую развязку.

С выходов измерителя сигналы поступают на мультиплексор. Мультиплексор выбирает диапазон измерения для точного измерения тока на нижних пределах.

Релейный коммутатор предназначен для выбора одного из источников измеряемого сигнала.

Для предотвращения одновременного включения реле служит схема защиты от одновременного включения реле.

Преобразование поступивших в измерительный канал аналоговых сигналов в цифровые происходит в модуле АЦП.

Гальваничекая развязка необходима для того, чтобы обеспечить отсутствие замкнутой электрической связи между компонентами схемы.

Микроконтроллер осуществляет измерение действующих значений входных сигналов и вывод информации на дисплей, производит управление включением и отключением силовой схемы.

Через регистр управления клавиатурой микроконтроллер осуществляет обслуживание клавиатуры.

Имеется регистр управления диапазонами для нормировки измерений, проведенных в разных диапазонах.

Буфер необходим для преобразования уровня выходного напряжения.

Дисплей представляет собой двустрочный семисегментный индикатор. Индикатор может работать в двух режимах:

1) в режиме измерения;

2) в режиме работы с меню.

В режиме измерения на экране индикатора можно одновременно отобразить только два из измеренных параметров.

В запоминающем устройстве EEPROM хранятся коэффициенты для масштабирования входных сигналов, а также различная служебная информация.

Управление, калибровка, перепрошивка устройства выполняются средствами персонального компьютера. С их помощью также можно составить протокол по снятым характеристикам.

Для подключения к персональному компьютеру используется интерфейс USB. Для преобразования потока асинхронных последовательных данных в поток данных USB предусмотрен конвертер RS232 <-> USB.

2.2 Выводы по главе

 

Структурная схема дает представления о структуре устройства и назначении его составных компонентов. На основе структурной схемы управляющего модуля будет построена его функциональная схема.

 

 

  1. Функциональная схема управляющего модуля

 

3.1 Разработка функциональной схемы

 

Функциональная схема представлена в приложении А.

Управляющий модуль устройства РЕТОМ-30КА состоит из следующих функциональных узлов: микроконтроллер, релейный коммутатор, мультиплексор, модуль АЦП, схема защиты от одновременного включения реле, регистр управления диапазонами, регистр управления схемой защиты, регистр управления клавиатурой, запоминающее устройство, буфер, дисплей и гальваническая развязка.

Модуль АЦП применяется для сопряжения цифровых устройств с внешними аналоговыми сигналами.

Аналоговый сигнал сначала проходит через прецизионный операционный усилитель, а затем поступает на микросхему АЦП AD7898AR-3. Кроме того, модуль АЦП содержит следующие составляющие: источник опорного напряжения (микросхема типа REF192GS), компаратор общего назначения (микросхема типа LM311M), батарея (микросхема типа MAX660CSA), преобразователь напряжения (микросхема типа AM1P-0505SH30).

С выхода АЦП сигнал поступает на микросхему ADUM1402BRW, реализующую гальваническую развязку между модулем АЦП и микроконтроллером.

Схема защиты от одновременного включения реле включает в себя две микросхемы 74HC138D, которые являются демультиплексорами, и две микросхемы 74HC14D, представляющие собой инвертирующий триггер Шмидта. Инвертирующий триггер Шмидта усиливает сигнал и увеличивает помехозащищенность. Демультиплексор применяется для перекоммутации одного входного сигнала на несколько выходов, то есть для разделения входных сигналов, приходящих в разные моменты времени, на одну входную линию.

Конвертер RS232 <-> USB предусмотрен для подключения к персональному компьютеру. Блок построен на основе микросхемы FT232BM, которая преобразует поток асинхронных последовательных данных с уровнями 3.3В/5В в поток данных USB.

Микроконтроллером аппаратно поддерживаются интерфейсы SPI, I2C.

I2C – двунаправленная асинхронная шина с последовательной передачей данных и возможностью адресации до 128 устройств. Физически шина содержит две сигнальные линии, одна из которых SCL предназначена для передачи тактового сигнала, вторая SDA для обмена данными. Можно отметить малое количество соединительных линий, высокая скорость обмена, простота аппаратной реализации линии связи.

Взаимодействие микроконтроллера с компонентами управляющего модуля осуществляется через интерфейс SPI (Serial Peripheral Interface) – трехпроводный синхронный с раздельными линиями входных и выходных данных. Он применяется для связи микроконтроллеров с периферийными микросхемами и микросхемами памяти. По сравнению с I2C интерфейс SPI обеспечивает более высокую скорость передачи данных, частота синхронизации может достигать 5 МГц (это зависит от подключаемых устройств). При этом на каждый такт синхронизации одновременно может и передаваться, и приниматься очередной бит данных. В основном варианте использования предполагается, что интерфейс соединяет одно ведущее устройство с одним или несколькими ведомыми устройствами.

В интерфейсе используются 3 обязательных сигнала:

SCK (Serial Clock) – синхросигнал, которым ведущее устройство стробирует каждый бит данных;

MOSI (Master Output Slave Input) – выходные данные ведущего устройства и входные данные ведомого устройства;

MISO (Master Input Slave Output) – входные данные ведущего устройства и выходные данные ведомого устройства.

Кроме того, может использоваться сигнал выбора ведомого устройства SS# (Slave Select, или CS# – Chip Select): ведомое устройство должно реагировать на сигналы интерфейса и генерировать выходные данные на линии MISO только при низком уровне этого сигнала; при высоком уровне выход MISO должен переводиться в высокоимпедансное состояние.

С помощью сигналов SS#, раздельно формируемых ведущим устройством для каждого из ведомых устройств, ведущее устройство может выбирать партнером в транзакции одно из ведомых. При этом получается гибридная топология соединений: по сигналам SCK, MOSI и MISO – топология шинная, по SS# – звездообразная (центр – ведущее устройство).

3.2 Выводы по главе

 

На основе структурной схемы управляющего модуля разработана функциональная схема. В ней более подробно описаны следующие блоки: модуль АЦП, схема защиты от одновременного включения реле, USB-конвертер и гальваническая развязка. Описан интерфейс SPI, через который происходит взаимодействие микроконтроллера с другими блоками управляющего модуля.

Следующим этапом проектирования является разработка электрической принципиальной схемы на основе функциональной.

 

  1. Принципиальная схема управляющего модуля

 

4.1 Описание компонентов

 

Принципиальная схема управляющего модуля представлена в приложении Б.

Основой управляющего модуля устройства РЕТОМ-30КА является микроконтроллер LPC2148FBD64 (микросхема DD5).

Микроконтроллер осуществляет измерение действующих значений входных сигналов, осуществляет вывод информации на дисплей, управляет включением/отключением силовой схемы с помощью симмисторного ключа, а также осуществляет управление всеми процессами и обеспечивает взаимосвязь между компонентами модуля через шину SPI.

LPC2148FBD64 оснащен встроенными дополнительными устройствами, которые выполняют определенные функции под управлением микропроцессорного ядра микроконтроллера. К ним относятся устройства памяти, порты ввода/вывода, таймеры, системные часы и др.

Микросхемы типа ADUM1402BRW реализуют гальваническую развязку. В схеме управляющего модуля использовано 3 микросхемы данного типа (DD1, DD2, DD14).

Микросхемами 74HC138D реализованы дешифраторы (DD16, DD17). Дешифратор преобразует входной двоичный код в номер выходного сигнала (дешифрует код). Количество выходных сигналов (и соответствующих им выходов) дешифратора равно количеству возможных состояний двоичного кода (входного кода), то есть 2n, где n – разрядность двоичного кода.

Активным всегда является только один выход дешифратора, причем номер этого выхода (и соответствующего ему сигнала) однозначно определяется входным кодом.

В данной схеме дешифратор применяется для перекоммутации одного входного сигнала на несколько выходов. То есть в данном случае он выступает в качестве демультиплексора входных сигналов, который позволяет разделить входные сигналы, приходящие в разные моменты времени, на одну входную линию.

Микросхемой ADG408BR реализован мультиплексор (DA7). Мультиплексор предназначен для поочередной передачи на один выход одного из нескольких входных сигналов.

Блок USB построен на основе микросхемы FT232BM (DD15). Данная микросхема преобразует поток асинхронных последовательных данных с уровнями 3.3В/5В в поток данных USB. Это идеальное решение для модернизации устройств с интерфейса RS232 в USB.

Микросхема AT25640AN-10SU-1.8 (DD6) реализует запоминающее устройство EEPROM – программируемое постоянное запоминающее устройство с многократным электрическим стиранием и перезаписью информации.

Для реализации АЦП использованы три микросхемы AD7898AR-3 (DA20, DA22, DA24). АЦП применяется для сопряжения цифровых устройств с внешними аналоговыми сигналами. При этом АЦП преобразует аналоговые сигналы во входные цифровые сигналы, поступающие на цифровые устройства для дальнейшей обработки или хранения.

Микросхемы типа OP113FS (DA8, DA9, DA10) – прецизионные операционные усилители, они обладают высокой стабильностью параметров при изменении температуры и с течением времени.

Микросхемы типа REF192GS (DA15, DA16, DA17) реализуют источник опорного напряжения.

Микросхемы типа PVT422 (DA3, DA4, DA5, DA6) – оптроны.

Микросхемы типа MAX660CSA (DA21, DA23) – батареи.

Микросхемы типа LM311M (DA11, DA12, DA25) – компараторы общего назначения. Компараторы представляют собой прецизионные операционные усилители, которые используются без отрицательной обратной связи. Они предназначены для сравнения двух аналоговых сигналов, подаваемых на инвертирующий и неинвертирующий входы. Результат сравнения обычно выдается в виде стандартных цифровых сигналов.

Микросхемы AM1P-0505SH30 (DA13, DA14, DA18, DA19) необходимы для преобразования постоянного напряжения. На вход этого преобразователя поступает постоянное напряжение одного уровня (4.5…5.5В), а на выходе – постоянное напряжение другого уровня (5В). При этом осуществляется полная гальваническая развязка между входом и выходом с помощью встроенного трансформатора. На входе имеются две емкости: керамический конденсатор для устранения кратковременных пиков тока, возникающих при переключениях транзисторов, и электролитический – для поддержания входного напряжения постоянным при его медленных колебаниях. На выходе также имеется керамический конденсатор. Стабилизированный источник питания вырабатывает два равных выходных напряжения противоположной полярности с малым уровнем пульсаций.

Микросхемы OP4177AR (DA1, DA2) – операционные усилители.

Микросхемы LTV817 (DA27, DA28) – оптопара. Используется для обеспечения гальванической развязки.

Микросхема MAX809-EUR-T (DA26) осуществляет мониторинг системы.

Микросхема IRU1117-33CS (DA29) – дискретные сигналы.

Микросхема LM79L05ACM (DA30) – негативный линейный стабилизатор напряжения.

Микросхемы 74HC4066D (DD3, DD4) – аналоговые коммутаторы. Эти микросхемы, объединяющие в своем составе 4 канала, строятся на базе КМОП-

транзисторов, которые являются ключевыми элементами.

Микросхемы 74HC165D (DD7, DD8) – сдвиговые регистры.

Микросхемы типа 74HC595D (DD9 – DD12) – сдвиговые регистры.

Микросхемы типа 74HCT244D (DD13) – буфер.

Микросхемы типа 74HC14D (DD18, DD19) – инвертирующий триггер Шмидта. Инвертирующий триггер Шмидта наиболее часто используется в качестве порогового устройства с уменьшенной чувствительностью к сигналам помех. Таким образом, инвертирующий триггер Шмидта усиливает сигнал и увеличивает его помехозащищенность.

Термисторы HP-1-4-8M (R94, R95) предназначены для уменьшения сопротивления при увеличении температуры.

Перечень элементов принципиальной схемы представлен в приложении В.

4.2 Выводы по главе

 

Электрическая принципиальная схема управляющего модуля построена на основе структурной и функциональной схем. В данной главе описаны элементы схемы и их назначение. На основе электрической принципиальной схемы будет разработана печатная плата управляющего модуля.

 

 

  1. Программная часть

 

5.1 Общие сведения

 

5.1.1 Назначение и условия применения программы

Разрабатываемая программа предназначена для управления микроконтроллером. Программа начинает выполняться при включении устройства. Завершение работы управляющей программы происходит при выключении устройства.

5.1.2 Технические характеристики

Постановка задачи.

Управляющая программа должна быть разработана с учетом исходных данных, описанных в техническом задании к дипломной работе.

Требования к системе

При разработке программы учитывались следующие требования:

как можно более быстрый процессор, с частотой не менее 1000 МГц;

операционная система Windows XP, 2000;

наличие свободного места на жестком диске для выполнения всех операций программы;

ОЗУ 128 Мб.

5.2 Блок-схема алгоритма программы управления микроконтроллером

 

Блок-схема алгоритма управляющей программы микроконтроллера изображена на рисунке 5.1.

При включении устройства (микроконтроллера) происходит инициализация переменных, портов и периферии микроконтроллера (таймеры, порты ввода/вывода, прерывания), загрузка констант. При генерации прерывания микроконтроллер переходит к выполнению выбранной подпрограммы. Работа микроконтроллера завершается при выключении устройства.

 

Рисунок 5.1 – Блок-схема алгоритма программы управления микроконтроллером

 

Переход программы управления может быть осуществлен к одной из пяти подпрограмм: Подпрограмма заполнения буфера АЦП.

Блок-схема алгоритма подпрограммы изображена на рисунке 5.2.

После запуска сигнала на начало преобразования в модуле АЦП производится выбор первого канала АЦП, и актививируется прием данных по шине SPI. Информация с первого канала АЦП считывается и помещается в буфер АЦП. Затем та же последовательность операций совершается последовательно для второго и третьего каналов АЦП. Заполнение буфера происходит до тех пор, пока не будут заполнены все 256 ячеек буфера. Затем заполнение начинается с нулевой ячейки.

 

Рисунок 5.2 – Блок-схема подпрограммызаполнения буфера АЦП

 

Подпрограмма подсчета действительного среднеквадратического значения RMS. Блок-схема алгоритма подпрограммы изображена на рисунке 5.3. Через каждые 78 мкс, когда все 256 ячеек буфера уже заполнены микроконтроллер производит подсчет RMS по формуле:

 

 

Подпрограмма подсчета временных интервалов внешних контактов.

Блок-схема алгоритма данной подпрограммы изображена на рисунке 5.4. Подсчет временных интервалов внешних контактов необходим для точного определения времени срабатывания электронных расцепителей автоматических выключателей.

 

Рисунок 5.3 – Блок-схема подпрограммы подсчета RMS

 

Рисунок 5.4 – Блок-схема подпрограммы подсчета временных интервалов внешних контактов

 

При замыкании контакта К1 (клеммы запуска счета секундомера) запускается таймер. Остановка таймера происходит при замыкании контакта К2 (клеммы останова счета секундомера). Таким образом, предусмотрена возможность измерения времени срабатывания контактов, времени возврата, подсчета длительности замкнутого или разомкнутого состояния, фиксации разновременности срабатывания и отпускания контактов.

Подпрограмма обслуживания меню.

Блок-схема алгоритма данной подпрограммы показана на рисунке 5.5.

Работа подпрограммы начинается с того, что в программный счетчик загружается указатель текущего пункта меню. Затем происходит выполнение режима работы, соответствующего текущему пункту меню, и обслуживание индикатора. В программный счетчик загружается указатель подпрограммы обслуживания клавиатуры текущего пункта меню и происходит выполнение этой подпрограммы.

 

Рисунок 5.5 – Блок-схема подпрограммы обслуживания меню

 

В режиме работы с меню индикатор отображает две строки с пунктами меню. Перемещение указателя по пунктам меню осуществляется кнопками клавиатуры «↑» и «↓». Кнопка «┘» осуществляет выбор выделенного пункта меню и переход в подменю. Выход из подменю в предыдущее меню осуществляется кнопкой «←».

Полный список всех пунктов главного меню приведен в таблице 5.1.

 

Таблица 5.1 – Список пунктов главного меню

НаименованиеОписание
Секундомер 
ЗапускРежимы запуска секундомера
От К1Производится запуск счета секундомера при замыкании контактов клемм К1
От ПУСКПроизводится запуск счета секундомера после нажатия кнопки «ПУСК»
Нет запускаОтключение секундомера
ФиксацияРежимы фиксации счета секундомера
От К2Производится фиксация счета секундомера при изменении состояния контактов клемм К2: если контакты К2 при запуске секундомера были разомкнуты, то фиксация происходит при замыкании клемм К2 и, наоборот, если клеммы были замкнуты в момент пуска секундомера, то фиксация счета происходит при размыкании клемм К2
По отсечкеПроизводится фиксация счета секундомера после пропадания выходного тока или при снижении его значения ниже порогового значения
Нет фиксацииСчет секундомера можно остановить только вручную, нажав кнопку Сброс (при этом произойдет не фиксация счета, а его обнуление)
Время выдачи тока 
Ручной режимПодача напряжения на вход трансформаторных блоков начинается при нажатии кнопки ПУСК, и прекращается при нажатии кнопки СТОП
Автоматический режимПодача напряжения на вход трансформаторных блоков прекращается автоматически, после окончания счета секундомера
100 мсВыдача тока производится в течение 100 мс
Режим измерения PA1 
Режим «1»Варианты включения обмоток трансформатора: один блок, одна обмотка; один блок, две обмотки параллельно; два блока, все обмотки параллельно.
Режим «2»Варианты включения обмоток трансформатора: один блок, две обмотки последовательно; два блока, последовательно-параллельно.
Режим «3»Варианты включения обмоток трансформатора: два блока, все обмотки последовательно
Предел измерения 
PA1 
3 кАПределы измерения тока для килоамперметра PA1
30 кА
PA2 
2 АПределы измерения тока для амперметра PА2
20 А
PV1 
2,5 ВПределы измерения напряжения для вольтметра PV1
25 В
250 В
500 В
Настройка 
КалибровкаПроизводится калибровка устройства

 

Для выхода из любого меню выбора параметра служит кнопка «←». Подчеркнутые в списке параметры являются параметрами по умолчанию, которые устанавливаются при включении РЕТОМ-30КА.

Переход индикатора в режим измерения из режима работы с меню осуществляется нажатием кнопки «←» из главного меню. Переход из режима работы с меню в режим измерения, осуществляется нажатием кнопки «┘».

Подпрограмма обслуживания клавиатуры.

Блок-схема алгоритма данной подпрограммы показана на рисунке 5.6.

 

Рисунок 5.6 – Блок-схема подпрограммы обслуживания клавиатуры

 

При генерации прерывания таймера происходит чтение физического регистра клавиатуры. Затем обновляется программный регистр клавиатуры.

Клавиатура расположена на лицевой панели регулировочного блока под индикатором. Она содержит 4 кнопки: «↑», «↓», «┘», «←». С помощью них можно осуществить все действия, необходимые при работе с меню.

