- •Микропроцессорные системы
- •Введение
- •Проектирование микропроцессорных систем
- •Понятие системы
- •Цикл проектирования системы
- •Задание на курсовой проект
- •Содержание и оформление курсового проекта
- •Защита курсовых проектов
- •Требования пользователей и функциональная спецификация
- •Проектирование системы
- •Проектирование аппаратных средств микропроцессорного устройства
- •Типовая структура мпу
- •Система питания мпу
- •Питание от аккумуляторов
- •Комбинированный источник питания
- •Расчет потребляемой мощности
- •Модуль сброса и синхронизации
- •Расчет схемы сброса и синхронизации
- •Организация памяти микроэвм
- •Блок связи с оператором (пульт управления)
- •Подключение клавиатуры
- •Подключение индикатора
- •Расчет пульта оператора
- •Организация ввода данных
- •Ввод аналоговой информации
- •Расчет входных схем
- •Ввод цифровой и дискретной информации
- •Организация вывода данных
- •Цифровые выходы
- •Аналоговые выходы
- •Управление силовыми цепями
- •Стандартные последовательные интерфейсы
- •Гальваническая развязка
- •Выбор микроконтроллера
- •Проектирование программных средств микропроцессорных устройств
- •Технология разработки программного обеспечения
- •Технология задачи/состояния
- •Взаимодействие между задачами
- •Программная реализация типовых модулей мпу
- •Сопряжение с клавиатурой
- •Сопряжение с жки-модулем
- •Сопряжение с памятью по интерфейсу i2c
- •Сопряжение с последовательным асинхронным интерфейсом
- •Сопряжение с датчиком температуры
- •Пример проектирования микропроцессорного устройства
- •Требования пользователя и построение функциональной спецификации
- •Проектирование системы
- •Проектирование аппаратной части устройства
- •Проектирование программной части
- •Void init(void) // инициализация контроллера
- •Варианты заданий
- •Приложение а
- •1. Основание для разработки
- •2. Назначение разработки
- •3. Требования к разработке
- •3.1Требования к функциональным характеристикам
- •3.2Требования к надежности
- •3.3 Требования к условиям эксплуатации
- •3.4 Требования к составу и параметрам технических средств
- •3.5. Требования к программной и информационной совместимости
- •Приложение в
- •Приложение г
- •Библиографический список
3.2Требования к надежности
Надежность системы управления - свойство системы правильно функционировать при определенных условиях эксплуатации в течение заданного времени.
Все количественные характеристики надежности носят вероятностный характер и включают следующие параметры:
- среднее время наработки на отказ;
- среднее время наработки на сбой;
- вероятность безотказной работы;
- среднее время восстановления работоспособности.
Для определения количественных характеристик надежности воспользуемся прикидочным методом расчета и определим ориентировочное время безотказной работы Т системы, которое складывается из времени t всех элементов схемы.
Продолжение приложения Б
Интенсивность отказов у изделий электронной техники и радиоэлектроники в среднем равна i= 0.2·10-6 (1/ч)
Для данной схемы (число элементов n не более 100):
I = n*i = 100 · 0.2 · 10-6 = 20·10-6 (1/ч)
А время безотказной работы определяется как T=1/I, что составляет 50000 часов или более 5 лет.
С учетом наличия в системе других менее надежных элементов общий показатель надежности должен быть не менее T=10000 часов и гарантированно обеспечивать работоспособность системы не менее 1 года при выполнении правил эксплуатации.
3.3 Требования к условиям эксплуатации
Разрабатываемое устройство состоит из нескольких блоков (блока управления, исполнительного блока, контролирующего блока), что обеспечивает его ремонтопригодность и быстрое тестирование. Система управления ЭЧА должна работать в стационарном режиме при соблюдении следующих требований:
1) температура окружающего воздуха +15 ÷ +30°С ;
2) относительная влажность воздуха 40÷ 80 % (при t=30°С);
3) атмосферное давление 630 ÷ 800 мм.рт.ст.;
4) диапазон частот вибрации 1Гц ÷ 3 Гц ;
3.4 Требования к составу и параметрам технических средств
В состав разрабатываемого устройства управления аквариумом должны входить следующие элементы:
- микроконтроллер КМ1816ВЕ48;
- датчики:
температуры;
освещенности;
нарушения герметичности корпуса (измерение уровня воды);
Продолжение приложения Б
прозрачности воды;
- исполнительные устройства:
- аквариумный нагреватель;
- компрессор;
- фильтр;
- устройство подачи корма;
- прибор искусственного освещения;
- световой сигнализатор работоспособности устройства;
- световой сигнализатор срабатывания аварийного датчика
температуры;
- звуковой сигнализатор нарушения герметичности корпуса
аквариума;
- звуковой сигнализатор помутнения воды;
- кнопки установки времени запуска системы.
Требуется предусмотреть совместимость элементов по уровням электрических сигналов.
3.5. Требования к программной и информационной совместимости
Программа проектируемого устройства должна быть написана на языке Ассемблера в соответствии с системой команд микроконтроллера КМ1816ВЕ48.
Состояние контролирующих элементов кодируется двоичными сигналами:
- "0" - состояние требует корректировки;
- "1" - нормальное состояние.
Управляющим сигналом для исполнительных устройств является "1", т.е. включить исполнительный элемент - "1", выключить - "0".