Реферат: Управление тюнером спутникового телевидения

Аннотация.

В данном дипломном проекте проведена разработкауправления тюнером спутникового телевидения.

Врасчетно-теоретическом разделе рассмотрены вопросы, касающиеся обоснованияструктурной схемы, принципиальной электрической схемы, произведен расчетэлементов схемы.

Вконструкторско-технологическом разделе произведены выбор конструкции блока,разработка технологического процесса сборки печатного узла и блока в целом.Произведен расчет качества и других технологических показателей.

Втехнико-экономическом разделе обосновывается целесообразность даннойразработки с точки зрения годового экономического эффекта.

В разделе охрана труда и окружающей средыпроведена разработка мероприятий по уменьшению ОВПФ при техпроцессе сборки.

Введение.

Спутниковое телевидение – область техники связи,занимающаяся вопросами передачи телевизионных программ от передающих земныхстанций к приемным с использованием искусственных спутников земли (ИСЗ) вкачестве активных ретрансляторов. Спутниковое вещание является сегодня самымэкономичным, быстрым и надежным способом передачи ТВ сигнала высокого качествав любую точку обширной территории. К преимуществам СТВ относятся такжевозможность использования сигнала неограниченным числом приемных установок,высокая надежность ИСЗ, небольшие затраты и их независимость от расстояниямежду источником и потребителем.

Важной проблемой в приемных установках СТВ являетсявозможность автоматического управления ими. Решить эту проблему можно с помощьюмикропроцессорных устройств.

Использование микроэлектронных средств в изделияхпроизводственного и культурно-бытового назначения не только приводит кповышению технико-экономических показателей изделий (стоимости, надежности,потребляемой мощности, габаритных размеров) и позволяет многократно сократитьсроки разработки, отодвинуть сроки «морального старения» изделий, но и придаетим принципиально новые потребительские качества (расширенные функциональныевозможности).

Использование микропроцессоров в системах управленияобеспечивает достижение высоких показателей эффективности при столь низкойстоимости, что микропроцессорам, видимо, нет разумной альтернативнойэлементарной базы для построения управляющих и/или регулирующих систем.

Разработке устройства управления тюнером на основемикропроцессора посвящена данная работа.

Техническое задание.

Разработать устройствоуправления тюнером, обладающее следующими характеристиками:

1. Формирует 3 аналоговых сигналауправления в блоки настройки видео, звука, поляризации со следующимипараметрами соответственно:

а)Величина изменения напряжения на выходе от 0 до 9 В, шаг изменения в пределахот DUmin=8 мВ до DUmax=10мВ;

б)шкала изменения напряжения на выходе от 0 до 9 В, шаг изменения долженнаходиться в пределах от DUmin=60 мВ до DUmax=80мВ;

в)шкала изменения напряжения на выходе от 0 до 4,4 В, шаг изменения напряжения должен находиться в пределах от DUmin=20 мВ до DUmax=25 мВ;

2. Выдает сигналы дискретногоуправления (8 сигналов).

3. Принимает сигналы управления исостояния блоков тюнера.

4. Выдает дискретные сигналы в блокиндикации для визуального контроля номера канала от «00» до «99».

5. Обеспечивает организацию часовреального времени с выдачей показаний на экран по запросу пользователя.

6. Обеспечивает выдачу сигналов вблок экранной графики.

7. Должно обеспечивать сохранностьинформации в ОЗУ и информации о реальном времени при пропадании напряжениясети.

8. Устройство должно обеспечиватьприем и обработку сигналов от передатчика системы дистанционного управления, построенногопо типовой схеме включения микросхемы КР1506ХЛ1.

Оглавление.

Введение. ……………………………………………………………….7

Техническоезадание. ………………………………………………… 8

1. Расчетно-теоретическийраздел. ……………………………… 9

1.1. Структурнаясхема устройства управления. …………………10

1.2. Описаниепринципиальной электрической схемы. ………….15

1.2.1. Микропроцессор1821ВМ85. ………………………………….15

1.2.2. Адреснаяшина МП 1821ВМ85. ……………………………….19

1.2.3. Шинаданных МП 1821ВМ85. ………………………………...21

1.2.4. Генератортактовых импульсов для МП 1821ВМ85. ………..22

1.2.5. Установканачального состояния МП 1821ВМ85. …………...22

1.2.6. Запоминающиеустройства. ……………………………………23

1.2.7. Оперативноезапоминающее устройство. …………………….24

1.2.8. Постоянноезапоминающее устройство. ……………………...28

1.2.9. Таймер.………………………………………………………….31

1.2.10.Устройствоввода/вывода. …………………………………….38

1.2.11.Фиксирующаясхема. ………………………………………….43

1.2.12.Согласующаясхема. …………………………………………..44

1.2.13.Схемадешифрации. …………………………………………...45

1.2.14.Цифро-аналоговыйпреобразователь. ………………………..48

1.2.15.Дополнительныепояснения к схеме управления. …………..49

1.3. Расчетыпараметров и элементов принципиальной схемы. …52

1.3.1. Расчетадресной шины и шины данных МП 1821ВМ85. ……52

1.3.2. РасчетЦАП. …………………………………………………….54

1.3.3. Расчетпараметров КТ3102Б. …………………………………..55

1.3.4. Цепьрезонатора МС 512ВИ1. …………………………………57

1.3.5. РасчетRC-цепи МС 1533АГ3. ………………………………...57

1.3.6. Расчетэлементов цепи опорного напряжения. ………………57

1.4. Справочныеданные. …………………………………………...58

2. Конструкторско– технологический раздел. ………………….67

2.1. Патентныйпоиск. ………………………………………………68

2.2. Разработкаконструкции блока. ……………………………….70

2.3. Выбори обоснование типа платы, её технологии изготовления, класса точности,габаритных размеров, материала, толщины шага координатной сетки. …………………………………71