Для создания программного обеспечения была выбрана интегрированная среда разработки IAR Embedded Workbench ARM 4.40a – удобный инструмент для программирования микроконтроллеров, созданный фирмой IAR Systems. Это отладочная среда, в которую входят компилятор с языка Си, ассемблер, компоновщик и отладчик. Встроенный редактор специально настроен на синтаксис языка Си, имеются дополнительные утилиты и встроенная система помощи, которыеупрощают написание программы.

Исходный код основных модулей программы управления микроконтроллером представлен в приложении Г.

 

5.4 Выводы по главе

 

В программной части дипломного проекта был описан алгоритм программы управления для микроконтроллера, приведены его блок-схемы. На основе описанного алгоритма разработано программное обеспечение для микроконтроллера LPC2148. Программа разрабатывалась в интегрированной среде разработки IAR Embedded Workbench ARM 4.40a.

 

 

  1. Конструкторская часть

 

6.1 Требования к печатным платам

 

  1. В соответствии с ГОСТ 10317-79 печатная плата должна быть квадратной или прямоугольной, а линейные размеры ее сторон должны быть кратными:

2,5 – при длине до 100 мм;

5,0 – при длине до 350 мм;

10,0 – при длине более 350 мм.

Максимальный размер любой из сторон должен быть не более 470 мм, а соотношение линейных размеров сторон печатных плат – не более 3:1.

  1. Толщина печатной платы должна соответствовать одному из чисел ряда: 0,8; 1,0; 1,5; 2,0. Толщина печатной платы малой площади должна соответствовать числам начала ряда, а большой площади – числам конца ряда. При недостаточной жесткости основания в печатных проводниках могут возникать микротрещины, приводящие в ряде случаев к разрыву электрической цепи.
  2. Чтобы печатная плата была технологичной, разработку конструкций следует вести, ориентируясь на конкретный промышленный процесс ее изготовления.
  3. Осуществление на печатной плате монтажа высокой плотности при ширине печатных проводников 1-2 мм (зазор между проводниками 0,4-1,0 мм) всегда сопряжено с большими конструкторскими и технологическими трудностями, поэтому следует предпочитать более свободный монтаж.
  4. При размещении элементов на печатной плате следует иметь в виду паразитные связи, возникающие через емкости между печатными проводниками и самими элементами. Например, для предотвращения самовозбуждения усилителя элементы его входной цепи желательно располагать как можно дальше от элементов его выходных цепей. При заметном сопротивлении общего для схемы печатного проводника (общая шина) и неправильном выборе точки подключения к аппаратной «земле», а также при заметном сопротивлении шины питания на этих проводниках могут возникать напряжения обратных связей, ухудшающие или даже нарушающие работу электронного устройства.
  5. Печатные проводники по возможности следует делать широкими, при этом в проводнике, если он шире 3 мм, предусматривают щелевидные круглые или овальные вырезы, снижающие температурные деформации печатных плат.
  6. Центры отверстий должны располагаться в узлах координатной сетки. При применении элементов с жесткими выводами, имеющими шаг, не кратный шагу координатной сетки, в узлах координатной сетки размещают отвестия, принятые за основные. Остальные отверстия располагают в соответствии с чертежом контактной группы элемента, который помещают на поле чертежа печатной платы. Диаметры монтажных отверстий выбирают из ряда: 0,7; 0,9; 1,1; 1,3; 1,5 мм.
  7. Каждое монтажное и переходное отверстие должно быть охвачено контактной площадкой. Для предотвращения отрыва контакной площадки от основания печатной платы в процессе травления или пайки ее минимальный диаметр должен быть не менее трех диаметров отверстий 0,5-0,8 мм и двух диаметров отверстий 1,6-2,0. Во всех случаях зазор между кромкой печатной платы и контакной площадкой должен быть не меньше толщины печатной платы.
  8. Минимальный изоляционный зазор между элементами проводящего рисунка при напряжении между ними до 50В и нормальном атмосферном давлении должен быть порядка 0,4 мм. Минимальные зазоры следует устанавливать только в тех местах, в которых физически возможно их увеличить (узкое место).
  9. По точности исполнения элементов конструкции печатных плат делят на пять классов точности. Печатные платы 1-го и 2-го классов точности наиболее просты в исполнении, надежны в эксплуатации и имеют минимальную стоимость; для ПП 3 класса точности необходимо использовать высококачественные материалы, более точный инструмент и оборудование; для ПП 4 и 5 классов – специальные материалы, прецизионное оборудование, особые условия при изготовлении. Печатные платы 1-го класса точности применяют при малой и средней плотности размещения дискретных элементов.

6.2 Конструкции и параметры печатных плат

 

Конструкции печатных плат характеризуются группой параметров:

структурных;

геометрических;

электрических.

К структурным параметрам относятся общее число слоев и их конструкция (односторонние и двусторонние).

Структуру конструкции печатной платы образуют элементы конструкции:

соединительные проводники и зазоры между ними;

контактные площадки и зазоры между ними;

переходные отверстия.

Форма металлизированных отверстий, как правило, выбирается круглая; форму остальных элементов желательно выбирать прямоугольной или состоящей из прямоугольников, соединенных различными способами.

К геометрическим параметрам относятся:

ширина печатных проводников на сигнальных слоях и зазоров между проводниками;

диаметры металлизированного отверстия;

ширина зазора между металлизированными отверстиями и между отверстиями и проводниками;

расстояние между сигнальными и потенциальными слоями, в частности между слоями питания и земли;

шаг сетки и ширина проводников на потенциальных слоях;

толщина печатной платы заданной структуры и ее отклонение от номинала.

К электрическим параметрам относятся:

сопротивление и емкость печатных проводников на сигнальных слоях;

коэффициент связи между печатными проводниками, определяемый уровнем взамных помех.

Электрические параметры определяют требования к трассировке, геометрическим параметрам сигнальных проводников и расположению сигнальных и потенциальных слоев относительно друг друга. При отсутствии требований к электрическим параметрам печатных плат от технологического процесса изготовления печатных плат. При выборе структуры печатных плат устройств среднего и высокого быстродействия наиболее важным является обеспечение электрических параметров. Как правило, в этом случае используют многослойные печатные платы.

Структура многослойных печатных плат может быть рассмотрена как множество отдельных и независимых потенциальных, сигнально-потенциальных и технологических звеньев. Расположение и характер печатного рисунка потенциальных и технологических звеньев практически не влияют на характер сигнальных проводников.

Потенциальные звенья находятся в многослойных печатных платах между сигнально-потенциальными звеньями. Их применяют в конструкциях плат при относительно большом числе источников питания или при необходимости дублирования некоторых потенциальных слоев для увеличения трассировочной площади при больших потребляемых токах. Наличие технологических слоев, располагаемых с наружных сторон многослойной печатной платы, определяется, как правило, особенностями технологического процесса изготовления многослойных печатных плат.

Основными структурными звеньями в многослойных печатных платах являются сигнально-потенциальные. Они могут быть с одним и с двумя потенциальными слоями и двусторонним их расположением относительно сигнальных слоев. Потенциальные слои сигнально-потенциальных звеньев в структуре многослойных печатных плат являются смежными и располагаются рядами. Следовательно, сокращая расстояния между звеньями, можно получить минимальное сопротивление цепей питания.

Число сигнальных слоев в сигнально-потенциальных звеньях не превышает двух, так как во избежание перекрестных помех печатные проводники прокладываются в разных слоях под прямым углом, чтобы не располагаться один непосредственно под другим. В этом случае взаимная емкость сигнальных проводников оказывается минимальной. Минимальна она и при уменьшении ширины печатного проводника, что позволяет развести соединения более сложной схемы в меньшем числе слоев. Однако уменьшение ширины печатного проводника сказывается на требованиях к точности изготовления печатной платы.

По плотности проводящего рисунка и точности изготовления печатные платы и гибкие печатные кабели делятся на три класса.

Первый класс характеризуется наименьшей плотностью проводящего рисунка и наименьшей точностью изготовления. Второй и третий – повышенной и высокой плотностью проводящего рисунка и высокой точностью изготовления. Рекомендуется выполнять платы всех размеров с плотностью проводящего рисунка, соответствующей первому классу. На платах размерами 170´280 мм может быть создана плотность проводящего рисунка, соответствующая второму и третьему классам. На одной печатной плате могут располагаться элементы проводящего рисунка разных классов. В этом случае печатная плата относится к более высокому классу.

Печатные проводники, как правило, выполняются одинаковой ширины на всем их протяжении. В виде исключения проводники сужают до минимально допустимых значений на небольшой длине в «узких» местах и в местах перекрестий проводников различных слоев. Рекомендуется не размещать проводники на минимально допустимом расстоянии от других печатных элементов. Если существует возможность, то необходимо использовать проводники максимальной ширины.

 

6.3 Разработка печатной платы

 

По конструкции печатные платы с жестким и гибким основанием делятся на типы:

односторонние;

двусторонние;

многослойные.

Для управляющего модуля устройства РЕТОМ-30КА необходимо использовать четырехслойную печатную плату. Многослойная ПП представляет собой коммутационный узел, состоящий из чередующихся проводниковых и изоляционных слоев, в котором проводниковые слои соединены между собой при помощи металлизированных отверстий. Между сигнальными слоями ПП располагаются два слоя: слой «земли» и слой «питания».

Преимущества многослойных печатных плат:

высокая плотность монтажа, что уменьшает габариты и массу аппаратуры, требует уменьшения ширины проводников, расстояний между ними, размеров контактных площадок, увеличивает число слоев и внутренних межслойных переходов, уменьшает длину электрических связей и в результате повышает быстродействие электронной аппаратуры;

устойчивостью к климатическим и механическим воздействиям;

стабильность электрических сигналов, в частности, за счет сокращения количества контактов разъемов;

наличие экранирующих слоев между любыми внутренними слоями или на наружных слоях, которые позволяют экранировать схему от внешних и внутренних воздействий, которые также можно использовать в качестве эффективных теплоотводов и создания специальных структур.

Недостатки многослойных печатных плат:

высокая стоимость;

значительная трудоемкость изготовления и проектирования;

более высокий по сравнению с двуслойными ПП процент брака;

возможность нарушения электрических связей в местах контакта торцев контактных площадок внутренних слоев и столбика меди в отверстиях в процессе эксплуатации;

высокие требования к точности изготовления элементов печатного рисунка.

В соответствии с ГОСТ 2.3751-86 для данного изделия необходимо выбрать 4-й класс точности печатной платы.

В соответствии с требованиями ГОСТ 4.077.000 выбираем материал для платы на основании стеклоткани – стеклотекстолит фольгированный СФ-2-50-1,5 (ГОСТ 10316-78). Толщина 1,5 мм, т. к. печатные платы из эпоксидного стеклотекстолита характеризуются меньшей деформацией, чем печатные платы из фенольного и эпоксидного гетинакса. В качестве фольги для фольгирования диэлектрического основания будет использована медная фольга, так как алюминиевая плохо паяется, а никелевая дороже стоит.

На плате не желательно иметь более трех различных диаметров отверстий. Все отверстия, кроме крепежных, должны выполняться металлизированными. Центры всех отверстий на печатной плате должны располагаться в узлах координатной сетки.

Расчет площади печатной платы.

Площадь печатной платы находится по формуле:

 

,

 

где SПП – площадь печатной платы,

– общая площадь радиоэлементов на плате,

КЗ – коэффициент заполнения.

Расчет площади печатной платы представлен в таблице 6.1.

 

Таблица 6.1 – Расчет площади печатной платы

ОбозначениеКоличество элементов NЗанимаемая элементами площадь SЭ, мм2
Резисторы R1451336
Конденсаторы C1011013
Дроссели L5395
Диоды VD38511
Транзисторы VT12602
Аналоговые микросхемы DA303077
Цифровые микросхемы DD194958
Разъемы XP17949
Реле K10454
Кварц ZQ3275
Пьезоизлучатель BA180
ИТОГО: 13650

 

Выберем коэффициент заполнения 0.65, тогда площадь печатной платы:

 

21000 мм2

 

В соответствии с требованиями ГОСТ выбираем необходимый размер печатной платы. Получим плату с размерами 100´210 мм. Учитывая размеры других конструкторско-технологических зон, получим плату размером 115´230 мм.

Печатная плата представлена в приложении Д.

Спецификация на сборочный чертеж приведена в приложении Е.


6.4 Выводы по главе

 

В конструкторской части дипломного проекта рассмотрены требования к печатным платам в соответствии с ГОСТ, а именно: требования к форме, линейным размерам, толщине платы, плотности монтажа, размещению элементов на печатной плате и др. Кроме того, рассмотрены конструкции и параметры печатных плат.

Разработана печатная плата управляющего модуля устройства РЕТОМ-30КА. Описаны этапы разработки печатной платы. Представлены основные параметры и характеристики разработанной печатной платы. Произведен расчет площади платы и выбраны линейные размеры ее сторон в соответствии с ГОСТ.


7 Экономическая часть

 

7.1 Определение себестоимости изделия

 

Себестоимость изготовления нового изделия определяется точным методом на основе нормативов материальных и трудовых затрат. В основе точного метода расчета лежит использование системы технико-экономических норм и нормативов всех видов текущих затрат.

Исходными данными для проведения этого вида расчета являются:

спецификация основных сборочных единиц и комплектов, входящих в проектируемое изделие;

спецификация основных материалов, покупных изделий и полуфабрикатов, расходуемых на изготовление деталей, сборку, монтаж, настройку и регулировку изделия в целом;

прейскуранты оптовых цен на материалы и комплектующие изделия;

размеры цеховых, общезаводских, внепроизводственных и транспортно-заготовительных расходов;

нормативов отчислений на социальные нужды и дополнительную заработную плату.

7.1.1 Расчет стоимости покупных компонентов

Расчет стоимости покупных компонентов SПК, применяемых при изготовлении изделия, производится по формуле:

 

;

,

 

где ЦМИ – цена компонента одного типа, используемого в данном изделии;

CМИ – стоимость единицы покупных компонентов;

NМИ – количество компонентов одного типа на одно изделие;

M – количество видов компонентов.

Перечень применяемых компонентов, их цены и необходимое количество приведены в таблице 7.1.

 

Таблица 7.1 – Перечень применяемых компонентов

Наименование компонентаКоличество, шт.Цена, руб.Сумма, руб.
Резисторы типа Р1-12411,6446,56
Диоды типа BZX55C6V221,713,42
Диоды типа LL4148360,2810,08
Транзисторы BC 807-1623,507
Транзисторы BC 817-16101,4014
Микросхема ADG408BR166,7866,78
Микросхема AM1P-0505SH304106,01424,04
Микросхема AT25640AN-10SU113,9413,94
Микросхема FT232BM167,6567,65
Микросхема IRU1117-33CS18,568,56
Микросхема LM79L05ACM12,012,01
Микросхема LTV81724,609,2
Микросхема MAX660CSA284,06168,12
Микросхема MAX809-EUR-T130,0930,09
Микросхема OP113FS341,01123,03
Микросхема LM311M38,3024,9
Микросхема OP4177AR2107,91215,82
Микросхема PVT422462,91251,64
Микросхема REF192GS335,25105,75
Микросхема 74HC165D23,967,92
Микросхема 74HC4066D23,016,02
Микросхема 74HC138D25,3010,6
Микросхема 74HC595D44,1116,44
Микросхема 74HC14D25,0210,04
Микросхема 74HCT244D14,114,11
Микросхема AD7898AR-33145,32435,96
Микросхема LPC2148FBD641254,00254
Микросхема ADUM1402BRW3100,90302,7
Реле FTR-3GA4.5Z1032,61326,1
Разъем PBS 1,27-10A/BS110,9010,9
Итого:  2977,4

 

Стоимость применяемых компонентов на одно изделие равна SПК = 2977,4 руб.

 

7.1.2 Расчет транспортно-заготовительных расходов

Транспортно-заготовительные расходы составляют 15% от стоимости покупных изделий:

 

SТР = 0,15*SПК = 0,15*2977,4 = 446,61 руб.

 

Суммарные затраты будут равны:

 

SП = SТР + SПК = 446,61+2977,4 = 3424,01 руб.

 

7.1.3 Расчет стоимости материальных затрат

Стоимость материальных затрат определяется следующим образом:

 

;

,

 

где ЦММ – цена данного материала за норму, расходуемую на единицу изделия:

NММ – норма расхода материала на единицу изделия;

СММ – цена материала;

М – количество видов материалов.

Расчет стоимости материальных затрат приведен в таблице 7.2.

 

 

Таблица 7.2 – Расчет стоимости материальных затрат

Наименование материалаКоличество, кгЦена, руб.Сумма, руб.
Стеклотекстолит0,2212026,4
Лак УР-2310,0221904,18
Припой ПОС-610,420080
Канифоль0,2510025
Спирт0,29018
Итого:  153,58
Транспортные:  23,037
Всего SИМ:  176,617

 

7.1.4 Расчет основной заработной платы производственных рабочих

Основная заработная плата производственных рабочих определяется как:

 

;

,

 

где ЦР – зарплата рабочих по каждому виду работ;

ТФ – норма тарифной ставки по каждому виду работ;

Ч – нормо-часы по каждому виду работ;

М – количество видов работ.

Расчет основной заработной платы приведен в таблице 7.3.

 

Таблица 7.3 – Расчет основной заработной платы

Наименование технической операцииТрудоемкость изготовления
Норма времени, ч.Часовая тарифная ставка, руб/ч.Тарифная заработная плата, руб.
Формовка р/э0,2336684,18
Монтаж1,9366695,4
Промывка0,0636621,96
Настройка0,136636,6
Тестирование0,1936669,54
Лакировка0,3366109,8
Сборка устройства0,2536691,5
Упаковка0,4366146,4
Итого:  1255,38

 

7.1.5 Расчет дополнительной заработной платы

Дополнительная заработная плата берется из расчета 10-15% от основной заработной платы:

 

SД = 0,1*SР = 0,1*1255,38 = 125,53

7.1.6 Отчисления на социальное страхование

Отчисления на социальное страхование берутся из расчета 35,8% от суммы основной и дополнительной заработной платы:

 

NСС = 0,358*(SР + SД)= 0,358*(1255,38+125,53) = 494,36 руб.

7.1.7 Цеховые расходы

Цеховые расходы берутся из расчета 120-150% от основной заработной платы:

 

WЦР = 1,2*SР = 1,2*1255,38 = 1506,45 руб.

7.1.8 Общезаводские расходы

Цеховые расходы берутся из расчета 60-90% от основной заработной платы:

 

WЗР = 0,6*SР = 0,6*1255,38 = 753,22 руб.


7.1.9 Заводская стоимость изготовления

 

СЗ = SП + SИМ + SР + SД + NCC + WЦР + WЗР = 3424,01+176,617+1255,38+125,53+494,36+1506,45+753,22=7735,56 руб.

7.1.10 Внепроизводственные расходы

Внепроизводственные расходы берутся из расчета 2-5% от стоимости устройства:

 

WВР = 0,02*СЗ = 0,02*7735,56 = 154,71 руб.

7.1.11 Себестоимость разработки

 

С = СЗ + WВР = 7735,56 + 154,71 = 7890,27 руб.

