Содержание

Введение

1 Общая часть

1.1 Анализ технического задания

1.2 Патентный поиск

1.3 Описание блок-схемы

1.4 Технико-экономическое обоснование выбора элементной базы

1.5 Описание схемы электрической принципиальной

2 Расчетно-конструкторская часть

2.1 Расчет надежности

2.2 Расчет печатной платы

2.3 Трассировка печатной платы с помощью ЭВМ

3 Описание конструкции

4 Технологическая часть

4.1 Анализ технологичности конструкции

4.2 Технология изготовления печатной платы

5 Техническое обслуживание и ремонт изделия

5.1 Алгоритм поиска и устранения неисправностей

5.2 Выбор приборов и инструментов

Заключение

Список литературы

ПРИЛОЖЕНИЕ А Глоссарий

ПРИЛОЖЕНИЕ Б Листинг управляющей программы

ПРИЛОЖЕНИЕ В Перечень элементов

ПРИЛОЖЕНИЕ Г Спецификация

ПРИЛОЖЕНИЕ Д Паспорт

ПРИЛОЖЕНИЕ Е Формуляр

ПРИЛОЖЕНИЕ Ж Блок-схема

ПРИЛОЖЕНИЕ З Схема электрическая принципиальная

Введение

В последнее время в радиолюбительской литературе опубликовано много описаний различных конструкций на микроконтроллерах, чаще всего — семейства PICmicro фирмы Microchip. Не умаляя их достоинств, автор решил напомнить, что существуют и другие микроконтроллеры, и сделал предлагаемый прибор на одном из них — АТ89С2051 из семейства MCS-51. Микроконтроллеры семейства МС5-51 — несомненные чемпионы среди восьмиразрядных как по числу разновидностей, так и по числу компаний, выпускающих их модификации. Первый представитель этого семейства — Intel 8051 — был выпущен еще в 1980 г. Для своего времени это очень сложное изделие. На его кристалле 128 тыс. транзисторов, в четыре раза больше, чем в микропроцессоре Intel 8086, базовом для персональных компьютеров IBM PC. Удачный набор периферийных устройств, возможность работы с внешней и внутренней программной памятью и приемлемая цена обеспечили микроконтроллеру Intel 8051 большой успех. Важную роль сыграла открытая политика фирмы Intel, широко распространявшей лицензии на производство приборов с ядром 8051 среди ведущих полупроводниковых компаний мира: Philips, Siemens, Intel, Atmel, Dallas. Temic, OW. AMD, MHS, LG( Winbond, Silicon Systems и ряда других. В СССР микроконтроллеры семейства MSC-51 выпускали в Киеве (1816ВЕ31. 1816ВЕ51). Воронеже (1830ВЕ31, 1830ВЕ51), Минске (1834ВЕЗ1) и Новосибирске (1850ВЕ31). Сегодня во всем мире производят более 200 модификаций микроконтроллеров этого семейства, начиная с простых 20-выеодных до сложнейших 100-выводных с встроенными АЦП, многочисленными таймерами-счетчиками, аппаратными умножителями и 64 Кбайт программной памяти на одном кристалле. Все они имеют общую систему команд и с точки зрения программиста различаются лишь числом регистров специального назначения.

Если возникла необходимость защитить подвал гаража от промерзания, дистанционно контролируя и регулируя температуру в нем, для блока измерения температуры и управления нагревателем был выбран микроконтроллер AT89C2051-24PI из упомянутого семейства. Ввиду отсутствия в нем энергонезависимой памяти данных для хранения сведений об установленном режиме и допустимых значениях температуры пришлось применить отдельную микросхему энергонезависимой памяти AT24C02-10PI Обе микросхемы рассчитаны на работу в "индустриальном" интервале температуры окружающей среды (-40...+85 °С).

1 Общая часть

1.1 Анализ технического задания

В настоящеевремя широко распространены термометры-термостаты. Они находят применения и на производствах, так и в частном использование. Могие из них не находят применение из-за недостатка функций, поэтому я и выбрал темой двухканальный термометр-термостат.

Краткая характеристика изделия.

Универсальное цифровое устройство имеет следующие технические характеристики:

─ тип датчика DS1820 или DS18B20;

─ расход времени на ввод нового значения поддерживаемой температуры, не более 15 секунд;

─ функция термометра (измеряемая температура ─ от минус 55 до + 99.9 ^oC, средняя погрешность ─ не более ± 0.1 ^oC);

─ функция терморегулятора (поддерживаемая температура ─ от 0 до + 99.9 ^oC).

1.2 Патентный поиск

Патент - охранный документ, удостоверяющий исключительное право, авторство и приоритет изобретения, полезной модели либо промышленного образца. Патент выдается государственным органом исполнительной власти по интеллектуальной собственности, в Российской Федерации таким органом является Федеральная служба по интеллектуальной собственности, патентам и товарным знакам Роспатент. Для быстрой и качественной разработки любого устройства необходим анализ особенностей, достоинств и недостатков уже существующих разработок. В связи с этим был произведен патентный поиск, результатом которого стал перечень патентов наиболее схожих с данным устройством:

(54)Устройство для измерения температуры

(12)Патент РФ

(11)Номер патента: 821957

(13)Класс(ы) патента: B01К7/34

(21)Номер заявки: 2781788/18-10

(22)Дата подачи заявки: 22.06.79

(14)Дата публикации: 15.04.81

(18)Заявитель(и): Институт электродинамики

(72)Автор(ы): З. Я. Монастырский (RU)

(73)Патентообладатель(и): З. Я. Монастырский (RU)

Формула изобретения: устройство для измерения температуры, содержащее термочувствительный сегнетоэлектрический конденсатор, образцовый конденсатор трансформатор напряжения, первичная обмотка которого соединена с генератором переменного напряжения, а вывода вторичной обмотки соединены соответственно с первыми выводами термочувствительного и образцового конденсаторов, индикатор, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерения , в него введен трансформаторный компаратор тока, первая обмотка которого соединена с индикатором, вывода второй обмотки соединены соответственно со вторыми выводами конденсаторов, а вывода третей регулируемой обмотки соответственно соединены со вторым выводом конденсатора и средней точкой вторичной обмотки трансформатора напряжения.

(54)Способ измерения температуры

(12)Патент РФ

(11)Номер патента: 544875

(13)Класс(ы) патента: G01К7/34

(21)Номер заявки: 2130422/10

(22)Дата подачи заявки: 04.05.75

(14)Дата публикации: 21.03.77

(18)Заявитель(и): В. В. Чечкин (RU)

(72)Автор(ы): В. В. Чечкин (RU)

(73)Патентообладатель(и): В. В. Чечкин (RU)

Целью заявляемого изобретения является повышение чувствительности и быстродействия. Формула изобретения: способ измерения температуры, основанный на применение пироэлектрического кристалла в качестве термочувствительного элемента, отличающийся тем, что, с целью повышения чувствительности и быстродействия, пироэлектрик возбуждают путем облучения одного из его электродов тепловыми импульсами постоянной мощности и частоты, в то время как другой электрод находиться в тепловом контакте с измеряемым телом, и по величине генерируемого пироэлектриком переменного напряжения судят об измеряемой температуре.

За основу своего изделия я взял термометр на основе патента номер: 821957 так как он обладает всеми нужными функциями.