2.4. Конструкторскийрасчет элементов печатной платы. ……….72

2.5. Расчетпараметров проводящего рисунка с учетом технологических погрешностей получениязащитного рисунка. ….74

2.6. Расчетпроводников по постоянному току. …………………..76

2.7. Расчетпроводников по переменному току. …………………..77

2.8. Оценкавибропрочности и ударопрочности. …………………79

2.9. Расчеттеплового режима. ……………………………………..81

2.10. Расчет качества. ………………………………………………...84

2.11. Расчетнадежности. …………………………………………….85

3. Технико-экономическийраздел. ………………………………87

3.1. Предисловие.…………………………………………………...88

3.2. Расчетсебестоимости устройства управления. ………………89

3.3. Расчетоптовой цены изделия и сопоставительный анализ с базовым изделием. …………………………………………………….96

3.4. Расчетгодовых эксплуатационных расходов.………………...97

3.5. Расчетгодового экономического эффекта от внедрения спроектированного изделия. ………………………………………….99

4. Разделохраны труда. …………………………………………101

4.1. Обеспечение охраны труда на операциях сборки. ………….102

4.2. Расчетместной вытяжной вентиляции. ……………………..105

4.3. Обеспечениепроизводства печатного узла в чрезвычайных условиях. Обеспечение устойчивостипроизводства изделия при нарушении поставок комплектующих элементов иматериалов. ...107

Списоклитературы. ………………………………………………….112

РАСЧЕТНО-ТЕОРЕТИЧЕСКИЙ

РАЗДЕЛ

1.1. Блок-схема устройства управления.

Принцип функционирования схемы.

Фиксиру-ющая схема

Устройство

ввода/вывода

БИ – блокиндикации

ОЗУ – оперативное запоминающее устройство

ПЗУ – постоянное запоминающее устройство

ДУ – дистанционное управление

Схема дистанционного управления (ДУ) генерируетпоследовательность коротких импульсов ИК излучения, в соответствии с нажатойкнопкой на панели ДУ. Каждая последовательность состоит из 14 импульсов, изкоторых 11 импульсов информационных, а также предварительный, запускающий иостанавливающий импульсы. С помощью 11 информационных импульсов, мы передаемсигнал ДУ, который представляет собой десятибитовое слово. Его четыре первыхбита отведены для передачи адреса, а остальные для передачи команды. Такимобразом можно сформировать 16 групп адресов по 64 команды в каждой (в нашемслучае будем использовать 16 команд с одним строго определенным адресом).

Двоичная информация каждого бита определяетсядлительностью интервалов между импульсами. Логическому «0» соответствуетосновной интервал времени Т, логической «1» – 2Т.

Временной интервал между предварительным и запускающимимпульсами – 3 Т, между запускающим и первым информационным – Т, между последниминформационным и останавливающим – 3Т.

Предвари- Запуска- Биты Биты Останав-тельный ющий адреса команды ливающий

/>/> импульс импульс

3Т 2Т 3Т Т

Данная информация поступает в процессор, функциикоторого:

1) Принять сигналы ДУ;

2) Выделить биты команды;

3) Определить какой кнопке ДУсоответствует данная команда;

4) Обеспечить выполнение даннойкоманды, управляя и синхронизируя деятельностью всего устройства управления.

Как известно процессор выполняет все действия согласнопрограмме, которая хранится в ПЗУ. Вопросы записи программы в ПЗУ в данномслучае рассматриваться не будут. Значит для функционирования процессору необходимосчитывать информацию (программу), которая хранится в ПЗУ. Для этого процессорсоединен с ПЗУ тремя шинами:

1) Шиной адреса;

2) шиной данных;

3) шиной управления.

Для считывания информации из ПЗУ необходимо выполнитьследующие действия:

1) обеспечить стабильность уровнейсигналов на адресной шине;

2) подготовить шину данных для приемаданных в микропроцессор;

3) после шагов 1 и 2 активироватьшину управления чтением из памяти.

Значит микропроцессор обрабатывает сигналы ДУ,согласно программе, которая хранится в ПЗУ.

Так как в процессе выполнения программы будутформироваться данные, которые понадобятся для дальнейшего функционированиясхемы устройства управления, то нужно предусмотреть дополнительную областьпамяти, где эти данные будут храниться и откуда при необходимости будутсчитываться. Для этого в данной схеме используется ОЗУ.

Отличительной особенностью ОЗУ от ПЗУ является то, чтоданные из ОЗУ могут не только считываться, но и записываться в ОЗУ.

Для сопряжения микропроцессора и ОЗУ используются теже 3 шины:

1) шина адреса;

2) шина данных;

3) шина управления.

Считывание данных из ОЗУ аналогично считыванию данныхиз ПЗУ, а для записи необходимо выполнить следующие действия:

1) на адресной шине должен бытьактивирован адрес памяти (т.е. адрес ячейки, куда записываются данные);

2) на шину данных должны поступитьданные из микропроцессора;

3) после осуществления действий 1 и 2на линию записи в память шины управления должен поступить импульс разрешениязаписи.

Вывод: Микропроцессор обрабатывает сигналы ДУ и«принимает» решения согласно программе, хранящейся в ПЗУ. Данные, которыепоявляются в процессе выполнения программы, хранятся в ОЗУ.

Такимобразом, на уровне блок-схемы рассмотрены 4 блока устройства управления, ихфункции и сопряжения между собой.

Болееподробное описание организации соединения ДУ и микропроцессора, микропроцессораи ОЗУ, микропроцессора и ПЗУ будет рассмотрено ниже, когда будут выбраныконкретные интегральные схемы микропроцессора, ОЗУ и ПЗУ. Там же будут рассмотреныпринципы организации шины адреса, данных и управления.