 

Задаваясь величиной прибыли 25% к полной себестоимости, получаем оптовую цену изделия:

 

СЦ = С + 0,25*С = 7890,27 + 0,25*7890,27 = 7890,27+1972,568 = 9862,83 руб.

 

Результаты расчетов представлены в таблице 7.4.

 

Таблица 7.4 – Перечень затрат

Статьи затратСумма, руб./изд.
Покупные изделия3424,01
Основные материалы176,617
Основная зарплата1255,38
Дополнительная зарплата125,53
Отчисления на социальное страхование494,36
Цеховые расходы1506,45
Общезаводские расходы753,22
Заводская себестоимость7735,56
Внепроизводственные расходы154,71
Себестоимость разработки7890,27
Плановая прибыль1972,568
Оптовая цена9862,83

 

Следует отметить, что в показатель себестоимости продукции входят затраты на единицу продукции, включая и накладные расходы. Чем больше выпускаемая партия (крупносерийное или массовое производство), тем меньше себестоимость выпускаемой продукции.

 

7.2 Расчет затрат на разработку программы

 

7.2.1 Расчет трудоемкости

Трудоемкость выполнения проекта ТПП в целом:

 

ТПП = tТЗ + tЭП + tТП + tРП + tВ,

 

где tТЗ – трудоемкость разработки технического задания;

tЭП – трудоемкость разработки эскизного проекта;

tТП – трудоемкость разработки технического проекта;

tРП – трудоемкость разработки рабочего проекта;

tВ – трудоемкость внедрения.

Трудоемкость разработки технического задания рассчитывается по формуле:

 

tТЗ = ТЗРЗ+ ТЗРП= tЗ * КЗРЗ+ tЗ * КЗРП=1*1+2*1=3 чел.-дни,

 

где ТЗРЗ– затраты времени разработчика постановки задач на разработку ТЗ, чел.-дни;

ТЗРП– затраты времени разработчика программного обеспечения на разработку ТЗ, чел.-дни.

Трудоемкость разработки эскизного проекта рассчитывается по формуле:

 

tЭП = ТЭРЗ + ТЭРП = tЭ * КЭРЗ + tЭ * КЭРП =1*1+1*1=2 чел.-дни,

 

где ТЭРЗ – затраты времени разработчика постановки задач на разработку ЭП, чел.-дни;

ТЭРП – затраты времени разработчика программного обеспечения на разработку ЭП, чел.-дни.

Трудоемкость разработки технического проекта tТП зависит от его функционального назначения, количества разновидностей форм входной и выходной информации и определяется как сумма времени, затраченного разработчиком постановки задач и разработчиком программного обеспечения, т.е.:

 

tТП = (tТРЗ + tТРП) * КВ * КР,

 

где tТРЗ, tТРП – норма времени, затрачиваемого на разработку ТП разработчиком постановки задач и разработчиком программного обеспечения соответственно, чел.-дни;

КВ – коэффициент учета вида используемой информации;

КР – коэффициент учета режима обработки информации.

Значение коэффициента КВ определяют из выражения:

 

КВ=(КП*nП+КНС*nНС+КБ*nБ)/(nП+nНС+nБ)=(1*10+0,72*5+2,08*0)/15=0,91

 

где КП, КНС, КБ – значения коэффициентов учета вида используемой информации для переменной, нормативно-справочной информации и баз данных соответственно; nП, nНС, nБ – количество наборов данных переменной, нормативно-справочной информации и баз данных соответственно.

Таким образом:

 

tТП = (1 + 1) * 0,91 * 1,26 = 2,1 чел.-дни.

 

Трудоемкость разработки рабочего проекта tРП зависит от функционального ПП, количества разновидностей форм входной и выходной информации, сложности алгоритма функционирования, сложности контроля информации, степени использования готовых программных модулей, уровня алгоритмического языка программирования и определяется по формуле:

 

tРП = КК*КР*КЯ*КЗ*КИА (tРРЗ + tРРП),

 

где КК – коэффициент учета сложности контроля информации;

КЯ – коэффициент учета уровня используемого алгоритмического языка программирования;

КЗ – коэффициент учета степени использования готовых программных модулей;

КИА – коэффициент учета вида используемой информации и сложности алгоритма ПП;

tРРЗ, tРРП – норма времени, затрачиваемого на разработку РП на алгоритмическом языке высокого уровня разработчиком постановки задач и разработчиком программного обеспечения соответственно, чел.-дни.

Значение коэффициента КИА определяют из выражения:

 

КИА=(КП*nП+КНС*nНС+КБ*nБ)/(nП+nНС+nБ)=(1*10+0,48*5+0,4*0)/15=0,83

 

где КП, КНС, КБ – коэффициенты учета сложности алгоритма ПП и вида используемой информации для переменной, нормативно-справочной информации и баз данных соответственно.

Таким образом:

 

tРП = 1*1,32*1*0,83*(1 + 1) = 2,3 чел.-дни.

 

Трудоемкость выполнения внедрения tВ может быть рассчитана по формуле:

 

tВ = (tВРЗ + tВРП)*КК*КР*КЗ = (1+1)*1*1,21*0,7 = 1,6 чел.-дни,

 

где tВРЗ, tВРП – норма времени, затрачиваемого разработчиком постановки задач и разработчиком программного обеспечения соответственно на выполнение процедур внедрения ПП, чел.-дни.

Таким образом, общая трудоемкость составляет:

 

ТПП = 3+2+2,1+2,3+1,6 = 11 чел.-дни.

 

Затраты на разработку программной продукции могут быть представлены в виде сметы затрат, включающей в себя следующие статьи: материалы, специальное оборудование, основная заработная плата, дополнительная заработная плата, отчисления на социальное страхование, производственные командировки, накладные расходы, контрагентские расходы.

7.2.2 Основная заработная плата

В статью включается основная заработная плата всех исполнителей, непосредственно занятых разработкой данного ПП, с учетом их должностного оклада и времени участия в разработке. Расчет ведется по формуле:

 

СЗО = 8000*(11/21) = 4190,47 руб.,

 

где Зi – среднемесячный оклад i-го исполнителя;

ti – трудоемкость работ, чел.-дни;

a – среднее количество рабочих дней в месяце.

7.2.3 Дополнительная заработная плата

В статье учитываются все выплаты непосредственным исполнителям за время, непроработанное на производстве, в том числе: оплата очередных отпусков, компенсации за недоиспользованный отпуск, оплата льготных часов подросткам и др. Расчет ведется по формуле:

 

СЗД = СЗО*aД =4190,47*0,2 = 838 руб.,

 

где aД – коэффициент отчислений на дополнительную зарплату, 20%.

7.2.4 Отчисления на социальное страхование

В статье учитываются отчисления в бюджет социального страхования по установленному законодательством тарифу от суммы основной и дополнительной заработной платы, т.е.

 

ССС= aСС *(СЗО+ СЗД)=0,358*(4190,47 + 838) = 1800,22 руб.,

 

где aСС – коэффициент отчислений на социальное страхование, 35,8%.


7.2.5 Накладные расходы

В статье учитываются затраты на общехозяйственные расходы и расходы на управление. Накладные расходы определяют в процентном отношении к основной заработной плате:

 

СН= aН *СЗО = 0,4*4190,47 = 1676,18 руб.,

 

где aН – коэффициент накладных расходов, aН = 0,4.

Результаты расчетов представлены в таблице 7.5.

 

Таблица 7.5 – Затраты на разработку программной продукции

Наименование статьиСметная себестоимость, руб.
Основная зарплата4190,47
Дополнительная зарплата838
Отчисления на социальное страхование1800,22
Накладные расходы1676,18
Итого:8504,87

 

Сложив все затраты на разработку устройства, получим сумму 16395 руб.

7.3 Выводы по главе

 

В данном разделе была рассчитана полная себестоимость управляющего модуля, она составила 16395 руб. Она включает в себя как затраты на изготовление платы управляющего модуля, так и затраты на разработку программной части.

 

  1. Безопасность и экологичность проекта

 

Федеральный Закон “Об основах охраны труда в Российской Федерации”, принятый 17.07.99 г. № 181-ФЗ, устанавливает гарантии осуществления права трудящихся на охрану труда, на безопасные условия труда.

Согласно этому закону, охрана труда – это система обеспечения безопасности жизни и здоровья работников в процессе трудовой деятельности, включающая правовые, социально-экономические, организационно-технические, санитарно-гигиенические, лечебно-профилактические, реабилитационные и иные мероприятия.

Основной нормативно-технической документацией по охране труда являются:

системы стандартов безопасности труда;

республиканские стандарты (РСТ);

отраслевые стандарты (ОСТ);

стандарты предприятий;

строительные нормы и правила (СНиП);

санитарные нормы и правила (СанПиН);

правила устройства и безопасности эксплуатации (ПУБЭ);

правила безопасности (ПБ);

инструкции по безопасности (ИБ).

Все многообразие законодательных актов, мероприятий и средств, включенных в понятие охраны труда, направлено на создание условий труда, исключающих воздействие на работников опасных и вредных производственных факторов.

Техника безопасности – система организационных мероприятий и технических средств, предотвращающих воздействие на работающих опасных производственных факторов (ГОСТ 12.0.002-80). Техника безопасности предусматривает обеспечение безопасности производственного оборудования и производственных процессов; внедрение новых машин, механизмов, инструмента, сконструированных с соблюдением всех требований охраны труда; установку оградительных и блокирующих устройств; внедрение автоматической сигнализации, обеспечивающей безопасные условия на рабочих местах; применение средств коллективной и индивидуальной защиты и др.

Производственная санитария – это система организационных мероприятий и технических средств, предотвращающая или уменьшающая воздействие на работающих вредных производственных факторов ( ГОСТ 12.0.002-80 ).

При разработке устройств используются программное обеспечение, установленное на персональном компьютере. Следовательно, говоря о безопасности труда в данном дипломном проекте, следует проанализировать безопасность труда при работе с ПЭВМ в помещении.

 

8.1 Анализ и оценка опасных и вредных производственных факторов при работе на ЭВМ

 

В процессе трудовой деятельности при нарушении безопасных условий труда на человека могут воздействовать опасные и вредные производственные факторы.

Опасный производственный фактор – это такой производственный фактор, воздействие которого на работающего в определенных условиях приводит к травме или другому внезапному резкому ухудшению здоровья.

Вредный производственный фактор – это такой производственный фактор, воздействие которого на работающего в определенных условиях приводит к заболеванию или снижению работоспособности. В зависимости от уровня и продолжительности воздействия вредный производственный фактор может стать опасным.

К вредным производственным факторам относятся: неоптимальный состав и состояние воздуха, неоптимальное освещение, повышенный уровень шума, неправильная организация рабочих мест.

Источником пыли в машинном зале являются трущиеся механические части внешних устройств ЭВМ и недостаточное кондиционирование воздуха. Вредные вещества, хорошо растворяясь в биологических средах, способны вступать с ними во взаимодействия, вызывая нарушения нормальной жизнедеятельности. В результате их действия у человека возникает болезненное состояние – отравление, опасность которого зависит от продолжительности воздействия, концентрации и вида вещества.

Человек постоянно находится в процессе теплового взаимодействия с окружающей средой. При воздействии высокой температуры, интенсивного теплового излучения возможен перегрев организма, который характеризуется повышением температуры тела, обильным потоотделением, учащением пульса и повышением частоты дыхания, резкой слабостью, головокружением, а в тяжелых случаях – появлением судорог или теплового удара. Источником высокой температуры в машинном зале ВЦ являются внешние устройства ЭВМ, а также плохая работа кондиционеров. Работа за компьютером относится к лёгкой категории работ. Для этой категории оптимальной является температура 22˚С – 25˚С.

Влажность воздуха оказывает большое влияние на терморегуляцию организма. Оптимальная величина относительной влажности составляет 40-60%.

Движение воздуха в помещениях является важным фактором, влияющим на тепловое самочувствие человека. Скорость движения воздуха не должна превышать 0,1 м/с.

Правильно спроектированное и выполненное освещение обеспечивает возможность нормальной производственной деятельности. При освещении производственных помещений используют естественное и искусственное освещение. Недостаток естественного света предусматривает применение системы смешанного освещения.

Недостаточное освещение приводит к напряжению зрения, преждевременной усталости и ослабляет внимание. Чрезмерно яркое освещение вызывает ослепление, раздражение и резь в глазах. Неправильное направление света на рабочее место может создать резкие тени, блики и дезориентировать работающего. Это может привести к профессиональным заболеваниям.

Сохранность зрения человека, состояние его центральной нервной системы и безопасность на производстве в значительной мере зависят от условий освещения.

Одним из наиболее распространенных факторов внешней среды, неблагоприятно воздействующих на организм человека, является шум.

Источником шума в помещении ВЦ являются механические устройства ЭВМ. Человек, работая при шуме, привыкает к нему, но продолжительное действие сильного шума вызывает общее утомление, может привести к ухудшению слуха, а иногда и к глухоте, нарушается процесс пищеварения, происходит изменение объема внутренних органов. Эти вредные последствия шума тем больше, чем сильнее шум и продолжительнее его действие. Таким образом, шум на рабочем месте не должен превышать допустимых уровней, значения которых приведены в ГОСТ 12.1.003-83.

Допустимые уровни шума приведены в таблице 8.1.

 

Таблица 8.1 – Допустимые уровни шума

Рабочее местоУровни звукового давления в дБ в октавных полосах со среднегеометрическими частотами, Гц
631252505001000200040008000
Помещение

программистов

7161544945424038

 

 

Большое количество болезней и недомоганий связано с переутомлением при работе с компьютерами, возникающим вследствие длительной работы без отдыха, неправильной позы оператора, а также неправильного обращения с компьютерами. Несоответствие параметров рабочего места антропометрическим характеристикам оператора приводит к нарушению его костно-мышечной системы, у операторов из-за длительных статических нагрузок наблюдаются заболевания опорно-двигательного аппарата, невриты, остеохондроз, радикулиты.

При эксплуатации системы, опасные производственные факторы могут возникнуть либо в случаях нарушения правил безопасной эксплуатации вычислительной техники и других электроприборов, например, при отсутствии заземления или при наличии оголенных проводов, либо в таких экстремальных случаях, как возникновение пожара.

Проходя через организм, электрический ток оказывает термическое , электролитическое и биологическое действие. В результате могут возникнуть различные нарушения и даже полное прекращение деятельности органов дыхания и кровообращения. Величина тока, протекающего через тело человека, является главным фактором, от которого зависит исход поражения: чем больше ток, тем опаснее его действие.

Несмотря на разнообразие вредных производственных факторов, которые могут воздействовать на человека, работающего за персональным компьютером, следует иметь в виду, что, выполняя правила и нормы производственной санитарии, можно избежать большинства негативных последствий для здоровья, связанных с использованием компьютеров.

 


8.2 Выбор средств защиты, обеспечивающих безопасность и комфортность труда

 

8.2.1 Организация рабочих мест

Организацию рабочих мест надо осуществлять на основе современных эргономических требований. Конструкция рабочей мебели (столы, кресла или стулья) должна обеспечивать возможность индивидуальной регулировки соответственно росту работающего и создавать удобную позу. Часто используемые предметы труда и органы управления должны находиться в оптимальной рабочей зоне. Рабочее место для выполнения работ в положении сидя должно соответствовать требованиям ГОСТ 12.2.032-78, ГОСТ 22269-76, ГОСТ 21829-76 и требованиям технической эстетики. В конструкции его элементов необходимо учитывать характер работы, психологические особенности человека и его антропометрические данные.

Рабочий стол должен регулироваться по высоте в пределах 680-760 мм; при отсутствии такой возможности его высота должна составлять 720 мм. Оптимальные размеры рабочей поверхности столешницы – 1600 х 900 мм. Под столешницей рабочего стола должно быть свободное пространство для ног с размерами по высоте не менее 600 мм, по ширине 500 мм, по глубине 650 мм. На поверхности рабочего стола для документов необходимо предусматривать размещение специальной подставки, расстояние которой от глаз должно быть аналогичным расстоянию от глаз до клавиатуры, что позволяет снизить зрительное утомление.

Рабочий стул (кресло) должен быть снабжен подъемно-поворотным устройством, обеспечивающим регулировку высоты сидения и спинки; его конструкция должна также предусматривать изменение угла наклона спинки. Рабочее кресло должно иметь подлокотники. Регулировка каждого параметра должна легко осуществляться, быть независимой и иметь надежную фиксацию. Высота поверхности сидения должна регулироваться в пределах 400-500 мм. Ширина сидения должна составлять не менее 400 мм, глубина – не менее 380 мм. Высота опорной поверхности спинки должна быть не менее 300 мм, ширина – не менее 380 мм. Радиус ее кривизны в горизонтальной плоскости – 400 мм. Угол наклона спинки должен изменяться в пределах 90-110° к плоскости сидения.

Материал покрытия рабочего стула должен обеспечивать возможность легкой очистки от загрязнений. Поверхность сидения и спинки должна быть полумягкой, с нескользящим, неэлектризующим и воздухонепроницаемым покрытием.

На рабочем месте необходимо предусматривать подставку для ног. Ее длина должна составлять 400 мм, ширина 350 мм. Необходимо предусматривать регулировку высоты подставки в пределах 0-150 мм и угла ее наклона – в пределах 0-20°.

Технические мероприятия, обеспечивающие безопасные условия труда, должны соответствовать следующим требованиям.

8.2.2 Требования к видеотерминальному устройству

Видеотерминальное устройство должно отвечать следующим техническим требованиям:

яркость свечения экрана – не менее 100 кд/м?;

минимальный размер светящейся точки – не более 0.4 мм для монохромного дисплея и не более 0.6 мм для цветного дисплея;

контрастность изображений знака – не менее 0.8;

частота регенерации изображения при работе с позитивным контрастом в режиме обработки текста – не менее 72 Гц;

количество точек на строке – не менее 640;

низкочастотное дрожание изображения в диапазоне 0.05-1.0 Гц должно находиться в пределах 0.1 мм;

экран должен иметь антибликовое покрытие;

размер экрана должен быть не менее 31 см по диагонали, а высота символов на экране – не менее 3.8 мм, при этом расстояние от глаз оператора до экрана должно быть в пределах 40-80 см.

Неиспользуемое рентгеновское излучение, а также излучения в ультрафиолетовом, инфракрасном и радиочастотном диапазонах должны соответствовать гигиеническим нормам (ГОСТ 12.2.003-74, ГОСТ 12.3.002-75, ГОСТ 12.1.006-84).

Клавиатура не должна быть жестко связана с дисплеем. В клавиатуре необходимо предусмотреть возможность звуковой обратной связи от включения клавиш с возможностью регулировки. Диаметр клавиш – в пределах 10-19 мм, сопротивление 0.25-1.5 H. Поверхность клавиш должна быть вогнутой, расстояние между ними – не менее 3 мм. Наклон клавиатуры должен находиться в пределах 10-15°.

