- •1 Микропроцессорные приборы как объект проектирования
- •2 Цели и задачи курсового проектирования
- •Выбор темы курсовой работы
- •2.2 Темы курсовых проектов
- •2.3 Подготовка плана курсового проекта
- •2.4 Рекомендации по содержанию и объему курсового проекта
- •2.4.1 Введение
- •2.4.2 Обзор по решаемой проблеме
- •2.4.3 Конструкторский раздел
- •Заключение и выводы
- •Список использованной литературы
- •Приложения
- •Рекомендации по оформлению и защите проекта
- •5 Введение;
- •13 Приложения.
- •3 Пример оформления курсового проекта Федеральное агентство по образованию Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования
- •Федеральное агентство по образованию Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования
- •Перечень листов графического материала
- •Введение
- •1 Обзор по решаемой проблеме и постановка задачи
- •1.1 Обзор методов измерения … (приборов для измерения…)
- •1.2 Постановка задачи
- •1.3 Техническое задание на проектирование
- •Конструкторский раздел
- •Описание работы прибора
- •Расчет площади печатной платы
- •2.5 Расчет частоты вибрации печатной платы
- •2.6 Расчет и анализ надежности
- •4 Литература
МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
ПРИБОРОСТРОЕНИЯ И ИНФОРМАТИКИ
Кафедра ПР-1 "Приборы и информационно-измерительные системы"
УТВЕРЖДАЮ
Заведующий кафедрой
____________(Слепцов В.В.)
«___»_________2010г.
МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ
к выполнению курсового проекта
по дисциплине 2122 "Конструирование измерительных приборов"
Обсуждены на заседании кафедры
(предметно-методической секции)
«__»___________2010г.
Протокол № __
МГУПИ – 2010.
С О Д Е Р Ж А Н И Е
1 Микропроцессорные приборы как объект проектирования……...…3
2 Цели и задачи курсового проектирования……………………………5
2.1 Выбор темы курсовой работы…………………………………………..6
2.2 Темы курсовых проектов…………………………………………….7
2.3 Подготовка плана курсового проекта……………………………….8
2.4 Рекомендации по содержанию и объему курсового проекта……...8
2.4.1 Введение…………………………………………………………….8
2.4.2 Обзор по решаемой проблеме……………………………………..9
2.4.3 Конструкторский раздел…………………………………………...9
2.4.4 Заключение и выводы……………………………………………..10
2.4.5 Список использованной литературы…………………………….10
2.4.6 Приложения……………………………………………………….11
2.4.7 Рекомендации по оформлению и защите проекта……………...11
3 Пример оформления курсового проекта……………………………14
4 Литература ...........................................................................................14
1 Микропроцессорные приборы как объект проектирования
Современные аналого-цифровые микропроцессорные приборы (МПП) представляют собой законченные устройства, осуществляющие взаимодействие с объектом измерения, исследования или управления и с человеком-оператором и (или) системой сбора и обработки информации. Такие приборы строятся на основе аналоговых входных элементов и цифровых преобразующих и выходных элементов с жестко закрепленными или программируемыми функциями. Применение микропроцессоров в приборах обеспечивает существенное улучшение их технических характеристик, а также придает приборам новые качества:
- адаптацию к измеряемому сигналу путем автоматического выбора диапазона измерений, нормализации сигналов, уменьшения влияния неинформативных паразитных параметров, идентификации объектов измерения и их характеристик и т.п.;
- совмещение процессов измерения, преобразования формы информации и ее обработки по алгоритмам, которые ранее не использовались из-за сложностей аппаратной реализации;
- улучшение взаимодействия с человеком-оператором за счет представления результатов измерения в наглядной и удобной форме, обеспечения программных режимов работы прибора, упрощения процессов регулировки, настройки, контроля, интерпретации нестандартных ситуаций и т.п.
Все эти положительные качества наиболее успешно могут быть реализованы в программируемых МПП. Их принципиальной особенностью является многофункциональность и возможность расширения и смены выполняемых функций практически без изменений в составе аппаратных средств. Для программируемых МПП характерным является наличие в их структуре единого центрального ядра, которое осуществляет все функции по формированию сигналов управления и цифровой обработке информации. Таким ядром в составе прибора является микропроцессорный контроллер (МК)
На рисунке 1.1- показана укрупненная структурная схема прибора, где все пояснения даны в под рисуночных надписях.
ПП —первичный преобразователь; ВП - вторичный преобразователь; ИС - измерительная схема; УСО - устройство связи с объектом; МК - микроконтроллер; СУИ — система управления индикацией; ПИУ - панель индикации и управления; СУП - система управления прибором; КИП - комбинированный источник питания.
Рисунок 1.1 -Укрупненная структурная схема прибора
МК в составе МПП используется для решения разнообразных задач, которые можно разбить на пять основных групп задач:
1 Управление последовательностью функционирования МПП путем выдачи управляющих воздействий на все компоненты прибора, изменения структуры и функций прибора при отказах его блоков, переключения на различные алгоритмы управления прибором;
2 Контроль за работой подсистем прибора и диагностика неисправностей с их последующей локализацией;
3 Обработка информации в цифровой форме, в том числе, калибровка прибора, коррекция систематических погрешностей, компенсация случайных ошибок, сжатие информации, ее восстановление, получение достоверных оценок, прогнозирование и интерполяция, формирование управляющих сигналов и другие действия, которые могут быть формализованы и программно реализованы;
4 Организация связи с человеком-оператором, т.е. представление информации в удобной и обозримой для человека форме, освобождение человека от рутинных операций (настройки, вычислений и др.), использование функционально-программируемой клавиатуры для упрощения управления прибором и т.п.;
5 Сопряжение с системой и другими приборами за счет реализации разнообразных интерфейсных Функций, адаптации к входным сигналам и прочее.
Ядро прибора в виде МК позволяет реализовать все перечисленные функции. С помощью дешифратора адреса (ДА) выбирается нужный номер аналогового канала из числа тех каналов, которые могут быть подключены к аналоговому мультиплексору. Сигнал с выхода мультиплексора поступает на измерительный усилитель канала (ИУ) коэффициент усиления которого может программно изменяться, за счет чего достигается масштабирование входных сигналов. С выхода ИУ сигнал поступает на аналоговое запоминающее устройство (АЗУ), а затем - на вход аналого-цифрового преобразователя (АЦП) управление которым осуществляется МВ через соответствующую интерфейсную схему. С выхода АЦП снимается сигнал в цифровой форме и поступает в МК, где производится требуемая обработка в соответствии с выбранными алгоритмами. Человек-оператор может вмешиваться в процесс измерения и обработки информации с помощью клавиатуры ручного управления. Рассмотренные МПП могут иметь несколько аналоговых входных преобразователей, которые, как правило, конструктивно отделены от цифровой части прибора и соединяются с ней специальными линиями связи.