Длялучшего понимания функционального назначения остальных блоков устройствауправления сначала познакомимся с классификацией сигналов, поступающих с ДУ:

1) сигналы ДУ, в соответствии скоторыми происходит включение необходимого канала с последующей настройкой нанужную частоту видео, звука и настройкой на соответствующую поляризацию. Еслина нужном канале уже произведена настройка на нужную частоту видео и звука инастройка на соответствующую поляризацию, эти данные хранятся в ОЗУ исчитываются при включении соответствующего канал.

2) сигналы ДУ, которыми можноуправлять часами реального времени с будильником и календарем.

3) сигнал ДУ, которым можно выключитьсистему в целом.

Значит необходимо, чтобы устройство управления,анализируя сигналы с ДУ согласно программе, хранящейся с ПЗУ, выполнялоследующие функции:

1) выдавало аналоговые сигналы вблоке настройки видео, звука и поляризации.

Для этого необходимо обеспечить сопряжениепериферийных устройств с шиной данных устройства управления и преобразоватьцифровые сигналы в аналоговые. В качестве устройства, выполняющего данныефункции, будем использовать программное устройство В/В параллельной информации(содержит 3 выходных канала) и 3 цифро-аналоговых преобразователя. Такимобразом, на выходе ЦАП будем иметь аналоговый сигнал пропорциональный коду навходе соответствующего канала. В последствии этот сигнал можно использовать вблоках настройки видео, звука, поляризации.

2) выдавало сигналы в блок индикациидля визуального контроля.

Для этого в данном устройстве управления необходимопредусмотреть блок, который будет фиксировать сигналы, поступающие по шинеданных в соответствующие моменты времени.

3) обеспечивало организацию часовреального времени с будильником и календарем с последующей подачей сигналов вблок экранной графики и процессор.

Для этого необходимо в устройстве управленияиспользовать таймер, выполняющий данные функции.

4) обеспечить выдачу и прием сигналовв остальные блоки тюнера.

Для этого необходимо предусмотреть блок, согласующийвнутреннюю шину данных устройства управления с внешними блоками тюнера всоответствующие моменты времени.

1.2.Описание электрической принципиальной схемы.

1.2.1. Микропроцессор 1821ВМ85.

Изобилие различных типов МП может создать дляконструктора настоящую проблему. В этой главе сосредоточено внимание на широкоизвестном МП 182ВМ85 (Intel 8085), который является улучшенным вариантомизвестного процессора 580ВМ (Intel 8080). Он имеет такую же систему команд, ноимеет ряд аппаратурных усовершенствований, упрощающих его применение вконкретных устройствах. Например, для работы МП 580ВМ80 требуется тринапряжения питания и два поступающих извне тактовых сигнала с уровнем 12 В иточно выдержанной задержкой между ними. В результате этого появляются большиенеудобства при использовании МП 580ВМ80. Хотя более современные МП уже оставилипозади МП 1821ВМ85, он пригоден для решения большинства задач и остаетсяпопулярным из-за своей низкой стоимости и широко распространенного знакомствапользователей с системой команд оригинального МП 580ВМ80.

На рисунке 1 показана структурная схема ЦП 1821ВМ85.

ЦП организован вокруг своей внутренней шины данных, скоторой соединены накопитель, арифметико-логическое устройство, регистр кодаопераций и содержащий 8-битовые и 16-битовые регистры массив регистров.

Хотя ЦП 1821ВМ85 это 8-битовая ЭВМ, 16-битовыерегистры нужны для адресации памяти (можно адресовать 65536ячеек).Микропроцессор содержит устройство управления и синхронизации, которыедирижируют движением сигналов во внутренней шине данных и по внешним линиямуправления в соответствии с выходными сигналами дешифратора кода операций. Длянего требуется источник питания с напряжением 5 В.

Микропроцессор имеет 18 8-разрядных регистров. РегистрыМП имеют следующее назначение:

Обозначение Регистр Содержимое А аккумулятор 8 разрядов РС счетчик команд 16-разрядный адрес ВС, DЕ, HL Регистры общего назначения, HL-указатель данных

6 8-разрядных,

3 16-разрядных

SP указатель стека 16-разрядный адрес F регистр флажков

5 флажков

(8 разрядов)

/> /> /> /> /> /> /> <td/> />

8-битовая ШД (внутр.)

Адресный буфер

Источник Буфер

адресов/ данных

питания/> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> <td/> /> /> /> /> />

/> +5В

/>/>/> земля

Устройство управления и синхронизации Тактовый Прямой

генератор доступ

Управление Состояние к Сброс

памяти

Х1

/> A8/>А15 AD0/>AD7

Х2

/> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> <td/> /> /> /> /> <td/> <td/> /> <td/> /> <td/> /> <td/> /> <td/> /> <td/> /> <td/> /> <td/> <td/> <td/> /> /> /> />

/> /> Вход Выход

Выход Готовность S0 S1 IO/M сброса сброса

такт.имп. адресный Захват

ключ открыт Подтверждение

захвата

Рисунок 1.

В МП использована мультиплексная шина данных.Адрес передается по двум шинам: старший байт адреса – по шине адреса, а младшийбайт адреса – по шине данных. В начале каждого машинного цикла младший байтадреса поступает на ШД. Этот младший байт может быть зафиксирован в любом8-разрядном фиксаторе посредством подачи сигнала отпирания фиксатора адреса (ALE).В остальное время машинного цикла шина данных используется для передачи данныхмежду ЦП и памятью или устройствами ввода/вывода.