Дисплей должен быть оборудован поворотной площадкой, позволяющей перемещать его в горизонтальной и вертикальной плоскостях в пределах 130-220 мм и изменять угол наклона экрана на 10-15°.

При работе с текстовой информацией наиболее физиологичным является представление черных знаков на светлом (белом) фоне.

 

8.2.3 Требования к планировке и размещению оборудования

Вычислительные машины устанавливаются и размещаются в соответствии с требованиями технических условий заводов изготовителей. Минимальная ширина проходов с передней стороны пультов и панелей управления оборудованием ЭВМ при однорядном его расположении должна быть не менее 1 метра, при двухрядном – не менее 1.2 метра.

Видеотерминальные устройства должны располагаться при однорядном их размещении на расстоянии не менее 1 м от стен; рабочие места с дисплеями должны располагаться между собой на расстоянии не менее 1.5 м.

Площадь помещений для работников из расчета на одного человека следует предусматривать величиной не менее 6 м?, кубатуру – не менее 19.5 м? с учетом максимального числа одновременно работающих в смену.

В машинных залах ЭВМ, где особенности эксплуатации оборудования обуславливают повышенную подвижность воздуха, значительные уровни звука и другие неблагоприятные факторы производственной среды, постоянные рабочие места операторов ЭВМ необходимо размещать в изолированных кабинах, площадь которых из расчета на одного человека должна быть не менее 6 м?, кубатура – не менее 20 м?.

8.2.4 Требования к освещению

Освещение в помещениях должно быть смешанным (естественным и искусственным).

Естественное освещение должно осуществляться в виде бокового освещения. Величина коэффициента естественной освещенности (к. е. о.) должна соответствовать нормативным уровням по СНиП 11-4-79 “Естественное и искусственное освещение. Нормы проектирования”. При выполнении работы категории высокой зрительной точности к. е. о. должен быть не ниже 1.5%, при зрительной работе средней точности не ниже 1.0%. Ориентация светоприемов для помещений с ЭВМ должна быть северной.

Искусственное освещение следует осуществлять в виде комбинированной системы освещения с использованием люминесцентных источников света в светильниках общего освещения. Светильники общего освещения следует располагать над рабочими поверхностями в равномерно-прямоугольном порядке. Уровни искусственной освещенности на рабочих местах должны соответствовать нормативным величинам по СНиП 11-4-79. Величина освещенности при искусственном освещении люминесцентными лампами должна быть в горизонтальной плоскости не ниже 300 лк для систем общего освещения и не ниже 750 лк для систем комбинированного освещения.

При работе операторов и программистов с видеотерминальными устройствами, имеющими негативное изображение (светлые знаки на темном фоне), уровни искусственной освещенности в горизонтальной плоскости от светильников общего назначения должны составлять:

не ниже 200 лк при систематическом использовании дисплеев и работе в режиме диалога;

не ниже 500 лк при использовании видеотерминального устройства и одновременной работе с документацией, а также при вводе данных в ЭВМ.

Для предотвращения засветок экранов дисплеев прямыми световыми потоками должны применяться светильники общего освещения, расположенные между рядами рабочих мест или зон с достаточным боковым смещением. При этом линии светильников располагаются параллельно светопроемам.

Осветительные установки должны обеспечивать равномерную освещенность с помощью преимущественно отраженного или рассеянного светораспределения; они не должны создавать слепящих бликов на клавиатуре и других частях пульта, а также на экране видеотерминала в направлении глаз оператора. Для исключения бликов отражения на экранах от светильников общего назначения необходимо применять антибликерные сетки, специальные фильтры для экранов, защитные козырьки или располагать источники света параллельно направлению на экран с обеих его сторон. При рядном размещении оборудования не допускается расположение дисплеев экранами друг к другу.

Местное освещение обеспечивается светильниками, установленными непосредственно на столешнице стола или на его вертикальной панели, а также вмонтированными в козырек пульта. Если возникает необходимость использования индивидуального светового источника, то он должен иметь возможность ориентации в разных направлениях и быть оснащен устройством для регулирования яркости и защитной решеткой, предохраняющей от ослепления и отраженного блеска.

Источники света по отношению к рабочему месту следует располагать таким образом, чтобы исключить попадание в глаза прямого света. Защитный угол арматуры у этих источников должен быть не менее 300°.

Пульсация освещенности используемых люминесцентных ламп не должна превышать 10%. При естественном освещении следует применять средства солнцезащиты, снижающие перепады яркостей между естественным светом и свечением экрана видеотерминала. В качестве таких средств можно использовать пленки с металлизированным покрытием или регулируемые жалюзи с вертикальными ламелями. Кроме того, рекомендуется размещение окон с одной стороны рабочих помещений. При этом каждое окно должно иметь светорассеивающие шторы с коэффициентом отражения 0.5-0.7.

В поле зрения оператора видеотерминального устройства должно быть обеспечено соответствующее распределение яркости. Отношение яркости экрана видеотерминала к яркости окружающих его поверхностей не должно превышать в рабочей зоне отношения 3:1.

8.2.5 Расчет освещения рабочего места пользователя ПЭВМ

Рациональное освещение помещений – один из наиболее важных факторов, от которых зависит эффективность трудовой деятельности человека. Хорошее освещение необходимо для выполнения большинства задач оператора. Для того, чтобы спланировать рациональную систему освещения, учитывается специфика рабочего задания, для которого создается система освещения, скорость и точность, с которой это рабочее задание должно выполняться, длительность его выполнения и различные изменения в условиях выполнения рабочих операций.

Помещение, в котором находится рабочее место оператора, имеет следующие характеристики:

длина помещения 16 м;

ширина помещения 6 м;

высота 4 м;

число окон 15;

количество рабочих мест 20;

окраска интерьера: белый потолок, бледно-зеленые стены;

пол, покрытый линолеумом коричневого цвета.

В помещении, где находится рабочее место оператора используется смешанное освещение, т.е. сочетание естественного и искусственного освещения. Искусственное освещение используется при недостаточном естественном освещении. В данном помещении используется общее искусственное освещение.

Расчет его осуществляется по методу светового потока с учетом потока, отраженного от стен и потолка.

Нормами для данных работ установлена необходимая освещенность рабочего места En = 300лк.

Общий световой поток определяется по формуле:

 

,

 

где En – нормированная освещенность (En = 300лк);

S – площадь помещения;

Z1 – коэффициент, учитывающий старение ламп и загрязнение светильников (Z1 =1.5);

Z2 – коэффициент, учитывающий неравномерность освещения помещения (Z2 = 1.1);

V – коэффициент использования светового потока; определяется в зависимости от коэффициентов отражения от стен, потолка, рабочих поверхностей, типов светильников и геометрии помещения.

 

 

Выберем из таблицы коэффициент использования светового потока по следующим данным:

коэффициент отражения побеленного потолка Rn = 70%;

коэффициент отражения от стен, окрашенных в светлую краску Rст = 50%;

коэффициент отражения от пола, покрытого линолеумом темного цвета Rр = 10%;

индекс помещения

 

 

Найденный коэффициент V = 0.34. Определяем общий световой поток

 

Лм

 

Для организации общего искусственного освещения выберем лампы типа ЛБ40.

Люминесцентные лампы имеют ряд преимуществ перед лампами накаливания: их спектр ближе к естественному; они имеют большую экономичность и срок службы (в 10-12 раз). Световой поток одной лампы ЛБ40 составляет не менее Fл = 2810 лм. Число N ламп, необходимых для организации общего освещения определяется по формуле:

 

.

 

В качестве светильников выбираем ПВЛ-1, 2х40 Вт.

Таким образом, чтобы обеспечить световой поток Fобщ = 139764 Лм нужно использовать 25 светильников по 2 лампы ЛБ40 в каждом. Электрическая мощность одной лампы ЛБ40 Wл = 40 Вт. Мощность всей осветительной системы

 

Вт.

8.2.6 Обеспечение электробезопасности

В помещениях ВЦ необходимо содержать в исправном состоянии электропроводку и приборы и соблюдать меры предосторожности при их эксплуатации.

Все электроустановки должны иметь защиту от токов короткого замыкания и других отклонений от нормальных режимов. Плавкие вставки предохранителей должны быть калиброваны с указанием на клейме нормального тока вставки.

Соединения, оконцевания и ответвления жил, проводов и кабелей, во избежание опасных в пожарном отношении переходных сопротивлений, необходимо осуществлять с помощью опрессовки, пайки или специальных зажимов.

Электроприборы разрешается включать в электросеть только при помощи штепсельных соединений заводского изготовления.

При эксплуатации электросетей и электроприборов запрещается:

пользоваться электропроводкой с поврежденной изоляцией;

применять для защиты электросетей вместо автоматических предохранителей, калиброванных плавких вставок защиту кустарного изготовления;

завязывать электропровода, оттягивать электролампы с помощью веревок и ниток, подвешивать абажуры и люстры на электрических проводах, обертывать электролампы бумагой или материей;

пользоваться электроплитами, электрочайником без специальных несгораемых подставок.

Повышение электробезопасности в установках достигается применением систем защитного заземления и зануления. Требования к устройству защитного заземления и зануления электрооборудования определены ПУЭ, в соответствии с которыми они должны устраиваться при нормальном напряжении 380В и выше переменного и 440В и выше постоянного тока.

Защитному заземлению подлежат металлические части электроустановок, доступные для прикосновения человека, которые могут оказаться под напряжением в результате повреждения изоляции. Защитное заземление представляет собой преднамеренное электрическое соединение металлических частей электроустановок с землей или ее эквивалентом.

При пробое изоляции токоведущих частей на корпус, изолированный от земли, он оказывается под фазовым напряжением Uф. В этом случае ток, проходящий через человека,

 

 

где Rч – сопротивление человека; Rсиз – сопротивление средств индивидуальной защиты; при их отсутствии Rсиз = 0.

При наличии заземления вследствие стекания тока на землю напряжение прикосновения уменьшается и, следовательно, ток, проходящий через человека, оказывается меньше, чем в незаземленной установке.

Зануление заключается в преднамеренном соединении металлических нетоковедущих частей оборудования, которые могут оказаться под напряжением вследствие пробоя изоляции, с нулевым защитным проводником.

При замыкании любой фазы на корпус образуется контур короткого замыкания, характеризуемый силой тока весьма большой величины, достаточной для «выбивания» предохранителей в фазных питающих проводах. Таким образом, электроустановка обесточивается. Предусматривается повторное заземление нулевого проводника на случай обрыва нулевого провода на участке, близком к нейтрали. По этому заземлению ток стекает на землю, откуда попадает в заземление нейтрали, по нему во все фазные провода, включая имеющий пробитую изоляцию, далее на корпус. Таким образом, образуется контур короткого замыкания.

Устройство РЕТОМ-30КА работает от сети 380В. Это напряжение опасно для жизни человека. Поэтому строго запрещается производить следующие действия:

прикасаться к токоведущим частям устройства, находящимся под напряжением;

вскрывать блоки комплекса и вносить изменения в схему;

выполнять перекоммутацию во внешних цепях устройства и в зоне регулировки напряжения регулировочного блока во время подачи тока;

работать с незаземленными блоками и приборной стойкой, на которой они располагаются;

подключать и отключать трансформаторные блоки при включенном выключателе «СЕТЬ»;

работать с устройством, имеющим механические повреждения корпусов блоков и соединительных проводов.

Также следует исключить возможность попадания воды внутрь корпусов устройства.

Работа РЕТОМ-30КА связана с выдачей токов свыше 1 кА, которые генерируют электромагнитные поля, вредные для здоровья человека при продолжительном воздействии. Поэтому при работе с устройством рекомендуется находиться на расстоянии 3 – 5 м от него, при этом целесообразно использовать пульт дистанционного управления для запуска и отключения тока.


8.2.7 Требования к вентиляции, отоплению и кондиционированию воздуха

В помещения должны подаваться следующие объемы наружного воздуха:

при кубатуре помещения по 20 м? на одного работающего – не менее 30 м?/ч на человека;

при кубатуре помещения от 20 до 40 м? на работающего – не менее 20 м?/ч на человека;

при кубатуре помещения более 40 м? на одного работающего, наличии окон и отсутствии выделений вредных веществ допускается естественная вентиляция помещений, если не требуется соблюдение технологических параметров чистоты воздуха;

в помещениях без окон и фонарей подача воздуха на одного работающего должна быть не менее 60 м?/ч при соблюдении норм микроклимата и ПДК вредных веществ и пыли.

В помещении на постоянном рабочем месте параметры микроклимата должны соответствовать требованиям СН 4088-86 “Микроклимат производственных помещений”. В залах с работающей вычислительной техникой, на рабочих местах с пультами, при операторских видах работ и т. д. параметры микроклимата должны быть следующими:

В холодные периоды года температура воздуха, скорость его движения и относительная влажность должны соответственно составлять: 22-24°С, 0.1 м/с, 40-60%; температура воздуха может колебаться в пределах от 21 до 23°С при сохранении остальных параметров микроклимата в указанных выше пределах.

В теплые периоды года температура воздуха, скорость его движения и относительная влажность должны соответственно составлять: 23-25°С, 0.1-0.2 м/с, 40-60%; температура воздуха может колебаться в пределах от 22 до 26°С при сохранении остальных параметров микроклимата в указанных выше пределах.

Воздух, поступающий в помещения, должен быть очищен от загрязнений, в том числе от пыли и микроорганизмов.

Запыленность воздуха должна соответствовать требованиям, изложенных в п. 4.13 СН 512-78.

Кондиционирование воздуха должно обеспечивать автоматическое поддержание параметров микроклимата в необходимых пределах в течение всех сезонов года, очистку воздуха от пыли и вредных веществ, создание небольшого избыточного давления в чистых помещениях для исключения поступления неочищенного воздуха. Необходимо также предусмотреть возможность индивидуальной регулировки раздачи воздуха в отдельных помещениях.

8.2.8 Требования к уровням шума

Стены и потолки помещений, где устанавливаются ЭВМ, АЦПУ, перфорационные и клавишные машины, телетайпные аппараты и другое оборудование, являющееся источником шумообразования, должны быть облицованы звукопоглощающим материалом с коэффициентом звукопоглощения не менее aобл = 0.6, независимо от количества единиц установленного оборудования.

В качестве звукопоглощающего материала должны использоваться специальные перфорированные плиты, панели, минералововатные плиты и другой материал аналогичного назначения, а также плотная хлопчатобумажная ткань, которой драпируются потолок и стены. Кроме того, необходимо использовать подвесные акустические потолки.

Для ориентировочной оценки шумовой обстановки допускается использовать одночисловую характеристику – так называемый уровень звука, дБА, измеряемый без частотного анализа по шкале А шумомера, которая приблизительно соответствует частотной характеристике слуха человека. Уровни звука в помещениях, где работают математики-программисты и операторы видеотерминальных устройств, не должны превышать 50 дБА; в помещениях, где работают инженерно-технические работники, осуществляющие лабораторный, аналитический и измерительный контроль, – 60 дБА; в помещениях операторов ЭВМ (без дисплеев) – 65 дБА; на рабочих местах в помещениях для размещения шумных агрегатов вычислительных машин – 75 дБА.

8.2.9 Пожарная безопасность

Согласно ГОСТ 12.1.033-81 понятие пожарная безопасность означает такое состояние объекта, при котором с установленной вероятностью исключается возможность возникновения и развития пожара и воздействия на людей опасных факторов пожара, а также обеспечивается защита материальных ценностей.

Пожары в помещениях представляют особую опасность, так как сопряжены с большими материальными потерями. Пожар может возникнуть при взаимодействии горючих веществ, окислителя и источников зажигания. В помещениях ВЦ присутствуют все три основных фактора, необходимые для возникновения пожара. Горючими компонентами являются:

строительные материалы для акустической и эстетической отделки помещений;

перегородки, двери, полы;

магнитные ленты, дискеты и их упаковка;

обмотки радиотехнических деталей;

жидкости для очистки элементов и узлов ЭВМ от загрязнения (спиртосодержащие) и другие.

Источниками зажигания могут оказаться электронные схемы ЭВМ, приборы, применяемые для технического обслуживания, устройства электропитания, кондиционеры воздуха, где в результате различных нарушений могут образоваться перегретые элементы, искры и дуги, способные вызвать загорание горючих материалов.

Одной из особенностей современных ЭВМ является очень высокая плотность расположения элементов электронных схем. В непосредственной близости друг от друга располагаются провода и кабели. При отклонении реальных условий эксплуатации от расчетных могут возникнуть пожароопасные ситуации. Так, при работе ЭВМ выделяется значительное количество теплоты, что может привести к повышению температуры отдельных узлов до 100-150 градусов. При этом возможно оплавление изоляции соединительных проводов, их оголение и короткое замыкание, которое сопровождается искрением, ведет к недопустимым перегрузкам электронных схем, которые, перегреваясь, сгорают.

Напряжение к электроустановкам подается по кабельным линиям, которые также представляют собой пожарную опасность. Наличие горючего изоляционного материала, вероятных источников зажигания в виде искр и дуг, разветвленность и труднодоступность делают кабельные линии местом вероятного возникновения и развития пожара. Для понижения воспламеняемости и способности распространять пламя кабели покрывают огнезащитными покрытиями. От трансформаторных подстанций до распределительных щитов кабели следует прокладывать в металлических трубах.

При проектировании помещений для ЭВМ необходимо соблюдать мероприятия пожарной профилактики, руководствуясь при этом СН 512-78 “Инструкции по проектированию зданий и помещений для ЭВМ” и СНиП 11-2-80 “Противопожарные нормы проектирования зданий и сооружений”, в которых изложены основные требования к огнестойкости зданий и сооружений, противопожарным преградам, эвакуации людей из зданий и помещений. Огнестойкость – это способность строительных конструкций сопротивляться воздействию высокой температуры в условиях пожара и сохранять при этом свои эксплуатационные функции. Здания и сооружения по огнестойкости делятся на 5 степеней. Степень огнестойкости зданий и сооружений определяется пределами огнестойкости. Под пределом огнестойкости строительной конструкции понимается время в часах от начала испытания по стандартному температурному режиму до возникновения одного из следующих признаков: образование в конструкции трещин или сквозных отверстий, повышение температуры на необогреваемой поверхности в среднем более чем на 140°С, потеря конструкцией несущей способности.

Для большинства технологических процессов в помещении ВЦ установлена категория пожарной опасности В (пожароопасные производства), так как в производстве применяются твердые сгораемые вещества и материалы.

Для прекращения процесса горения используются следующие основные способы:

охлаждение горящих веществ путем нанесения на их поверхность теплоемких огнетушащих средств (воды, пены и др.);

разбавление концентрации горючих паров, пыли и газов путем внедрения в зону горения инертных газов (азота, углекислого газа);

изоляция горючих веществ от зоны горения нанесением на их поверхность изолирующих огнегасительных средств: пены, песка, кошмы;

химическое торможение реакции горения путем орошения поверхности горящих материалов и паровоздушной системы флегматизирующими составами и веществами.