ЦП вырабатывает для шины управления сигналы />, />, S0, S1 и IO/М. Кроме того, он же выдает сигнал подтвержденияпрерываний INTA. Сигнал HOLD и все прерываниясинхронизируются с помощью внутреннего генератора тактовых импульсов. Дляобеспечения простого последовательного интерфейса в МП предусмотрены линияпоследовательного ввода данных (SOD). МП имеет всего 5 входов для подачи сигналовпрерываний: INTR, RST5.5,RST6.5, RST7.5. и TRAP.Сигнал INTR имеет такое же назначение, как и сигнал INT вМП 580ВМ80. Каждый из входов RST5.5,RST6.5, RST7.5. может программномаскироваться. Прерывания по входу TRAP не может быть маскировано.Если маска прерываний не установлена, то на указанные маскируемые прерывания МПбудет реагировать, помещая при этом содержимое счетчика команд в стек ипереходя к выполнению программы, адрес которой определяется вектором реестра.

Вход прерывания Адрес памяти 5.5

2 С16

6.5

3 L16

7.5

3 C16

TRAP

2 L16

Так как прерывания TRAP не может, бытьмаскировано, при появлении запроса прерывания на этом входе микропроцессорбудет всегда переходить к выполнению программы, указанной вектором реестра.

Входы сигналов прерываний RST5.5, RST6.5чувствительны к уровню сигнала, вход RST7.5 чувствителен к переднемуфронту сигнала. Значит по входу RST7.5 достаточно подать импульс, чтобы генерироватьзапрос на прерывания. Каждому прерыванию записан некоторый постоянныйприоритет: сигнал TRAP имеет наивысший приоритет, затем идут сигналы RST7.5, RST6.5, RST5.5, сигналINTR имеет низший приоритет.

Прямой доступ к памяти в МП 1821ВМ85 обеспечиваетсяследующим образом:

— на вход HOLD нужно подать уровень логической «1».

— Когда МП подтверждает получение сигнала HOLD,выходная линия HLDA МП переводится в состояние логической «1». Переводэтой линии в состояние логической «1»означает, что МП прекратил управление АШ,ШД и шиной управления.

Для реализации режима ожиданиянеобходимо на вход READY МП 1821ВМ85 подать уровень логического «0». Этонеобходимо, когда время реакции памяти или устройства ввода/вывода больше, чемвремя цикла команды.

Каждая команда МП состоит из одного, двух илитрех байтов, причем первый байт это КОП команды. КОП определяет природукоманды, по КОПу ЦП определяет, нужны ли дополнительные байты и если да, ЦП ихполучит в последующих циклах. Поскольку байт КОПа состоит из 8 бит, можетсуществовать 256 разных КОПов, из числа которых МП 1821ВМ85 использует 244.

Основная последовательность действий привыполнении любой команды такова:

1. Микропроцессор выдает в памятьадрес, по которому хранится код операции команды.

2. Код операции читается из памяти ивводится в микропроцессор.

3. Команда дешифруется процессором.

4. Микропроцессор настраивается навыполнение одной из основных функций в соответствии с результатами дешифрациисчитанного кода операции.

Фундаментальной и отличительной особенностьюиспользования МП при проектировании устройств заключается в следующем:синхронизация всех сигналов в системе осуществляется схемами, входящими всостав кристалла микропроцессора.

Скорость выполнения команд зависит от тактовойчастоты. Рекомендуемая тактовая частота равна 3.072 МГц. В этом случаедлительность одного машинного такта приблизительно равна 325 мс, а требуемоевремя доступа к памяти — около 525 мс, что соответствует облегченному режимудля МОП памяти.

1.2.2. Адресная шина микропроцессора 1821ВМ85.

В МП 1821МВ85 используется принцип «временногомультиплексирования» функций выводов, когда одни и те же выводы в разныемоменты времени представляют разные функции. Это позволяет реализовать ряддополнительных функций при тех же 40 выводах в корпусе МП. Восемьмультиплексированных выводов играют роль шины данных, либо младших разрядовадресной шины. Необходимо «фиксировать» логические состояния выводов AD0/>AD7 МП в моменты, когда они функциональнопредставляют адресные разряды А0/>А7.Для этого необходимо точно знать, когда на этих выводах отображается адреснаяинформация. В корпусе МП существует специальный вывод N 30,обозначенный ALE – открытие фиксатора адреса, сигнал на котором внормальном состоянии соответствует логическому «0». Если информация на выводах AD0/>AD7(N 12/>19), являетсяадресной А0/>А7, то ALE переводится в состояние логической «1». При перехода ALE изсостояния логической «1» в состояние логического «0» информация на AD0/>AD7должна быть зафиксирована. Отметимчто для стробирования адресной информации от МП может быть использован любойфиксатор. Единственная предосторожность, которую необходимо соблюдать прииспользовании фиксаторов, заключается в согласовании нагрузки по току длявыводов AD0/>AD7 МП1821ВМ85 и входов фиксатора во избежание их перегрузки,т.е. необходимо убедиться, что ток на входе используемого фиксатора не являетсяслишком большим для МП. В качестве фиксатора будем использовать регистр,тактируемый сигналом ALE от микропроцессора. Регистр – это линейка изнескольких триггеров. Можно предусмотреть логическую схему параллельногоотображения на выходах состояния каждого триггера. Тогда после заполнениярегистра от параллельных выводов, по команде разрешения выхода, накопленноецифровое слово можно отобразить поразрядно сразу на всех параллельных выходах.

Для удобства поочередной выдачи данных от такихрегистров (буферных накопителей) в шину данных процессора параллельные выходырегистров снабжаются выходными буферными усилителями, имеющими третье,разомкнутое Z состояние.

Из множества регистров различных серий свой выбор яостановил на регистре серии 1533, т.к. по сравнению с серией 555 они имеютбольшее быстродействие и меньшее (в 1.5/>2 раза)энергопотребление. В свою очередь регистры серии 555 имеют быстродействиеаналогичное быстродействию серии 155, но меньшее энергопотребление.

Микросхема 1533UR22 –восьмиразрядный регистр – защелка отображения данных, выходные буферныеусилители которого имеют третье Z –состояние. Пока напряжение на входе №11 высокогоуровня, данные от параллельных входов отображаются на выходах. Подачей на вход№ 11 напряжения низкого уровня, разрешается запись в триггеры новоговосьмибитового байта. Если на вход № 1 подать напряжение высокого уровня,выходы микросхемы переходят в 3-е Z состояние.

Таким образом, с помощью микросхемы 1533 UR22мы фиксируем адресную информацию, поступающую от МП.

Схема включения 1533 UR22.

ALE

/>1

ОЕ

/>/>11

РЕ

2 Uп=5В

/> />/>3 D1

5 № 10 – ЗЕМЛЯ />/>4 D2

6 № 20 — Uп

/>/>7 D3

9 К

AD0/>

/>/>8 D4

12 AD7 />/>13 D5

15 />/>14 D6

16 />/>17 D7

19 />18 D8

Таблица истинности.

Выход триг-гера Выход Разрешение и считывание из регистра

Q0/>Q7

Защелкивание и считывание из регистра

«Н»

«В»

Защелкивание в регистр

разрыв выходов

«Н»

«В»

1.2.3. Шина данных микропроцессора 1821ВМ85.

Шина данных в отличие от шины адреса являетсядвунаправленной. Значит необходимо предусмотреть буфер, который посоответствующим сигналам управления от МП будет пропускать данные как к МП таки от него. В качестве двунаправленного буфера будем использоватьмикросхему 1533 АП6.

Микросхема1533 АП6 содержит 8 ДНШУ с тремя состояниями выводов, два входа разрешения ЕАВ — №1 (переключение направления каналов) и /> -№19 (перевод выхода канала в состояние Z).

Таблица истинности.

ЕАВ

Ап

Вп

Н Н

А/>В

Вход Н В Вход

В/>А

В х Z Z

Вкачестве управляющих сигналов будем использовать сигналы />; EN. Если сигнал /> подать на вход№1 микросхемы 1533 АП6, то при />= «0»направление передачи информации В/>А

/>= «1»направление передачи информации А/>В

Подача сигнала EN на вход № 19микросхемы 1533 АП6, при котором выводы переходят в третье Zсостояние, будет рассмотрена ниже.

/>2

АО

/>F

/>/>3

А1 В0

18 Uп=5В

/>/>4 А2 В1 17 № 20 – Uп />/>5 А3 В2 16 № 10 — ЗЕМЛЯ />/>6 А4 В3 15 />/>7 А5 В4 14 />/>8 А6 В5 13 />/>9 А7 В6 12 />/>1

ЕАВ

В7 11 />19

1.2.4. Генератортактовых импульсов

для микропроцессора 1821 ВМ85.

Схема генератора тактовых импульсовмикропроцессора 1821ВМ85 содержится в самом микропроцессоре. Достаточноподключить кварцевый резонатор к выводам № 1 и № 2 МП. Кварцевый резонаторможет иметь любую частоту колебаний в диапазоне от 1 до 6 МГц. Эта частотаделится пополам, и соответствующие импульсы используются в МП. На рисунке 2показана схема подключения кварцевого резонатора, в результате чегообеспечивается синхронизация МП 1821ВМ85.

1821ВМ85

+5 В

/>/>1МГц/> /> /> /> /> /> /> /> /> />

Рисунок 2.

1.2.5. Установка начального состояния

микропроцессора 1821ВМ85.

После включения питания ЦП должен начинатьвыполнение программы каждый раз с команды, расположенной в ячейке сопределенным адресом, а не с какой-либо произвольной ячейке. Для этого нужновыполнить начальную установку МП. Такая начальная установка осуществляется припервом включении МП, а также в любое время, когда потребуется вернуть МП кначалу выполнения системной программы, всегда с одной и той же определеннойячейки памяти.

Чтобывыполнить функции начальной установки МП, к входу /> (№36) МП подключаются элементы, соединенные в соответствии со схемой, показаннойна рисунке 3.

Приподаче питания конденсатор заряжается до напряжения +5 В через R1. Когданапряжение достигает некоторого определенного значения (min 2.4 В),выполнение команды «сброс» завершится и система начнет выполнение программы садреса 0000. После отключения питания произойдет разрядка конденсатора С1 имикропроцессор будет находиться в исходном состоянии до тех пор, поканапряжение на конденсаторе С1 не достигнет требуемого значения.

/> +5В

/> /> /> /> /> />

1821ВМ85

/> /> />

/>/>/>VD1 R1

/>/> C1

Рисунок3.

1.2.6. Запоминающие устройства.

Постоянная тенденция к усложнению задач,решаемых с помощью микропроцессорной техники, требует увеличение объёма иускорение процесса вычислений. Однако скорость решения любой задачи на ЭВМограничена временем ограничения к памяти, т.е. к ОЗУ. В таблице сравниваютсяхарактеристики ОЗУ, выполненной на разной элементно-технологической основе.

Приме-няемые элементы

Время

выборки, мс

Информа-ционная ёмкость

Плотность размещ. информац.,

бит/см3

Энергопо-

требление при

хранении

информац.

БП VT

МОП структуры

Ферритовые сердечники

50/>300

250/>103

350/>1200

103/>105

103/>106

106/>108

До 200

200/>300

10/>20

Есть

Нет

ПолупроводниковыеЗУ по режиму занесения информации делятся на оперативные и постоянные, порежиму работы – статистические и динамические, по принципу выборки информации –на устройства с произвольной и последовательной выборкой, по технологииизготовления – на биполярные и униполярные.