Первичные средства тушения пожаров предназначены для локализации небольших загораний. К ним относятся пожарные стволы, внутренние пожарные водопроводы, огнетушители, сухой песок, асбестовые одеяла.

Пожарные краны устанавливаются в коридорах, на площадках лестничных клеток и входов. Вода используется для тушения пожаров в помещениях программистов, библиотеках, вспомогательных и служебно-бытовых помещениях. Применение воды в машинных залах ЭВМ, хранилищах носителей информации, помещении контрольно-измерительных приборов в виду опасности повреждения или выхода из строя дорогостоящего электронного оборудования возможно в исключительных случаях, когда пожар угрожает принять крупные размеры. Для тушения пожаров в начальной стадии их возникновения широко применяются огнетушители.

8.3 Экологичность разработки

 

Материалы и комплектующие, используемые при изготовлении устройства, не оказывают вредного влияния на окружающую среду. Требования обеспечиваются схемотехникой и конструкцией устройства.

Однако на этапах изготовления и утилизации могут возникать факторы, неблагоприятно влияющие на окружающую среду. На этапе производства это в первую очередь связано с необходимостью технологической операции травления при изготовлении печатных плат. Травление печатных плат заканчивается промывкой их в проточной воде. При этом в сточной воде увеличивается концентрация примесей солей меди и железа. Эта вода представляет особую опасность. Согласно нормативным требованиям предельно допустимые нормы содержания в водоемах меди составляет 0,1 мг / л, железа – 1 мг / л.

Таким образом, сточная вода на предприятии, которое изготавливает печатные платы, должна подвергаться очистке, с этой целью возможно применение отстойников, конструкции которых выбирают исходя из требований производительности очистки. Очистку сточных вод можно проводить, так же, химическим методом, например переводом растворимых солей меди и железа в нерастворимые, а осажденные нерастворимые карбонаты – отфильтровывать.

За последние годы в промышленности резко возросло использование полимерных материалов. В мире ежегодно производится и перерабатывается более 300 млн. тонн пластических масс. Пластмассы – материалы на основе органических природных, синтетических или органических полимеров, из которых можно после нагрева и приложения давления формовать изделия сложной конфигурации. Переработка пластмасс – это совокупность технологических процессов, обеспечивающих получение изделий – деталей с заданными конфигурацией, точностью и эксплуатационными свойствами. В атмосферу в процессе переработки, выделяется ежегодно 3,5 млрд. тонн различных вредных веществ: формальдегид, стирол, ксилол, фенол, дибутилфталат, аммиак, органические кислоты, метиловый спирт, пыль органическая и др. Поэтому важной задачей при утилизации пластмасс является охрана окружающей среды.

Утилизация твердых отходов, в частности черных и цветных металлов, производится в соответствии с правилами и нормами, установленными ГОСТ. При хранении и транспортировании лома и отходов цветных металлов и сплавов должны быть обеспечены меры по предупреждению просыпания, образования и розлива токсических и взрывоопасных веществ. При работе с ломом и отходами цветных металлов и сплавов, оказывающими токсическое действие наорганизм человека, необходимо применять респиратор типа “Лепесток” по ГОСТ 12.4.028. Для предотвращения попадания пыли, твердых частиц на слизистую оболочку глаз необходимо пользоваться защитными очками типа ПО-2, ПО-3 согласно ГОСТ 12.4.013. При работе с отходами вольфрама, кобальта, магния, никеля, оказывающими аллергическое воздействие, необходимо пользоваться рукавицами по ГОСТ 12.4.010, дерматологическими защитными средствами (профилактические мази, пасты) по ГОСТ 12.4.068.

Лом и отходы цветных металлов и сплавов, подлежащие первичной обработке, хранят раздельно по видам металлов, классам, группам и сортам в соответствии с установленной классификацией в коробах, бункерах, отсеках и на специально оборудованных площадках с твердым покрытием, исключающим возможность засорения лома и отходов цветных металлов и сплавов. Стружку магния и магниевых сплавов хранят в специально оборудованных складах, расположенных в изолированных и огнестойких помещениях. Отходы, образующиеся при обработке сплавов, в которых присутствует бериллий, хранят в закрытых емкостях или в закрытой таре.

Цинксодержащие и свинецсодержащие шламы и изгари хранят в условиях, исключающих попадание атмосферных осадков. Порошкообразные кобальтсодержащие, вольфрамсодержащие, молибденсодержащие отходы хранят в условиях, исключающих попадание влаги и активных химических веществ. Ртутьсодержащие отходы хранят в специальных герметически закрывающихся емкостях.

Рабочие места, на которых обрабатывают детали из цветных металлов и сплавов разных марок, оборудуют необходимым количеством металлосборников для раздельного сбора лома и отходов. При обработке деталей, состоящих из двух или более цветных металлов и сплавов, отходы собирают в отдельные металлосборники. Станки, металлосборники и пол у рабочих мест при переходе в процессе обработки от одного цветного металла или марки сплава к другому цветному металлу или марке сплава освобождают от накопившихся отходов. Цветные металлы, содержащиеся в отработанных растворах, извлекают при условии экономической целесообразности.

8.4 Выводы по главе

 

При работе следует уделять должное внимание вопросам охраны труда. Выполняя изложенные в данной главе требования и мероприятия, обеспечивающие безопасные условия труда и, конкретно, пожарную безопасность в помещении, где работает персональный компьютер, можно исключить возможность появления пожароопасных ситуаций и снизить неблагоприятное воздействие на работающих вредных производственных факторов.

Нельзя забывать о рабочем месте оператора ЭВМ. Соответствие эргономичным требованиям рабочего места пользователя ЭВМ в совокупности с грамотным подходом к рабочему процессу (чередование работы и отдыха, производственная гимнастика) позволит увеличить период оптимальной работоспособности человека.

 

Заключение

 

В данном дипломном проекте было рассмотрено устройство для проверки автоматических выключателей, а также его российские и зарубежные аналоги. Был проведен анализ элементной базы для управляющего модуля устройства, разработаны структурная, функциональная и принципиальная схемы управляющего модуля, спроектирована печатная плата модуля. Исходя из разработанного алгоритма, написана программа, реализующая управление микроконтроллером.

В экономической части была рассчитана себестоимость разработанного модуля. На основе выполненных расчетов было принято решение, что внедрение разработанного устройства в производство является целесообразным.

В разделе безопасность и экологичность проекта проведен анализ вредных и опасных факторов, воздействующих на здоровье и жизнь человека в процессе разработки и изготовления модуля, рассмотрены мероприятия, обеспечивающие безопасные условия труда. Произведен расчет освещения рабочего места пользователя ПЭВМ, который обеспечивает благоприятные условия труда.

 

Список аббревиатур

 

ARM (Advanced RISC Machines) – название английской компании, которой было разработано одноименное микроконтроллерное ядро.

EEPROM (ППЗУ) – программируемое постоянное запоминающее устройство с многократным электрическим стиранием и перезаписью информации.

EPROM – многократно программируемое постоянное запоминающее устройство ПЗУ с ультрафиолетовым стиранием.

IEM (Intelligent Energy Manager) – технологии интеллектуального управления энергопотреблением.

I2C (Inter-Integrated Circuit) – двунаправленная асинхронный интерфейс с последовательной передачей данных и возможностью адресации до 128 устройств.

JTAG – совокупность средств и операций, позволяющих проводить тестирование БИС/СБИС без физического доступа к каждому их выводу, так называемое «граничное сканирование» или «периферийное сканирование».

LCD – жидкокристаллический дисплей.

PWM (ШИМ) – широтно-импульсный модулятор.

RAM (ОЗУ) – оперативное запоминающее устройство.

RISC-микропроцессор (Reduced Instruction Set Computer) – микропроцессор с сокращенным набором команд.

ROM (ПЗУ) – постоянное запоминающее устройство.

SPI (Serial Peripheral Interface) – трехпроводный синхронный интерфейс с раздельными линиями входных и выходных данных.

UART (УАПП) – устройство для аппаратной поддержки последовательного порта.

VFD – вакуумный флуоресцентный дисплей.

ОК – открытый коллектор.

3С – выход с тремя состояниями.

 

Литература

 

  1. Бесекерский В.А. Теория систем автоматического регулирования. – М.: 1975 г.
  2. Васильев В.И., Гусев Ю.М., Миронов В.Н. Электронные промышленные устройства. – М.: Высшая школа, 1988.
  3. Гутников В.С. Интегральная электроника в измерительных устройствах. – Л.: Энергоатомиздат, 1988.
  4. Князевский Б.А. Охрана труда в электроустановках: Учебник для вузов. – М.: Энергоатомиздат, 1983. – 336 с.
  5. Корчагина Р.Л. Технико-экономическое обоснование при разработке радиоэлектронных приборов и устройств. Учебное пособие по дипломному проектированию. Ленинград, 1988. – 66с.
  6. Лебедев Е.К. Дипломное проектирование: Метод. Пособие. – Чебоксары: Изд-во Чуваш. Ун-та, 2002. – 76 с.
  7. Назаров А.С. Конструирование радиоэлектронных средств. – М.: Издательство МАИ, 1996.
  8. Пирогова Е.В. Проектирование и технология печатных плат: Учебник. – М.: ФОРУМ:ИНФРА-М, 2005. – 560 с.
  9. Хоровиц П., Хилл У. Искусство схемотехники: М.: Мир,2001г. – 704 с.
  10. ГН 2.2.5.686-98 Предельно допустимые концентрации (ПДК) вредных веществ в воздухе рабочей зоны. Введ. 04.02.98. – 9с.
  11. ГОСТ 2.104-68 Единая система конструкторской документации. Основные надписи. Введ. 01.01.71. – 9с. – Группа Т52.
  12. ГОСТ 2.316-68 Единая система конструкторской документации. Правила нанесения на чертежах надписей, технических требований и таблиц. Введ. 01.01.71. – 7с. – Группа Т52.
  13. ГОСТ 2.702-75 Единая система конструкторской документации. Правила выполнения электрических схем. Введ. 01.07.77. – 22с. – Группа Т52.
  14. ГОСТ 2.605-68 Единая система конструкторской документации. Плакаты учебно-технические. Введ. 01.01.71. – 10с. – Группа Т52.
  15. ГОСТ 2.759-82 Единая система конструкторской документации. Обозначения условные графические в схемах. Элементы аналоговой техники. Введ. 01.07.83.-13с. – Группа Т52.
  16. ГОСТ 12.0.004-90 ССБТ. Организация обучения безопасности труда. Введ. 01.07.91 – 14с. – Группа Т58.
  17. ГОСТ 12.1.005-88 ССБТ. Общие санитарно – гигиенические требования к воздуху рабочей зоны. Введ. 01.01.89. – 49с. – Группа Т58.
  18. ГОСТ 12.2.032-78 ССБТ. Рабочее место при выполнении работ сидя. Общие эргономические требования. Введ. 01.01.79. – 9с. – Группа Т58.
  19. ГОСТ 21889-76 Система «человек-машина». Кресло человека-оператора. Общие эргономические требования. Введ. 01.07.77. – 16с. – Группа Т53.
  20. Галков Федор. Параллельный мир. //Железо, №22, стр. 022-104-1
  21. http://www.chipinfo.ru
  22. http://www.stu.neva.ru
  23. http://tehnoguru.ru
  24. http://www.icmicro.ru
  25. http://www.chipfind.ru
  26. http://www.gamma.spb.ru
  27. http://www.institute-rt.ru
  28. http://www.kirov.ru

 

Приложение А

 

Функциональная схема управляющего модуля

 

Приложение Б

 

Перечень элементов

ФорматПоз.

обозначение

ОбозначениеКол.Примечание
  Конденсаторы  
 С1…С7К10-17в-1 мкФ ОЖО.460.172 ТУ7 
 C8,C9PSM-057-22 мкФ Vishay BCcomponents2 
 С10…С12К10-17в-0,1мкФ ОЖО.460.172 ТУ3 
 С13PSM-057-100 мкФ Vishay BCcomponents1 
 С14…С17К10-17в-0,1мкФ ОЖО.460.172 ТУ4 
 С18PSM-057-100 мкФ Vishay BCcomponents1 
 С19…С24К10-17в-0,1мкФ ОЖО.460.172 ТУ6 
 С25К53-56-10 мкФ АДПК.673546.005ТУ1 
 С26…С30К10-17в-0,1мкФ ОЖО.460.172 ТУ5 
 C31К53-56-1 мкФ АДПК.673546.005ТУ1 
 С32PSM-057-100 мкФ Vishay BCcomponents1 
 C33К53-56-1 мкФ АДПК.673546.005ТУ1 
 C34,С35К10-17в-0,1мкФ ОЖО.460.172 ТУ2 
 С36PSM-057-22 мкФ Vishay BCcomponents1 
 C37К53-56-1 мкФ АДПК.673546.005ТУ1 
 С38,С39PSM-057-100 мкФ Vishay BCcomponents2 
 С40…С44К10-17в-1 мкФ ОЖО.460.172 ТУ5 
 C45К53-56-10 мкФ АДПК.673546.005ТУ1 
 С46PSM-057-22 мкФ Vishay BCcomponents1 
 C47,C48К53-56-10 мкФ АДПК.673546.005ТУ2 
 C49,50PSM-057-100 мкФ Vishay BCcomponents2 
 С51PSM-057-22 мкФ Vishay BCcomponents1 
 C52К10-17в-0,1мкФ ОЖО.460.172 ТУ1 
 C53PSM-057-22 мкФ Vishay BCcomponents1 
 С54К10-17в-0,1мкФ ОЖО.460.172 ТУ1 
 С55PSM-057-22 мкФ Vishay BCcomponents1 
 С56…С65К10-17в-1 мкФ ОЖО.460.172 ТУ10 
 С66К10-17в-18 пкФ ОЖО.460.172 ТУ1 
 С67,С68К10-17в-0,1мкФ ОЖО.460.172 ТУ2 
 С69…С71К10-17в-18 пкФ ОЖО.460.172 ТУ3 
 С72…С77К10-17в-0,1мкФ ОЖО.460.172 ТУ6 
 С78К53-56-10 мкФ АДПК.673546.005ТУ1 
 С79…С86К10-17в-0,1мкФ ОЖО.460.172 ТУ8 
 С87К53-56-10 мкФ АДПК.673546.005ТУ1 
 С88,С89К10-17в-18 пкФ ОЖО.460.172 ТУ2 
 С90…C101К10-17в-0,1мкФ ОЖО.460.172 ТУ12 
  Микросхемы  
 DA1,DA2OP4177AR Analog Devices, Inc.2 
 DA3…DA6PVT422 International Rectifier4 
 DA7ADG408BR Analog Devices, Inc.1 
 DA8…DA10OP113FS Analog Devices, Inc.3 
 DA11,DA12LM311M Fairchild Semiconductor Corporation2 
 DA13,DA14AM1P-0505SH30 Aimtec2 
 DA15…DA17REF192GS Analog Devices, Inc.3 
 DA18,DA19AM1P-0505SH30 Aimtec2 
 DA20AD7898AR-3 Analog Devices, Inc.1 
 DA21MAX660CSA Maxim Integrated Products1 
 DA22AD7898AR-3 Analog Devices, Inc.1 
 DA23MAX660CSA Maxim Integrated Products1 
 DA24AD7898AR-3 Analog Devices, Inc.1 
 DA25LM311M Fairchild Semiconductor Corporation1 
 DA26MAX809-EUR-T Maxim Integrated Products1 
 DA27,DA28LTV817 LiteOn2 
 DA29IRU1117-33CS International Rectifier1 
 DA30LM79L05ACM National Semiconductor1 
 DD1,DD2ADUM1402BRW Analog Devices, Inc.2 
 DD3,DD474HC4066D Philips Semiconductors2 
 DD5LPC2148FBD64 Philips Semiconductors1 
 DD6AT25640AN-10SU ATMEL Corporation1 
 DD7,DD874HC165D Philips Semiconductors2 
 DD9…DD1274HC595D Philips Semiconductors4 
 DD1374HCT244D Philips Semiconductors1 
 DD14ADUM1402BRW Analog Devices, Inc.1 
 DD15FT232BM Future Technology Devices Intl Ltd.1 
 DD16,DD1774HC138D Philips Semiconductors2 
 DD18,DD1974HC14D Philips Semiconductors2 
  Реле  
 К1…К10FTR-B3GA4.5Z Fujitsu Media Devices Limited10 
  Дроссели  
 L1…L5LQH4N-330-33 мкГн Murata Manufacturing Co.5 
  Резисторы АБШК.434110.050 ТУ  
 R1С2-29В-0,25-4,02 кОм±0,11 
 R2, R3С2-29В-1-138 Ом±0,12 
 R4С2-29В-0,125-649 Ом±0,1%1 
 R5Р1-12-0,125-1 кОм±5%1 
 R6Р1-12-0,125-1 кОм±5%1 
 R7,R8С2-29В-0, 5-255 кОм±0,1%2 
 R9,R10С2-29В-0,125-1,1 кОм±0,1%2 
 R11…R14С2-29В-0,125-1,1 кОм±0,1%4 
 R15С2-29В-0,125-876 Ом±0,1%1 
 R16С2-29В-0,125-1,1 кОм±0,1%1 
 R17…R19С2-29В-0,125-1,1 кОм±0,1%3 
 R20,R21С2-29В-0, 5-255 кОм±0,1%2 
 R22С2-29В-0,125-1,58 кОм±0,1%1 
 R23С2-29В-0,125-3,2 кОм±0,1%1 
 R24С2-29В-0,125-41,7 кОм±0,1%1 
 R25С2-29В-0,125-4,37 кОм±0,1%1 
 R26С2-29В-0,125-20,8 кОм±0,1%1 
 R27С2-29В-0,125-187 кОм±0,1%1 
 R28Р1-12-0,125-430 Ом±5%1 
 R29С2-29В-0,25-232 кОм±0,1%1 
 R30Р1-12-0,125-430 Ом±5%1 
 R31С2-29В-0,25-232 кОм±0,1%1 
 R32Р1-12-0,125-430 Ом±5%1 
 R33С2-29В-0,125-24,3 кОм±0,1%1 
 R34Р1-12-0,125-430 Ом±5%1 
 R35С2-29В-0,125-24,3 кОм±0,1%1 
 R36Р1-12-0,125-430 Ом±5%1 
 R37С2-29В-0,125-1,33 кОм±0,1%1 
 R38Р1-12-0,125-430 Ом±5%1 
 R39С2-29В-0,125-1,33 кОм±0,1%1 
 R40Р1-12-0,125-430 Ом±5%1 
 R41С2-29В-0,125-1,33 кОм±0,1%1 
 R42Р1-12-0,125-430 Ом±5%1 
 R43С2-29В-0,125-1,33 кОм±0,1%1 
 R44С2-29В-0,125-5,11 кОм±0,5%1 
 R45Р1-12-0,125-100 кОм±5%1 
 R46Р1-12-0,125-5,1 кОм±0.1%1 
 R47Р1-12-0,125-100 кОм±5%1 
 R48Р1-12-0,125-5,1 кОм±0.1%1 
 R49С2-29В-0,125-4,75 кОм±0,1%1 
 R50…R52Р1-12-0,125-1 кОм±5%3 
 R53,R54Р1-12-0,125-10 кОм±0.1%2 
 R55Р1-12-0,125-1 кОм±5%1 
 R56,R57Р1-12-0,125-10 кОм±0.1%2 
 R58Р1-12-0,125-1 МОм±5%1 
 R59Р1-12-0,125-51 Ом±5%1 
 R60Р1-12-0,125-1 МОм±5%1 
 R61,R62Р1-12-0,125-51 Ом±5%2 
 R63…R65Р1-12-0,125-10 кОм±5%3 
 R66Р1-12-0,125-100 кОм±5%1 
 R67Р1-12-0,125-10 Ом±5%1 
 R68,R69Р1-12-0,125-1 кОм±5%2 
 R70,R71Р1-12-0,125-430 Ом±5%2 
 R72,R73Р1-12-0,125-10 Ом±5%2 
 R74Р1-12-0,125-1 МОм±5%1 
 R75Р1-12-0,125-100 кОм±5%1 
 R76…R78Р1-12-0,125-10 кОм±5%3 
 R79…R82С2-29В-1-100 кОм±0,14 
 R83Р1-12-0,125-30 кОм±5%1 
 R84Р1-12-0,125-820 Ом±5%1 
 R85Р1-12-0,125-30 кОм±5%1 
 R86Р1-12-0,125-820 Ом±5%1 
 R87, R88Р1-12-0,125-100 кОм±5%2 
 R89Р1-12-0,125-10 кОм±5%1 
 R90…R93Р1-12-0,125-10 кОм±5%4 
 R94,R95НР1-4-8М-0,125-10 кОм±52 
 R96…R100Р1-12-0,125-10 кОм±5%5 
 R101…R103Р1-12-0,125-100 кОм±5%3 
 R104,R105Р1-12-0,125-10 кОм±5%2 
 R106…R108Р1-12-0,125-100 кОм±5%3 
 R109…R112Р1-12-0,125-10 кОм±5%4 
 R113,R114Р1-12-0,125-330 Ом±52 
 R115,R116Р1-12-0,125-4,7 кОм±12 
 R117Р1-12-0,125-10 кОм±5%1 
 R118Р1-12-0,125-330 Ом±51 
 R119Р1-12-0,125-4,7 кОм±11 
 R120Р1-12-0,125-100 кОм±5%1 
 R121Р1-12-0,125-330 Ом±51 
 R122,R123Р1-12-0,125-4,7 кОм±12 
 R124Р1-12-0,125-10 кОм±5%1 
 R125Р1-12-0,125-330 Ом±51 
 R126Р1-12-0,125-430 Ом±5%1 
 R127Р1-12-0,125-4,7 кОм±11 
 R128…R130Р1-12-0,125-10 кОм±5%3 
 R131Р1-12-0,125-1,5 кОм±51 
 R132Р1-12-0,125-100 кОм±5%1 
 R133Р1-12-0,125-10 кОм±5%1 
 R134Р1-12-0,125-27 Ом±51 
 R135Р1-12-0,125-27 Ом±51 
 R136…R145Р1-12-0,125-10 кОм±5%10 
  Диоды General Semiconductor  
 VD1…VD12LL414812 
 VD13,VD14BZX55C6V22 
 VD15…VD38LL414824 
  Транзисторы Fairchild Semiconductor  
 VT1,VT2BC 8072 
 VT3…VT12BC 81710 
  Разъемы  
 XP1WF-2 BM2 
 XP2WF-4 BM1 
 XP3WF-6 BM1 
 XP4WF-2 BM1 
 XP5WF-2 BM1 
 XP6WF-10 BM1 
 XP7IDC-40MS AMP1 
 XP8WF-6 BM1 
 XP9WF-4 BM1 
 XP10WF-6 BM1 
 XP11WF-8 BM1 
 XP12,XP13WF-2 BM2 
 XP14IDC-14MS AMP1 
 XP15WF-6 BM1 
 XP16PBS1.27-10A/BS AMP1 
 XP17WF-4 BM1 
  Прочее Sonitron  
 BA1Пьезоизлучатель SMA-13P7.51 
 ZQ1Кварц DT-38T-32,768 кГц-20 пФ1 
 ZQ2Кварц HC49/S-12 Мгц-20 пФ1 
 ZQ3Кварц HC49/S-6 Мгц-20 пФ1 