1.2.7. Оперативные запоминающие устройства.

ОЗУ предназначены для записи, хранения исчитывания двоичной информации. Структурная схема представлена на рисунке 4.

/> /> /> /> /> /> /> /> /> />

/>А0/>Аn

/> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> <td/> /> /> <td/> <td/> /> /> <td/> <td/> <td/> /> /> /> />

УЗ /RD

/>/>/>/>/>DI

УС DCY D0

/>/>/>/>СS

/>/>/>/>

УУ SEX

/>/>/>SEY

НК– накопитель; DCX, DCY – дешифраторы строк и столбцов; УЗ – устройствозаписи, УС – устройство считывания, УУ – устройство управления.

Какуже отмечалось, ОЗУ можно разделить на 2 типа: статические и динамические. Внакопителях статических ОЗУ применяются триггерные элементы памяти. В ОЗУдинамического типа запоминающим элементом служит конденсатор. Динамические ОЗУимеют ряд преимуществ по сравнению со статистическими ОЗУ. Основныехарактеристики динамических ОЗУ:

I II III IV Наибольшая ёмкость, бит/кристалл 4К 16К 64К 256К Время выборки считывания, мс

200/>400

200/>300

100/>200

150/>200

Рпотр, мВт/бит

0,1/>0,2

0,04/>0,05

4 10-3/>5 10-3

3 10-3/>4 10-3

Преимуществом статистических ОЗУ перед динамическимиявляется отсутствие схемы регенерации информации, что значительно упрощаетстатические ЗУ, как правило, имеют один номинал питающего напряжения.

Типовые характеристики СЗУ:

ЭСЛ ТТЛ ТТЛШ

U2Л

пМОП кМОП Ёмкость, бит/кристалл

256/> 16К

256/> 64К

1К/> 4К

4К/> 8К

4К/> 16К

Время выборки считывания, мс

10/> 35

50/> 100

50/> 60

150

45/> 100

150/> 300

Рпотр, мВт/бит

2/>0,06

15/> 0,03

0,5/> 0,3

0,1/> 0,07

0,24/> 0,05

0,02

Наибольшимбыстродействием обладают биполярные ОЗУ, построенные на основе элементов ЭСЛ,ТТЛШ. Перспективными являются ОЗУ, построенные на транзисторных структурах U2Л,позволяющих уменьшить площадь ЗЭ до 2000/>100мкм2и снизить мощность потребления до нескольких микроватт на бит, при tвкл=50/>150 мс.

СтатическиеОЗУ на МОП транзисторах, несмотря на среднее быстродействие, получили широкоераспространение, что объясняется существенно большей плотностью размещенияячеек на кристалле, чем у БП ОЗУ.

ДлярМОП удалось уменьшить геометрические размеры ЗЭ и снизить напряжение питаниядо 15 В.

ДляОЗУ пМОП удалось ещё больше уменьшить геометрические размеры, получить в 2,5раза большую скорость переключения. Единое напряжение питания +5В обеспечиваетнепосредственную совместимость таких ОЗУ по логическим уровням с микросхемамиТТЛ.

ЭлементыОЗУ на кМОП VT используются для построения статических ОЗУ толькопри необходимости достижения min Рпотр. Также при переходе к режимухранения Рпотр уменьшается на порядок.

Длястатических ОЗУ достигнута ёмкость 64 Кбит при организации 16 разрядов ивремени выборки до 6 мс. Iпотрстатических БП ОЗУ 100/>200 мА. Широкоприменяются схемы на кМОП-VT, среди которых наибольшее распространение получиласерия 537; Iпотр/>60 мА (режим обращения) и Iпотр=0,001/>5 мА(хранение). В большинстве схем предусмотрен режим хранения с пониженным Uпит=2 В. Это позволяет наиболее просто реализовать работуОЗУ от резервных батарей.

ДинамическиеОЗУ представлены в основном серией КР565 с max ёмкостью256х1 разряд и min времени выборки 150 мс. Но необходимо постоянноевосстановление информации – регенерации, период которой составляет 1/>8 мс. Для регенерации нужныдополнительные схемы, что усложняет схему в целом.

Дальнейшеерассмотрение будем вести на примере статического ОЗУ 2Кх8 с общим входом ивыходом типа 537РУ10.\

1) tвыб/>220 мс.

2) Рпотр: хранение Uп=5В – 5,25 мВт

Uп=2В – 0,6 мВт

обращение — 370 мВт

3) Iпотр: хранение – 3 10-4 мА

обращение– 70 мА

4)Диапазон рабочих

температур — 10/>+/>С.

Усилениевх-вых сигналов до уровней ТТЛ осуществляется с помощью вых. формирователей.Т.к. ОЗУ организовано как 2Кх8, значит необходимо использовать АО/>А10 адресных линий и DO/>D7 линий шиныданных.

Дляуправления функционированием схемы используется 3 вывода:

1) />/RE - № 21

2) CE — № 18

3) OE — № 20

Микросхема 537РУ10 функционирует в 3 режимах:

— режим хранения данных

— режим считывания данных

— режим записи данных

Таблица истинности:

/>/RE

DO/>D7

Хранение X 1 X Z Запись O O X «0» или «1» Считывание 1 1 O O «0» или «1» Считывание 2 1 O 1 Z

Запись и считываниепроизводится по 8 бит. При считывании можно запретить вывод информации (/>=1). В качестве управляющихсигналов можно использовать сигналы WR, RD, CSO(организация сигнала CSO будет рассмотрена ниже).

/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>К шине адреса

/>8

АО RAM К шине данных

/>/>7

А1 D0 9 />/>6 А2 D1 10 />/>5 А3 D2 11 />4 А4 D3 13 />3 А5 D4 14 />2 А6 D5 15 />/>1 А7 D6 16 />/>23 А8 D7 17 />22 А9 19 А10 WR 21 WE/RE

Uп

24 />RD 20 OE GND 12 />CSO 18 CE

1.2.8.Постоянное запоминающее устройство.

Структурная схема ПЗУ аналогична структурнойсхеме ОЗУ, только отсутствует устройство записи, т.к. после программированияПЗУ, информация из него только считывается.

Основные характеристики восьми типов ПЗУприведены ниже:

Параметр ЭСЛ ТТЛ ттлш рмоп пмоп кмоп

лиз

моп

Ёмкость, бит/ кристалл

256/> 1К

1К/> 64 К

4К/> 8К

8К/> 64 К

64К 256 К

Рпотр, мВт/бит

0,8

0,01/> 0,5

0,01/> 0,1

0,1 0,01

5 10-3

2 10-3

tсчит, мс

50/> 350

45/>85

500 30 50 200

Для потребителей выбортипа ПЗУ во многом определяется не только электрическими параметрами этойбольшой ИС, но и способами её программирования. ПЗУ могут программироваться,как у потребителя, так и на предприятии –изготовителе. Существуют ПЗУоднократного и многократного программирования.

Наиболее универсальными являются перепрограммированияПЗУ, которые изготовляются на основе МОП-структур и ЛИЗМОП. Ёмкость таких РПЗУдостигает 256 кбит с организацией 32х2. Информация стирается с помощьюУФ-облучения кристалла. В накопителях РПЗУ используются специальные типы VT-структур, которые изменяют свои характеристики припрограммировании РПЗУ. Это изменение характеристик и служит признакомхранящейся информации. Время выборки считывания таких РПЗУ широкоераспространение получила серия 573.

Свой выбор я остановил на РПЗУ 8к х 8 типа573РФ4:

1) tхр не менее 25000 ч.

2) числоциклов не менее 25.

перепрограммирования (Т=/>С).

3) Uп – 5 В

Uпрогр– 5 В (считывание)

21,5 В(программирование).

4) Рпотр – не более 420 мВт.

5) tвыб.адреса – не более 300/>450 мс.

tвыб.разр. – не более 120/>150 мс.

6) Выход - 3состояния.

7) Совместимость –с ТТЛ схемами по входу и выходу.

Так как ПЗУ организована как 8кх 8, значит необходимо использовать А0/>А12адресных линий и D0/>D7 линий шины данных.

Для управления функционированиясхемы используются 2 вывода:

1) CS — №20.

2) ОЕ — №22.

Микросхема 573РФ4 функционируетв 2-х режимах:

- режим хранения

- режим считывания

Считывание информации производится по 8 бит. В качествесигналов управления будем использовать сигнал RD исигнал, который будет поступать по старшей адресной линии.

Таблица истинности:

UPR

Хранение 1 х Х

Uп

Считывание 1

Uп

Отключение выходов 1 1

Uп

Программирование 1 21,5 Запрет программирования 1 1 21,5 Запрет программирования 1 1 21,5 />/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>К шине адреса

/>10

АО ROM № 28 – свободный

/>/>9

А1 D0 11 />/>8 А2 D1 12 К шине данных />/>7 А3 D2 13 />6 А4 D3 15 />5 А5 D4 16 />4 А6 D5 17 />3 А7 D6 18 />25 А8 D7 19 />24 А9 21 А10 /> 23 A11 PR 27 /> 2 A12

Uп

28 />AIS 20 CS

Uпр

1 />/>RD 18 OE GND 14

1.2.9. Таймер.

Одно из наиболее необходимых эксплуатационныхудобств – наличие встроенных часов, показания которых постоянно или по запросуоператора выводятся на экран. Можно также обеспечить выдачу команд на включениеили выключение внешних устройств в заданное время. Часы могут быть реализованыкак программно, так и аппаратно.

Программная реализация требуетрешения многих проблем. При аппаратной реализации основная задача – передатьпоказания электронных часов на шину данных. Желательно также иметь возможность по командам блока управления корректировать показания часов, устанавливатьвремя срабатывания будильника.

Ксожалению, большинство БИС, предназначенных для электронных часов, нельзянепосредственно связать с блоком управления. Для этого необходимо разработатьдовольно сложную схему сопряжения. Но, в настоящее время промышленностьювыпускается микросхема 512 ВШ, специально предназначенная для работы в составемикропроцессорных устройств в качестве часов реального времени с будильником,календарем, а также ОЗУ общего назначения ёмкостью 50 байт.

Микросхемавыполнена по КМОП технологий, питается от одного источника питания от 3 до 8 В.Потребляемая мощность очень мала, что позволяет питать микросхему отавтономного источника (батареи), сохраняя при этом, при отключении основногоисточника питания микропроцессорной системы, правильный ход часов и информацию,занесенную во внутреннее ОЗУ.

Время цикла записи или считывания информации

Uп

1 мкс

до 5 мкс

5 В

3 В

Микросхема совместима по логическим уровням с микросхемамиТТЛ. Все выводы допускают нагрузку током до 10 мА.