 

 

Приложение В

 

Исходный код программы управления микроконтроллером

Main.c

void main(){ initLPC2148(); lcdInit(); lcdClear();BITSET(ADC_Control_Flags, ADC_Buffer_Write_Start);ADC_Sample_Count=0;char string1[16];lcdClear();

// Выбор входов для измерения

Range_Select=0;Range_Select_bit.K1_DEL1=0;

Range_Select_bit.K2_DEL1=1; // включаем PV1 на вход АЦП1

Range_Select_bit.K1_DEL2=0;Range_Select_bit.K2_DEL2=1;

Range_Select_bit.K3_DEL2=1; //включаем I1

Range[2] = 1;Range_Select_bit. DT_SEL0=0; //включаем I2

Range_Select_bit. DT_SEL1=0;Range_Select_bit. DT_SEL2=1;

Range_Select_bit.ADC1_25V= 1; Range_Select_bit.ADC1_250V=1;

Range_Select_bit.ADC1_500V=1; Range_Select_bit.ADC1_2_5V=0;

Range_Select_bit.ADC2_25V= 1; Range_Select_bit.ADC2_250V=1;

Range_Select_bit.ADC2_500V=1;Range_Select_bit.ADC2_2_5V=0;

Range[0] = 0; TimerStartMenuItem=0; TimerStartMenuItem=0 ;

TimerFixMenuItem=0; QuoteMenuItem=0; ConnexionModeItem=0 ;

RangeMenuItem=0 ; PA1RangeMenuItem=0 ; PA2RangeMenuItem=0 ;

PV1RangeMenuItem=0; SettingsMenuItem=0;

ptasMenuCurrent=&asMenuMeasureMode[0];

Main_Menu();Output();if((KBD_Data_No_Bounce_bit.KEY_1==0))//key_reset

{TimerData=0; TimerCLR();TimerFlags_bit.QuotePwrOff=0;

Outputs_Reg_bit.GOTOV_LED_ON = 0;

Outputs_Reg_bit.STOP_LED_ON = 1;Outputs_Reg_bit.PUSK_LED_ON = 1;

if( TimerFlags_bit.QuotePwrOn || TimerFlags_bit.FixationFlag|| Timer_Ext_Inputs_State_bit.Pusk_Flag){Outputs_Reg_bit.PWR1_OFF = 1;

for(char i=0; i<30;i++)LCD_DELAY_1600uC;

Outputs_Reg_bit.PWR1_OFF = 0;} TimerFlags_bit.QuotePwrOn =0;

TimerFlags_bit.TimerStartQuote=0; TimerFlags_bit.Quote_Pusk_Flag =0;

TimerFlags_bit.FixationFlag=0; Timer_Ext_Inputs_State_bit.Pusk_Flag =0;

Timer_Ext_Inputs_State_bit.Stop_Flag =0;}

if((KBD_Data_No_Bounce_bit.KEY_6==1))

{ Outputs_Reg_bit.SET_CURRENT=0; SetCurrentFlag=1;}

else{Outputs_Reg_bit.SET_CURRENT=1; SetCurrentFlag=0;}}}

void MM_TIMER0_ISR(){if (BITTEST(T0IR,0)) //Опрашиваем входы секундомера

{AllInterruptEnd = 0;Timer_Ext_Inputs_State_bit.Pusk_Input_Prev = Timer_Ext_Inputs_State_bit.Pusk_Input;

Timer_Ext_Inputs_State_bit.Stop_Input_Prev = Timer_Ext_Inputs_State_bit.Stop_Input;

Timer_Ext_Inputs_State_bit.Pusk_Input = IO1PIN_bit.P0_20;

Timer_Ext_Inputs_State_bit.Stop_Input = IO0PIN_bit.P0_23;

if(!TimerFlags_bit.FixationFlag){ TimerData = T1TC;}

if(TimerFlags_bit.TimerStartK1) //запуск от К1

{if((Timer_Ext_Inputs_State_bit.Pusk_Input_Prev ^ Timer_Ext_Inputs_State_bit.Pusk_Input)&& !Timer_Ext_Inputs_State_bit.Pusk_Flag)

{TimerStart();Timer_Ext_Inputs_State_bit.Pusk_Flag =1;}}

if(TimerFlags_bit.TimerStartPusk && !TimerFlags_bit.ImpulseOutMode)

{if(!IO0PIN_bit.P0_3 && !Timer_Ext_Inputs_State_bit.Pusk_Flag){ //запуск от включения

TimerStart();Timer_Ext_Inputs_State_bit.Pusk_Flag =1;}}

if(TimerFlags_bit.TimerStartQuote ) //запуск от квоты

{ if(!IO0PIN_bit.P0_3 && ! TimerFlags_bit.Quote_Pusk_Flag){

TimerStart();ADC_Sample_Count = 0; TimerFlags_bit.Quote_Pusk_Flag =1; }

if(TimerData >=( QuotePeriodValue-50) ){Outputs_Reg_bit.PWR1_ON = 0;

PuskFlag=0; }if(TimerData >= QuotePeriodValue ){TimerStop();

TimerFlags_bit.FixationFlag=1;if(!Timer_Ext_Inputs_State_bit.Stop_Flag)

Beep(200); Timer_Ext_Inputs_State_bit.Stop_Flag =1;TimerFlags_bit.QuotePwrOff = 1;

}} if(TimerFlags_bit.TimerFixK2 ){if((Timer_Ext_Inputs_State_bit.Stop_Input_Prev ^

Timer_Ext_Inputs_State_bit.Stop_Input)&&

(Timer_Ext_Inputs_State_bit.Pusk_Flag||TimerFlags_bit.Quote_Pusk_Flag))

{TimerStop();TimerFlags_bit.FixationFlag=1;if(!Timer_Ext_Inputs_State_bit.Stop_Flag)

Beep(200); Timer_Ext_Inputs_State_bit.Stop_Flag =1;TimerFlags_bit.QuotePwrOff = 1;}}

if(TimerFlags_bit.TimerFixShutoff && (Timer_Ext_Inputs_State_bit.Pusk_Flag || TimerFlags_bit.Quote_Pusk_Flag )){

if (fix_sample_count != FIX_SAMPLE_MAX_COUNT-1){

fix_sample_count++;fix_sample_mac1 += adc2_data_square;}

Range_Counter++;if(Range_Counter==OUTPUTS_COUNTER_MAX_VALUE)

{ // вывод данные на выходы

if (SSP_Out_Flags_bit.BUZZ_ENABLE){Outputs_Reg_bit.BUZZ=1;

Buzz_Counter++; if(Buzz_Counter ==Buzz_Delay){

Outputs_Reg_bit.BUZZ=0; SSP_Out_Flags_bit.BUZZ_ENABLE=0;

Buzz_Counter=0;}} CLEARBIT (IO1CLR,OUT1_SEL);

SETBIT (IO0SET,KEY_CS);SSPDR = Outputs_Reg; Range_Counter=0;

SSP_Out_Flags_bit.OUTPUT_DATA_READY =1;

BITSET(KBD_Flags,KBD_Data_Ready);}BITSET (T0IR,0);}

if (BITTEST(T0IR,1)) // Даем команду на начало преобразования АЦП

{ CLEARBIT (IO0CLR,ADC_CNV); SETBIT (IO0SET,ADC_CNV);

BITSET (T0IR,1);}if (BITTEST(T0IR,2)) //Начинаем считывать данные с АЦП

{SPI0_counter=0; SETBIT (IO0SET,ADC1_CS); Temp=S0SPSR;

S0SPCR=0xA4;S0SPDR=0XAAAA; BITSET (T0IR,2); }}

ADC.c (заполнение буфера АЦП и подсчет RMS)

void GetTrueRMS(){signed short int ADC1_data,ADC2_data,ADC3_data;

if(BITTEST(ADC_Control_Flags, ADC_1st_Period_End))

{BITCLEAR(ADC_Control_Flags, ADC_1st_Period_End);

for(int RMS_Count=0;RMS_Count<=(ADC_SAMPLE_COUNT_MAX/2-1);RMS_Count++)

{ADC1_data = ADC1_Sample_Vector[RMS_Count];

ADC1_data &=0XFFF; // заполняем нулями первые 4 бита

if(BITTEST( ADC1_data,11)){ADC1_data |=0XF000;}

ADC2_data = ADC2_Sample_Vector[RMS_Count];ADC2_data &=0XFFF;

if(BITTEST( ADC2_data,11)){ADC2_data |=0XF000;}

ADC3_data = ADC3_Sample_Vector[RMS_Count];ADC3_data &=0XFFF;

if(BITTEST( ADC3_data,11)){ADC3_data |=0XF000;}

ADC1_data-=RMSCoef.TURMSCoef[0][Range[0]].X; // Считаем сумму квадратов

ADC2_data-=RMSCoef.TURMSCoef[1][Range[1]].X;

ADC3_data-=RMSCoef.TURMSCoef[2][Range[2]].X;

ADC1_Data_Square += (unsigned long int) ADC1_data * ADC1_data ;

ADC2_Data_Square += (unsigned long int) ADC2_data * ADC2_data ;

ADC3_Data_Square += (unsigned long int) ADC3_data * ADC3_data ; }}

// Считаем RMS

if (BITTEST(ADC_Control_Flags, ADC_Data_Ready))

{BITCLEAR(ADC_Control_Flags, ADC_Data_Ready);

ADC1_RMS_Data+= ( float )sqrt_func(ADC1_Data_Square );

ADC2_RMS_Data+= ( float )sqrt_func(ADC2_Data_Square );

ADC3_RMS_Data+= ( float )sqrt_func(ADC3_Data_Square );

ADC1_Data_Square=0; ADC2_Data_Square=0; ADC3_Data_Square=0;

RMS_Average_Count++;if (RMS_Average_Count==16){RMS_Average_Count =0;

ADC1_RMS_Average_Data=ADC1_RMS_Data/16;

ADC2_RMS_Average_Data=ADC2_RMS_Data/16;

ADC3_RMS_Average_Data=ADC3_RMS_Data/16;

ADC1_RMS_Data=0;ADC2_RMS_Data=0;ADC3_RMS_Data=0; }}}

Calibration.c (обработка клавиатуры)

void Calibration(void){char i,i1;if(CalibOutFlag && !DefaultCoefFlag){MenuSaveCoefKey(); MenuSaveCoef();}if(DefaultCoefFlag){MenuLoadDefaultKey(); MenuLoadDefault();}

if(!CalibOutFlag && !DefaultCoefFlag){if(!TimerFlags_bit.FixationFlag){GetTrueRMS();}

else{GetFixedRMS();} GetScaledRMSValue();

if(MenuSubItem<=2){if(!SubItemFlag){ //Выбор пункта меню, обработка клавиатуры

if(KBD_Data_No_Bounce_bit.KEY_3==0 ) //key_down

{if(SubItemChange!=0){SubItemChange–;

KeyCounter=KeySampleTime*10; KBD_Data_No_Bounce_bit.KEY_3=1; }}

if(KBD_Data_No_Bounce_bit.KEY_2==0 )//key_up

{if(SubItemChange!=5){SubItemChange++;KeyCounter=KeySampleTime*10; KBD_Data_No_Bounce_bit.KEY_2=1;}}}if(SubItemFlag)

{ //Изменение значений коэффициентов

if (KBD_Data_No_Bounce_bit.KEY_2 == 0 )//key_up

{switch (SubItemChange){ case 0: if(MenuSubItem!=2){ MenuSubItem++;

KeyCounter=KeySampleTime*10; KBD_Data_No_Bounce_bit.KEY_2=1;}break;

case 1:// изменение диапазона

if (Range[MenuSubItem]!=(RangeMax[MenuSubItem]-1))Range[MenuSubItem]++; break;

case 2:// изменение уровня силового трансформатора

if (TVOUT[MenuSubItem][Range[MenuSubItem]]!=TVMAX) TVOUT[MenuSubItem][Range[MenuSubItem]]++; break;

case 3:// изменение смещения X

if(KeyUpLongPressedFlag) KeyDelay = 1;

RMSCoef.TURMSCoef[MenuSubItem][Range[MenuSubItem]].X++; break;

case 4:// изменение коэфф. К

if(KeyUpLongPressedFlag) KeyDelay = 1;

RMSCoef.TURMSCoef[MenuSubItem][Range[MenuSubItem]].K+=

DeltaK[MenuSubItem][Range[MenuSubItem]]; break;

case 5: if(KeyUpLongPressedFlag) KeyDelay = 1;

RMSCoef.TURMSCoef[MenuSubItem][Range[MenuSubItem]].Y+=

DeltaY[MenuSubItem][Range[MenuSubItem]];}

KBD_Data_No_Bounce_bit.KEY_2 =1; KeyCounter=KeySampleTime*KeyDelay;}}

lcdGotoXY(0,0); lcdPrintData((char *)&CalibText[MenuSubItem*3],2); lcdGotoXY(3,0);

switch (MenuSubItem){ case 0: switch(Range[MenuSubItem])

{ case 0: // Переходим на предел 2.5В

Range_Select_bit.ADC1_25V= 1; Range_Select_bit.ADC1_250V=1;

Range_Select_bit.ADC1_500V=1; Range_Select_bit.ADC1_2_5V=0; break;

case 1: // Переходим на предел 25В

Range_Select_bit.ADC1_2_5V=1;Range_Select_bit.ADC1_250V=1;

Range_Select_bit.ADC1_500V=1; Range_Select_bit.ADC1_25V= 0; break;}

sprintf(string,”%5f”,ADC1ScaledValue); break;

case 1: switch(Range[MenuSubItem]){case 0: // Переходим на предел 3kА

Outputs_Reg_bit.SET_3KA_30KA=0; Outputs_Reg_bit.LED3KA=1;

Outputs_Reg_bit.LED30KA=0; SetCurrentFlag=0; break;

case 1: // Переходим на предел 30kА

Outputs_Reg_bit.SET_3KA_30KA=1; Outputs_Reg_bit.LED3KA=0;

Outputs_Reg_bit.LED30KA=1; break; SetCurrentFlag=0;}

switch(TVOUT[MenuSubItem][Range[MenuSubItem]])

{case 0: // включаем режим 1

Outputs_Reg_bit.SUMM_DIV2=0; Outputs_Reg_bit.SUMM_DIV4=0; break;

case 1: // включаем режим 2

Outputs_Reg_bit.SUMM_DIV2=1; Outputs_Reg_bit.SUMM_DIV4=0; break;

case 2: // включаем режим 3

Outputs_Reg_bit.SUMM_DIV2=0; Outputs_Reg_bit.SUMM_DIV4=1; break; }break;

case 2: switch(Range[MenuSubItem])

{case 0: // Переходим на предел 2А

Range_Select_bit.DT_SEL0= 0; Range_Select_bit.DT_SEL1= 0;

Range_Select_bit.DT_SEL2= 0; break;

case 1: // Переходим на предел 20А

Range_Select_bit.DT_SEL0= 0; Range_Select_bit.DT_SEL1= 0;

Range_Select_bit.DT_SEL2= 1; break; }

sprintf(string,”%5f”,(ADC3ScaledValue)); break; }

lcdPrintData(string,5); lcdGotoXY(9,0); lcdPrintData(“R”,1);

lcdGotoXY(11,0); sprintf(string,”%1d”,Range[MenuSubItem]); lcdPrintData(string,1);

// уровень выходного силового трансформатора для данного диапазона

lcdGotoXY(15,0); lcdPrintData(“TV”,2); lcdGotoXY(18,0);

sprintf(string,”%2d”,TVOUT[MenuSubItem][Range[MenuSubItem]] );

lcdPrintData(string,2); lcdGotoXY(0,1); lcdPrintData(“X”,1); lcdGotoXY(2,1);

if (RMSCoef.TURMSCoef[MenuSubItem][Range[MenuSubItem]].X>=0)

{sprintf(string,”%3d”,(RMSCoef.TURMSCoef[MenuSubItem][Range[MenuSubItem]].X ) );

lcdPrintData(string,3); lcdPrintData(” “,1);}

else{sprintf(string,”%4d”,(RMSCoef.TURMSCoef[MenuSubItem][Range[MenuSubItem]].X ) );

lcdPrintData(string,4);}lcdGotoXY(6,1); lcdPrintData(“K”,1);lcdGotoXY(8,1);

sprintf(string,”%0.3f”,RMSCoef.TURMSCoef[MenuSubItem][Range[MenuSubItem]].K );

lcdPrintData(string,5); lcdGotoXY(13,1); lcdPrintData(“Y”,1); lcdGotoXY(15,1);

if(RMSCoef.TURMSCoef[MenuSubItem][Range[MenuSubItem]].Y>=0)

{ sprintf(string,”%0.2f”,RMSCoef.TURMSCoef[MenuSubItem][Range[MenuSubItem]].Y );

lcdPrintData(string,4); lcdPrintData(” “,1); }

else{sprintf(string,”%0.2f”,RMSCoef.TURMSCoef[MenuSubItem][Range[MenuSubItem]].Y );

lcdPrintData(string,5);}

for (i=0;i<6;i++){lcdGotoXY(PositionSubItem[i][0],PositionSubItem[i][1]);

if (i==SubItemChange){ string[0]=0x10; lcdPrintData(string,1);}

else {lcdPrintData(“:”,1);}}}}if(KBD_Data_No_Bounce_bit.KEY_0==0 ) //key_enter

{if(!SubItemFlag){ SubItemFlag=1; KeyCounter=KeySampleTime*10;

KBD_Data_No_Bounce_bit.KEY_0=1; }}

if(KBD_Data_No_Bounce_bit.KEY_4==0 ) //key_back

{if(!SubItemFlag && !CalibOutFlag){CalibOutFlag=1; KeyCounter=KeySampleTime*10;

KBD_Data_No_Bounce_bit.KEY_4=1; lcdClear();}

if(SubItemFlag){ SubItemFlag=0; KeyCounter=KeySampleTime*10;

KBD_Data_No_Bounce_bit.KEY_4=1; }}}

void MenuSaveCoef(void){ lcdGotoXY(0,0); for (istring=0; istring<9; istring++)

stringOut[istring]=SaveString[istring]; lcdPrintData(stringOut,9); lcdGotoXY(0,1);

for (istring=0; istring<14; istring++) stringOut[istring]=SaveString[istring+9];

lcdPrintData(stringOut,14); if(SYSFLAGS_bit.Save==1)

{ for (istring=0; istring<5; istring++) stringOut[istring]=YesString[istring]; }

else{for (istring=0; istring<5; istring++) stringOut[istring]=NoString[istring];}

lcdPrintData(stringOut,5);}

EEPROM.c (работа с ПЗУ)

void EepromWriteEnable(unsigned char Instruction)

{short int Temp; ClearEEPROM_CS();

SSPCR1_bit.SSE = 0; // Disable SPI1

SSPCR0_bit.DSS = 7; // Data Size Select

SSPCR1_bit.SSE = 1; // Enable SPI1

SSPDR = Instruction; // Sending instruction

while(SSPSR_bit.BSY){} // Waiting for the transmission complete

Temp=SSPDR_bit.DATA; SetEEPROM_CS();// EEPROM unselect }

unsigned char EepromInstructionSet(unsigned char Instruction, unsigned char Data)

{short int Temp; while (SSPSR_bit.BSY){}

ClearEEPROM_CS(); SSPCR1_bit.SSE = 0; SSPCR0_bit.DSS = 15;

SSPCR1_bit.SSE = 1; SSPDR = (Instruction<<8)|Data; while (SSPSR_bit.BSY){} SetEEPROM_CS(); return ((unsigned char) SSPDR_bit.DATA);};

void EepromDataWriteSPI (short int Address , unsigned char Data)

{ short int Temp; while (SSPSR_bit.BSY){}ClearEEPROM_CS();SSPCR1_bit.SSE = 0; SSPCR0_bit.DSS = 7; SSPCR1_bit.SSE = 1;SSPDR = WRITE;while(SSPSR_bit.BSY){}

Temp=SSPDR_bit.DATA; SSPCR1_bit.SSE = 0; SSPCR0_bit.DSS = 15;

SSPCR1_bit.SSE = 1; SSPDR = Address; while(SSPSR_bit.BSY){}

Temp=SSPDR_bit.DATA;SSPCR1_bit.SSE = 0; SSPCR0_bit.DSS = 7;

SSPCR1_bit.SSE = 1; SSPDR = Data; while(SSPSR_bit.BSY){}

Temp=SSPDR_bit.DATA; SetEEPROM_CS(); }

bool EepromArrayDataWrite( short int Address, short int SizeOffArray ,unsigned char *Data)

{ short int i; bool Result; unsigned char DataEEPROM; Result=true;

for (i=0;i<SizeOffArray;i++){ EepromWriteEnable(WREN);// разрешаем запись

EepromDataWriteSPI( Address, *(Data+i));// пишем по адресу Address

EEPROMRDSR = EepromInstructionSet(RDSR, 0x0);

while (EEPROMRDSR_bit.RDY){EEPROMRDSR = EepromInstructionSet(RDSR, 0x0);}

DataEEPROM = EepromDataReadSPI( Address, 0xFF);

if(DataEEPROM!=*(Data+i)) Result=false; Address++;}return (Result);}

void EepromArrayDataRead( short int Address, short int SizeOffArray ,unsigned char *Data)

{ short int i; unsigned char DataEEPROM; for (i=0;i<SizeOffArray;i++)

{ EEPROMRDSR = EepromInstructionSet(RDSR, 0x0);

while (EEPROMRDSR_bit.RDY){EEPROMRDSR = EepromInstructionSet(RDSR, 0x0);}

DataEEPROM = EepromDataReadSPI( Address, 0xFF);

*(Data+i)=DataEEPROM; Address++;}}

int EepromDataReadSPI(short int Address, unsigned char Data ){while (SSPSR_bit.BSY){}

ClearEEPROM_CS(); SSPCR1_bit.SSE = 0; SSPCR0_bit.DSS = 15;

SSPCR1_bit.SSE = 1; SSPDR_bit.DATA = (READ<<8)|(Address>>8);

while(SSPSR_bit.BSY){} Temp3=SSPDR_bit.DATA;

SSPCR1_bit.SSE = 0; SSPCR0_bit.DSS = 15; SSPCR1_bit.SSE = 1;

SSPDR_bit.DATA = (Address<<8); while(SSPSR_bit.BSY){}

SetEEPROM_CS(); Temp3=SSPDR_bit.DATA; return ((unsigned char) Temp3);}

LCD.c (управление индикатором)

void lcdInitHW(void){// Инициализация портов ввода/вывода, поключенных к LCD

// Конфигурируем управляющие выводы

CLEARBIT(LCD_CTRL_PORT_CLR, LCD_CTRL_RS);

CLEARBIT(LCD_CTRL_PORT_CLR, LCD_CTRL_E);

// Конфигурируем выводы как выходы

LCD_CTRL_DDR |= (1<<LCD_CTRL_RS);LCD_CTRL_DDR |=(1<<LCD_CTRL_E);}

void lcdControlWrite(unsigned char data) // Запись команды в LCD

{// Устанавливаем режим запись команды

CLEARBIT(LCD_CTRL_PORT_CLR, LCD_CTRL_RS);

CLEARBIT(LCD_CTRL_PORT, LCD_CTRL_RW);

#ifdef LCD_DATA_4BIT      // 4-разрядный интерфейс

SETBIT(LCD_CTRL_PORT_SET, LCD_CTRL_E); // Устанавливаем линю “Е”

// Конфигурируем 4 вывода линии данных как выходы

LCD_DATA_DDR |= 0xF0;  // Передаем 4 старших бита

LCD_DATA_POUT0_SET=(unsigned long int)(0x00003800&((unsigned long int)data << 6));

LCD_DATA_POUT0_CLR=(unsigned long int)(0x00003800&((unsigned long int)~data << 6));

LCD_DATA_POUT1_SET = (unsigned long int)(0x800000&((unsigned long int)data << 19));

LCD_DATA_POUT1_CLR = (unsigned long int)(0x800000&((unsigned long int)~data << 19));

LCD_DELAY;LCD_DELAY;

CLEARBIT(LCD_CTRL_PORT_CLR, LCD_CTRL_E); // “Сбрасываем” линию “Е”

LCD_DELAY;LCD_DELAY;

#else  // 8-разрядный интерфейс

SETBIT(LCD_CTRL_PORT_SET, LCD_CTRL_E);LCD_DATA_DDR = 0xCF;}

void lcdInit(){lcdInitHW(); LCD_DELAY_20000uC;

lcdControlWrite((1<<LCD_FUNCTION) | (1<<LCD_FUNCTION_8BIT));

LCD_DELAY_64uC;   lcdControlWrite((1<<LCD_FUNCTION) | (1<<LCD_FUNCTION_8BIT));LCD_DELAY_64uC;

lcdControlWrite((1<<LCD_FUNCTION) | (1<<LCD_FUNCTION_8BIT));

LCD_DELAY_64uC; // Установка функционального состояния по умолчанию

lcdControlWriteInit(LCD_FUNCTION_DEFAULT);LCD_DELAY_64uC;

lcdControlWrite(1<<LCD_ON_CTRL); // Выключить дисплей

LCD_DELAY_64uC;   lcdControlWrite(1<<LCD_CLR); // Очистка дисплея

LCD_DELAY_1600uC;

lcdControlWrite(LCD_MODE_DEFAULT); // Установка режима ввода

LCD_DELAY_64uC;lcdControlWrite(1<<LCD_ON_CTRL | 1<<LCD_ON_DISPLAY );

LCD_DELAY_64uC;lcdControlWrite(LCD_FUNCTION_DEFAULT );LCD_DELAY_64uC; }

// Возврат курсора в начальное положение

void lcdHome(void) {lcdControlWrite(1<<LCD_HOME); LCD_DELAY_1600uC;}

void lcdClear(void){ // Очистка дисплея

lcdControlWrite(1<<LCD_CLR);LCD_DELAY_1600uC;}

// Переместить курсор в позицию XY

void lcdGotoXY(unsigned char x, unsigned char y){

unsigned char DDRAMAddr;// Высчитываем реальный адрес DDRAM

switch(y){case 0: DDRAMAddr = LCD_LINE0_DDRAMADDR+x; break;

case 1: DDRAMAddr = LCD_LINE1_DDRAMADDR+x; break;

case 2: DDRAMAddr = LCD_LINE2_DDRAMADDR+x; break;

case 3: DDRAMAddr = LCD_LINE3_DDRAMADDR+x; break;

default: DDRAMAddr = LCD_LINE0_DDRAMADDR+x;}

lcdControlWrite(1<<LCD_DDRAM | DDRAMAddr); // Установка адреса DDRAM

LCD_DELAY_40uC;   //SysFlags1.SysFlags1 = ADCStart;}

void lcdPrintData(char* data, unsigned char nBytes){unsigned char i;

if (!data) return; // Проверяем указатель на правильность

for(i=0; i<nBytes; i++){// Выводим символы на дисплей

lcdDataWrite(data[i]); LCD_DELAY_40uC;}}

Time.c ( работа со временем)

void __delay_cycles(unsigned long int i){unsigned long int ii;

for (ii=i;ii!=0;ii–) {WDTCTL = WDTPW+WDTCNTCL;}} // обнуление

void TimerStart(){ T1TCR = 1;Outputs_Reg_bit.STOP_LED_ON = 1;

Outputs_Reg_bit.PUSK_LED_ON=0;Outputs_Reg_bit.GOTOV_LED_ON=1;}

void TimerStop(){ T1TCR = 0; Outputs_Reg_bit.STOP_LED_ON = 0;

Outputs_Reg_bit.PUSK_LED_ON = 1;Outputs_Reg_bit.GOTOV_LED_ON=1;}

void TimerCLR(){ T1TCR = 0; T1TC = 0;}

void Beep(short int delay){Buzz_Delay = delay;

SSP_Out_Flags_bit.BUZZ_ENABLE=1;}

void Output(void){if (TimerFlags_bit.QuotePwrOff){

TimerFlags_bit.QuotePwrOff=0;Outputs_Reg_bit.PWR1_OFF = 1;

for(char i=0; i<30;i++) LCD_DELAY_1600uC;Outputs_Reg_bit.PWR1_OFF = 0;

TimerFlags_bit.TimerStartQuote=0;TimerFlags_bit.Quote_Pusk_Flag =0;}

if(TimerFlags_bit.ContinousOutMode) //длительный режим

{ if(!IO1PIN_bit.P0_16) //кнопка пуск

{Outputs_Reg_bit.PWR1_ON = 1;PuskFlag =1;}

else {Outputs_Reg_bit.PWR1_ON = 0;PuskFlag = 0;}}

if(TimerFlags_bit.ImpulseOutMode)

{ if(!IO1PIN_bit.P0_16 && !TimerFlags_bit.QuotePwrOn && KBD_Data_No_Bounce_bit.KEY_1) //кнопка пуск

{for(int i;i<=511;i++){ ADC1_Sample_Vector[i]=0;

ADC2_Sample_Vector[i]=0;ADC3_Sample_Vector[i]=0;

ADC1_Sample_Vector_Fix[i]=0;ADC2_Sample_Vector_Fix[i]=0;

ADC3_Sample_Vector_Fix[i]=0;}TimerFlags_bit.TimerStartQuote=1; TimerFlags_bit.QuotePwrOn =1; Outputs_Reg_bit.PWR1_ON = 1; TimerFlags_bit.TimerStartK1 =1;PuskFlag =1;}}}

Menu.c (обработка меню)

void Main_Menu(void){ptFunc = ptasMenuCurrent->ptFunctionDisplay;ptFunc();}

void MainMenuBrowse(void){//обзор главного меню

if((KBD_Data_No_Bounce_bit.KEY_2==0))//key_up

{ KeyCounter=KeySampleTime*10;KBD_Data_No_Bounce_bit.KEY_2=1;

ptasMenuCurrent=ptasMenuCurrent->ptUp; }

if((KBD_Data_No_Bounce_bit.KEY_3==0))//key_down

{ptasMenuCurrent=ptasMenuCurrent->ptDown;KeyCounter=KeySampleTime*10;

KBD_Data_No_Bounce_bit.KEY_3=1;if((KBD_Data_No_Bounce_bit.KEY_0==0))//key_enter

{KeyCounter=KeySampleTime*10;KBD_Data_No_Bounce_bit.KEY_0=1;

ptasMenuCurrent=ptasMenuCurrent->ptNext; lcdClear();}

if((KBD_Data_No_Bounce_bit.KEY_4==0))//key_back

{ptasMenuCurrent=ptasMenuCurrent->ptPrev;KeyCounter=KeySampleTime*10;

KBD_Data_No_Bounce_bit.KEY_4=1; lcdClear();}}

void Secundomer(void){ MainMenuBrowse();lcdGotoXY(0,1);lcdPrintData(” “,1);

lcdGotoXY(19,1); lcdPrintData(” “,1); lcdGotoXY(1,0);

lcdPrintData( SEKUNDOMER,18); lcdGotoXY(0,0);lcdPrintData(arrow,1);

lcdGotoXY(19,0);lcdPrintData(enter,1);lcdGotoXY(1,1);

lcdPrintData( QUOTE_MODE,18);}

void Fixation(void){ MainMenuBrowse();lcdGotoXY(19,0);lcdPrintData(” “,1);

lcdGotoXY(0,0);lcdPrintData( back,1);lcdGotoXY(1,0);

lcdPrintData( SEKUNDOMER,18);lcdGotoXY(1,1);

lcdPrintData( FIXATION ,18);lcdGotoXY(0,1);lcdPrintData(arrow,1);

lcdGotoXY(19,1);lcdPrintData(enter,1);}if(TimerFlags_bit.ImpulseOutMode){

Outputs_Reg_bit.PWR1_OFF = 1;for(char i=0; i<10;i++)LCD_DELAY_1600uC;

Outputs_Reg_bit.PWR1_OFF = 0;} TimerFlags_bit.ImpulseOutMode=0;TimerFlags_bit.ContinousOutMode=1;

asMenuMain[1].ptNext = &asMenuQuote [0]; }

void QuoteAuto(void){ lcdGotoXY(19,0);lcdPrintData(” “,1); lcdGotoXY(0,0);

lcdPrintData( back,1); lcdGotoXY(1,0);lcdPrintData( QUOTE_MODE,18);

lcdGotoXY(1,1);lcdPrintData( AUTO_MODE ,18);lcdGotoXY(0,1);

lcdPrintData(arrow,1);lcdGotoXY(19,1);lcdPrintData(enter,1);

if(TimerFlags_bit.ContinousOutMode){Outputs_Reg_bit.PWR1_OFF = 1;

for(char i=0; i<10;i++) LCD_DELAY_1600uC;Outputs_Reg_bit.PWR1_OFF = 0;}

TimerFlags_bit.ContinousOutMode=0; TimerFlags_bit.ImpulseOutMode=1;

asMenuMain[1].ptNext = &asMenuQuote [1]; MainMenuBrowse();}

void Zapusk_Menu(void){if((KBD_Data_No_Bounce_bit.KEY_3==0))//key_up

{ TimerStartMenuItem++; if(TimerStartMenuItem == 3)

TimerStartMenuItem = 0; KeyCounter=KeySampleTime*10;

KBD_Data_No_Bounce_bit.KEY_3=1;} if((KBD_Data_No_Bounce_bit.KEY_2==0))//key_down

{if(TimerStartMenuItem == 0) TimerStartMenuItem = 3;TimerStartMenuItem–; KeyCounter=KeySampleTime*10;KBD_Data_No_Bounce_bit.KEY_2=1;}

if((KBD_Data_No_Bounce_bit.KEY_4==0))//key_back

{ ptasMenuCurrent=ptasMenuCurrent->ptPrev;

KeyCounter=KeySampleTime*10; KBD_Data_No_Bounce_bit.KEY_4=1;}

switch (TimerStartMenuItem){case 0: lcdGotoXY(19,0); lcdPrintData(” “,1);

lcdGotoXY(0,0);lcdPrintData( back,1);lcdGotoXY(1,0);lcdPrintData( ZAPUSK,18);

lcdGotoXY(1,1);lcdPrintData( K1 ,17);lcdGotoXY(0,1);lcdPrintData(arrow,1);

lcdGotoXY(18,1);lcdPrintData(upArrow,1);lcdGotoXY(19,1);

lcdPrintData(downArrow,1);TimerFlags_bit.TimerStartK1=1;

TimerFlags_bit.TimerStartPusk=0; break;

case 1: lcdGotoXY(19,0); lcdPrintData(” “,1); lcdGotoXY(0,0);

lcdPrintData( back,1); lcdGotoXY(1,0); lcdPrintData( ZAPUSK,18); lcdGotoXY(1,1);

lcdPrintData( PUSK ,17); lcdGotoXY(0,1); lcdPrintData(arrow,1); lcdGotoXY(18,1);

lcdPrintData(upArrow,1); lcdGotoXY(19,1);lcdPrintData(downArrow,1);

TimerFlags_bit.TimerStartK1=0; TimerFlags_bit.TimerStartPusk=1;break;

case 2: lcdGotoXY(19,0); lcdPrintData(” “,1); lcdGotoXY(0,0);

lcdPrintData( back,1); lcdGotoXY(1,0); lcdPrintData( ZAPUSK,18); lcdGotoXY(1,1);

lcdPrintData( NET ,17); lcdGotoXY(0,1); lcdPrintData(arrow,1); lcdGotoXY(18,1);

lcdPrintData(upArrow,1); lcdGotoXY(19,1); lcdPrintData(downArrow,1);

TimerFlags_bit.TimerStartK1=0; TimerFlags_bit.TimerStartPusk=0; break; }}

Lpc2148.c

void initLPC2148(void){ #pragma segment = “INTVEC”

if (( void * )0x00000000UL == __segment_begin( “INTVEC” ))

{MEMMAP = 1;} // normal flash mode

else { MEMMAP = 2 ; }

// user ram mode – Map lowest 64 bytes of the address space to

//bottom of internal RAM, moving exception vectors into place

PLLCFG=0x24;feed();// Enabling the PLL

PLLCON=0x1;feed();// Wait for the PLL to lock to set frequency

while(!( PLLSTAT_bit.PLOCK)){}// Connect the PLL as the clock source

PLLCON=0x3;feed();MAMCR=0x2;

MAMTIM=0x4;// Setting peripheral Clock (pclk) to System Clock (cclk)

VPBDIV=0x01; T0IR=0xFF; // reset match and capture event interrupts

T0TC=0; // Clear timer counter

T0PR= 0;T0MR0=3000;

T0MR1=4687; // Count up to 36,864 for 100Hz interrupt, period = 10ms

T0MR2 =4927; T0MCR = 0XC9; // Reset Timer Counter & Interrupt on match

T0TCR = 1; // Counting enable

T1IR = 0XFF; // reset match and capture event interrupts

T1TC=0; // Clear timer counter

T1PR= 6000; // Prescaler for 1 timer tick per 100uS

T1MR0=99990000; // Interrupt every 1 sec

T1MCR= 3; T1TCR = 0; Timer_Data_Sec=0;

VICIntSelect = 0; // Set all VIC interrupts to IRQ for now

VICIntEnClear = 0xFFFFFFFF; // Diasable all interrupts

VICProtection = 0; // VIC registers can be accessed in User or

VICVectAddr = 0; // Clear interrupt

VICProtection = 0; // Accesss VIC in USR | PROTECT

VICIntSelect &= ~(1<<VIC_TIMER0); // Timer 0 intrpt is an IRQ (VIC_TIMER0 = 4)

VICVectAddr0 = (unsigned int)&MM_TIMER0_ISR; // Install ISR in VIC addr slot 0

VICVectCntl0 = 0x20 | VIC_TIMER0; // IRQ type, TIMER 0 int enabled

VICIntEnable |= (1<<VIC_TIMER0); // Turn on Timer0 Interrupt

VICIntSelect &= ~(1<<VIC_SPI); // SPI intrpt is an IRQ (VIC_SPI = 11)

VICVectAddr1 = (unsigned int)&SPI_ISR; // Install ISR in VIC addr slot 1

VICVectCntl1 = 0x20 | VIC_SPI; // IRQ type, SPI int enabled

VICIntEnable |= (1<<VIC_SPI); // Turn on SPI Interrupt

VICIntSelect &= ~(1<<VIC_TIMER1); // SPI intrpt is an IRQ (VIC_SPI = 11)

VICVectAddr2 = (unsigned int)&MM_TIMER1_ISR; // Install ISR in VIC addr slot 1

VICVectCntl2 = 0x20 | VIC_TIMER1; // IRQ type, SPI int enabled

VICIntEnable |= (1<<VIC_TIMER1); // Turn on SPI Interrupt

//инициализация портов ввода/вывода

IO0DIR|=0X226A3D55; IO1DIR|=0XEE0000; IO0DIR_bit.P0_28 =1;

/* Configure Pin Connect Block */

PINSEL0=0x5500; PINSEL2=0X04;PINSEL1_bit.P0_28=0;

PINSEL0_bit.P0_4 = 1; //SCK0

PINSEL0_bit.P0_5 = 1; //MISO0

PINSEL0_bit.P0_6 = 1; //MOSI0

PINSEL0_bit.P0_7 = 1; //SSEL0

/* SPI1 Pin Connect Block definition */

PINSEL1_bit.P0_17=SCK1;PINSEL1_bit.P0_18=MISO1;PINSEL1_bit.P0_19=MOSI1;

PINSEL1_bit.P0_20=SSEL1;

/* SPI1 (SSP) Definition */

SSPCR0_bit.DSS=15; // Data Size Select

SSPCR0_bit.SCR=7; // Serial Clock Rate

SSPCPSR_bit.CPSDVSR=2; // Clock Prescale

SSPCR1_bit.SSE=1; // SSP Enable

S0SPCCR=0x3C; // Set to highest speed for SPI =1 MHz

S0SPCR=0xA4; // Device selected as master

SETBIT(IO0SET,RANGE_CS); CLEARBIT(IO0CLR,RANGE_CS);

RMSCoefArrayPointer=&RMSCoef;

EepromArrayDataRead(0x0000,sizeof (RMSCoef), (unsigned char *) RMSCoefArrayPointer);

__enable_interrupt(); // Global interrupt enable

MainMenuFlags=0;MainMenuItem=0;MainMenuSecondItem=0;TimerMenuItem=0;

KBD_Data_No_Bounce=0xFFFF;KeyCounter= 64;QuotePeriodNumber=1;

MeasureModeUpperItem=0;MeasureModeLowerItem=1;KeyUpDecadeCounter=0;

KeyDownDecadeCounter=0;Outputs_Reg_bit.PWR1_ON =0;PuskFlag=0;

Outputs_Reg_bit.PWR1_OFF =0;Outputs_Reg_bit.STOP_LED_ON = 1;

Outputs_Reg_bit.PUSK_LED_ON = 1;Outputs_Reg_bit.GOTOV_LED_ON = 0;

Range[0]=0;Range[1]=0;Range[2]=0;Range[3]=0;KeyDelay=10;

TimerFlags_bit.TimerStartK1 =1;TimerFlags_bit.TimerStartPusk=0;

TimerFlags_bit.TimerFixK2 =1;TimerFlags_bit.TimerFixShutoff =0;

TimerFlags_bit.ContinousOutMode=1;TimerFlags_bit.ImpulseOutMode=0;

TimerFlags_bit.Quote_Pusk_Flag=0;TimerFlags_bit.TimerStartQuote=0;

QuotePeriodValue = 200;TimerStartMenuItem=2;TimerFixMenuItem=2;

Outputs_Reg_bit.PWR1_OFF = 1;for(char i=0; i<30;i++) LCD_DELAY_1600uC;

Outputs_Reg_bit.PWR1_OFF = 0; Outputs_Reg_bit.SET_3KA_30KA=0;

Outputs_Reg_bit.LED3KA=1; Outputs_Reg_bit.LED30KA=0; Range[1] = 0;

Outputs_Reg_bit.SUMM_DIV2=0; Outputs_Reg_bit.SUMM_DIV4=0;

TimerFlags_bit.TimerStartK1=0; // Запуск выключен

TimerFlags_bit.TimerStartPusk=0;

TimerFlags_bit.TimerFixK2=0; //Фиксация выключена

TimerFlags_bit.TimerFixShutoff=0;}

void feed (void){PLLFEED=0xAA; PLLFEED=0x55;}

 

Приложение Г

 

Печатная плата управляющего модуля

 

Рисунок Г.1 – Верхний слой печатной платы

 

Рисунок Г.2 – Слой «земли»

 

Рисунок Г.3 – Слой «питания»

 

Рисунок Г.4 – Нижний слой печатной платы

 

Приложение Д

 

Спецификация на сборочный чертеж

ФорматЗонаПоз.ОбозначениеНаименованиеКол.Примечание
    Документация  
А2  Д.П.230101.006 СБСборочный чертеж1 
       
    Детали  
А1 1Д.П.230101.006 ПППлата печатная1 
       
    Прочие изделия  
       
    Конденсаторы  
  2 К10-17в-1 мкФ ОЖО.460.172 ТУ1С1
  3 PSM-057-22 мкФ Vishay BCcomponents1C8
  4 PSM-057-22 мкФ Vishay BCcomponents1C9
  5 PSM-057-100 мкФ Vishay BCcomponents1С13
  6 К10-17в-0,1мкФ ОЖО.460.172 ТУ1С16
  7 К10-17в-0,1мкФ ОЖО.460.172 ТУ3С17,С21,С24
  8 PSM-057-100 мкФ Vishay BCcomponents1С18
  9 К10-17в-0,1мкФ ОЖО.460.172 ТУ3С19,С20,С22
  10 К53-56-10 мкФ АДПК.673546.005ТУ4С23,С34,С54,С60
  11 К53-56-10 мкФ АДПК.673546.005ТУ1С25
  12 К10-17в-0,1мкФ ОЖО.460.172 ТУ2С26,С27
  13 К10-17в-0,1мкФ ОЖО.460.172 ТУ2С28,С29
  14 К53-56-1 мкФ АДПК.673546.005ТУ1C31
  15 PSM-057-100 мкФ Vishay BCcomponents1С32
  16 К53-56-1 мкФ АДПК.673546.005ТУ1C33
  17 К10-17в-0,1мкФ ОЖО.460.172 ТУ2C35,С56
  18 PSM-057-22 мкФ Vishay BCcomponents2С36,C53
  19 К53-56-1 мкФ АДПК.673546.005ТУ1C37
  20 PSM-057-100 мкФ Vishay BCcomponents1С38
  21 PSM-057-100 мкФ Vishay BCcomponents3С39,С51,С55
  22 К10-17в-1 мкФ ОЖО.460.172 ТУ1С41
  23 К10-17в-1 мкФ ОЖО.460.172 ТУ1С42
  24 К10-17в-1 мкФ ОЖО.460.172 ТУ1С43
  25 К10-17в-1 мкФ ОЖО.460.172 ТУ1С44
  26 К53-56-10 мкФ АДПК.673546.005ТУ1C45
  27 PSM-057-22 мкФ Vishay BCcomponents1С46
  28 К53-56-10 мкФ АДПК.673546.005ТУ1C47
  29 К53-56-10 мкФ АДПК.673546.005ТУ1C48
  30 PSM-057-100 мкФ Vishay BCcomponents1C49
  31 PSM-057-100 мкФ Vishay BCcomponents1C50
  32 К10-17в-0,1мкФ ОЖО.460.172 ТУ1С52
  33 К10-17в-1 мкФ ОЖО.460.172 ТУ1С59
  34 К10-17в-0,1мкФ ОЖО.460.172 ТУ1С73
  35 К53-56-10 мкФ АДПК.673546.005ТУ1С78
  36 К10-17в-0,1мкФ ОЖО.460.172 ТУ1С79
  37 К10-17в-0,1мкФ ОЖО.460.172 ТУ1C101
    Микросхемы  
  38 OP4177AR Analog Devices, Inc.1DA1
  39 OP4177AR Analog Devices, Inc.1DA2
  40 PVT422 International Rectifier2DA3,DA5
  41 PVT422 International Rectifier2DA4,DA6
  42 ADG408BR Analog Devices, Inc.1DA7
  43 LM311M Fairchild Semiconductor Corporation1DA11
  44 LM311M Fairchild Semiconductor Corporation1DA12
  45 AM1P-0505SH30 Aimtec2DA13,DA14
  46 AM1P-0505SH30 Aimtec1DA18
  47 AM1P-0505SH30 Aimtec1DA19
  48 LM311M Fairchild Semiconductor Corporation1DA25
  49 MAX809-EUR-T Maxim Integrated Products1DA26
  50 LTV817 LiteOn1DA27
  51 LTV817 LiteOn1DA28
  52 ADUM1402BRW Analog Devices, Inc.1DD1
  53 ADUM1402BRW Analog Devices, Inc.1DD2
  54 74HC4066D Philips Semiconductors1DD4
  55 LPC2148FBD64 Philips Semiconductors1DD5
  56 AT25640AN-10SU ATMEL Corporation1DD6
  57 74HC165D Philips Semiconductors2DD7,DD8
  58 74HC595D Philips Semiconductors2DD9,DD12
  59 74HC595D Philips Semiconductors2DD10,DD11
  60 FT232BM Future Technology Devices Intl Ltd.1DD15
  61 74HC138D Philips Semiconductors1DD16
  62 74HC14D Philips Semiconductors1DD18
    Реле  
  63 FTR-B3GA4.5Z Fujitsu Media Devices1К1
  64 FTR-B3GA4.5Z Fujitsu Media Devices1K4
  65 FTR-B3GA4.5Z Fujitsu Media Devices3К7,K9,К10
       
    Дроссели  
  66 LQH4N-330-33мкГн Murata Manufacturing2L1, L2
  67 LQH4N-330-33мкГн Murata Manufacturing1L3
  68 LQH4N-330-33мкГн Murata Manufacturing1L4
    Резисторы АБШК.434110.050 ТУ  
  69 С2-29В-1-138 Ом±0,11R2
  70 С2-29В-1-138 Ом±0,11R3
  71 С2-29В-0,125-649 Ом±0,1%3R4,R11,R13
  72 С2-29В-0, 5-255 кОм±0,1%2R7,R20
  73 С2-29В-0, 5-255 кОм±0,1%2R8,R21
  74 С2-29В-0,125-1,1 кОм±0,1%6R9,R10,R12,R22,R23,R24
  75 С2-29В-0,125-1,1 кОм±0,1%2R14,R25
  76 С2-29В-0,125-876 Ом±0,1%3R15,R17,R19
  77 С2-29В-0,125-1,1 кОм±0,1%5R16,R18,R26,R44,R49
  78 Р1-12-0,125-430 Ом±5%7R28,R30,R32,R34,R36,R38,R40
  79 С2-29В-0,25-232 кОм±0,1%2R29,R33
  80 С2-29В-0,25-232 кОм±0,1%4R31,R35,R39,R43
  81 С2-29В-0,125-1,33 кОм±0,1%2R37,R41
  82 Р1-12-0,125-100 кОм±5%1R45
  83 Р1-12-0,125-100 кОм±5%2R47,R51
  84 Р1-12-0,125-100 кОм±5%2R50,R63
  85 Р1-12-0,125-10 кОм±5%1R65
  86 Р1-12-0,125-100 кОм±5%2R66,R68
  87 Р1-12-0,125-430 Ом±5%1R70
  88 Р1-12-0,125-430 Ом±5%1R71
  89 Р1-12-0,125-100 кОм±5%1R75
  90 Р1-12-0,125-10 кОм±5%1R77
  91 С2-29В-1-100 кОм±0,12R79, R80
  92 С2-29В-1-100 кОм±0,12R81, R82
  93 Р1-12-0,125-100 кОм±5%1R87
  94 Р1-12-0,125-100 кОм±5%1R88
  95 Р1-12-0,125-10 кОм±5%1R89
  96 Р1-12-0,125-10 кОм±5%1R90
  97 Р1-12-0,125-10 кОм±5%1R91
  98 Р1-12-0,125-10 кОм±5%1R92
  99 Р1-12-0,125-10 кОм±5%1R94
  100 Р1-12-0,125-10 кОм±5%1R95
  101 Р1-12-0,125-10 кОм±5%2R96,R93
  102 Р1-12-0,125-10 кОм±5%1R97
  103 Р1-12-0,125-10 кОм±5%2R99,R109
  104 Р1-12-0,125-10 кОм±5%1R100
  105 Р1-12-0,125-100 кОм±5%4R101…R103,R106
  106 Р1-12-0,125-100 кОм±5%1R105
  107 Р1-12-0,125-10 кОм±5%1R143
  108 Р1-12-0,125-10 кОм±5%1R145
    Диоды General Semiconductor  
  109 LL41482VD3,VD7
  110 LL41481VD5
  111 LL41482VD8,VD9
  112 LL41481VD11
  113 BZX55C6V21VD13
  114 BZX55C6V21VD14
  115 LL41481VD15
  116 LL41481VD20
  117 LL41481VD21
  118 LL41486VD31…VD36
    Транзисторы Fairchild Semiconductor  
  119 BC 8071VT1
  120 BC 8071VT2
  121 BC 8171VT3
  122 BC 8173VT4,VT5,V8
  123 BC 8171VT6
    Разъемы  
  124 WF-2 BM1XP1
  125 WF-4 BM1XP2
  126 WF-6 BM1XP3
  127 WF-2 BM1XP4
  128 WF-2 BM1XP5
  129 WF-10 BM1XP6
  130 IDC-40MS AMP1XP7
  131 WF-6 BM2XP8,XP10
  132 WF-4 BM1XP9
  133 WF-8 BM1XP11
  134 WF-2 BM1XP13
  135 IDC-14MS AMP1XP14
  136 WF-6 BM1XP15
  137 WF-4 BM1XP17
    Прочее Sonitron  
  138 Пьезоизлучатель SMA-13P7.51BA1
  139 Кварц DT-38T-32,768 кГц-20 пФ1ZQ1
  140 Кварц HC49/S-12 Мгц-20 пФ1ZQ2
  141 Кварц HC49/S-6 Мгц-20 пФ1ZQ3
 

 

Нашли опечатку? Выделите и нажмите CTRL+Enter

Похожие документы
Обсуждение

Оставить комментарий

avatar
  Подписаться  
Уведомление о
Заказать реферат!
UkrReferat.com. Всі права захищені. 2000-2019