Условное обозначение и основная схема включения:

/>/> +5 В

/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/> R2 +4+6В

/>/>/>/>/>

RESET U00

PS U55

AD0

AD1

AD2

AD3

IRQ

AD4

AD5

AD6

AD7

SQW

R/W

CKOUT

CKFS

OSCI OSC2

/>/>/>/>/>/>/>/> C1 R1 VD2 18 VD1

/>/> C2 22

/> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> <td/> <td/> /> /> />

/>/> К шине 19

/> AD0/>AD7

/> микропроцессора

/> к

мик-

/>/> ропро-

/>/> 23 цессор

/> К шине ной

Управления 21 сис-

/>/>/> теме

/> С3

/>/>/>/>/>/>/>/> 3

/> /> /> /> /> /> <td/> /> /> /> /> />

/>/> R4

/>/>/>/> С4 R3

/> /> /> /> /> /> <td/> />

Можно использовать резонаторы, имеющиерезонансную частоту:

1) 32768 Гц

2) 1048576 Гц

3) 4194304 Гц

Токпотребления зависит от fr.

f=32768 Гц In/>мкА

при/>f Iпотр может доходить до 4 мА.

Сигналтактового генератора можно снять с выхода CKOUT дляиспользования в других устройствах системы. Он поступает на этот входнепосредственно (CKFS=1) или после деления частоты на четыре (CKFS=0).Микросхема имеет выход ещё одного сигнала (SQW),получаемого делением частоты тактового генератора. Коэффициент деления задаетсякомандами, поступающими от процессора. Включается и выключается этот сигналтакже командами процессора.

Распределение памяти микросхемы 512ВИ1:

Адрес Данные

00Н

07
08

0А

0В

0С

OE-3 FH

Секунды

Секунды (будильник)

Минуты

Минуты (будильник)

Часы

Часы (будильник)

День недели

День месяца

Месяц

Год

Регистр А

Регистр В

Регистр С

Регистр D

ОЗУ общего назначения

Микросхемасвязана с микропроцессором через двунаправленную мультиплексированную шинуадреса – данных (AD0/>AD7). Для управления записью и считыванием информациислужат входы /> (выбор микросхемы), AS(строб, адреса), DS (стробданных) и R//> (чтение – запись).

/> - «1» шина AD, входы DS иR//> отключены от шин процессора и снижается мощностьпотребления.

/> - «0» должен сохранятьсянеизменным во время всего цикла записи и чтения.

СигналAS подается в виде положительного импульса во времяналичия информации об адресе на шине AD0/>AD7. Адреса записываются во внутренний буфер микросхемыпо срезу этого импульса.

Вэтот же момент анализируется логический уровень сигнала на входе DS ив зависимости от него устанавливается дальнейший режим работы входов DS и R//>. В нашем случае на вход AS подаем сигналALE, который генерируется процессором для фиксацииадреса.

Еслипри AS – «1»-/> «0» DS –«0», то

записьпроизводится при DS – «1», R//>-«0»,

ачтение производится при DS – «1», R//>-«1».

Если во время среза импульса AS (AS – «1»/> «0») DS – «1»,то для считывания необходимо DS-«0» R//>-«1»,

адля записи DS-«1» R//>-«0».

Такаясложная логика используется для подключения к микропроцессорам различных типов.На вход R//> будем подавать сигнал WR, а на вход DS-RD, которые генерируютсяпроцессором.

Выход/> (запрос прерывания)предназначен для сигнализации процессору о том, что внутри микросхемы произошлособытие, требующее программной обработки. Прерывания бывают 3-х типов:

1) после окончания обновленияинформации

2) по будильнику

3) периодические (с периодом SQW)

Вход />предназначендля установки в исходное состояние узлов микросхемы, ответственных за связь смикропроцессорной системой. /> - «0» –никакое вмешательство со стороны процессора невозможно. На ход часов, календарьи содержание ячеек ОЗУ этот вход не влияет.

Вход PS (датчик питания) – контроль непрерывности подачипитающего напряжения. Он подключается таким образом, чтобы напряжение на немпадало до 0 при любом, даже кратковременном отключения питания микросхемы.

Для управления работой микросхемы и анализа еёсостояния предназначены регистры А…D.

Формат управляющих регистров:

Адрес D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0

OAH

OBH

OCH

ODH

UIP*

SET

IRQF*

VRT*

DV2

PIE

PF*

DV1

AIE

AF*

DV0

VIE

VF*

RS3

SQWE

RS2

RS1

24/12

RS0

DSE

* — можно только считывать информацию.

РегистрА.

UIP –единица в этом разряде означает, что происходит или начнется менее чем через244 мкс обновление информации о времени. На UIP не действуетсигнал />. Записав единицу в разряд SETрегистра В, можно запретить обновление и тем самым сбросить UIP.

DVO…DV2 – устанавливаетрежим работы внутреннего делителя частоты в соответствии с используемойопорной частотой.

Установка опорной частоты:

DV2 DV1 DV0 Частота

4194304 Гц

1048576 Гц

32768 Гц

сброс делителя

RS0…RS3 –устанавливает частоту сигнала на входе SQW ипериод повторения периодических колебаний.

RS3 RS2 RS1 RS0 f, Гц

Т (4194304

1048576)

(32768)

32768

16384

8192

4096

2048

1024

512

256

128

30,517 мкс

61,035 мкс

122,07 мкс

244,14 мкс

488,28 мкс

976,56 мкс

1,95312 мс

3,90625 мс

7,8125 мс

15,625 мс

31,25 мс

62,5 мс

125 мс

250 мс

500 мс

256

128

8192

4096

2048

1024

512

256

128

3,90625 мс

7,8125 мс

122,07 мкс

244,14 мкс

488,28 мкс

976,56 мкс

1,95312 мс

3,90625 мс

7,8125 мс

15,625 мс

31,25 мс

62,5 мс

125 мс

250 мс

500 мс

Регистр В.

SET – еслив этом разряде записан “0”, то каждую секунду выполняется цикл обновленияинформации о текущем времени и сравнение текущего времени с заданным. Единица вэтом разряде запрещает обновление, позволяя записать в регистры начальногозначения времени, календаря, будильника.

PIE – разрешениепрерываний с периодом, задаваемым PS0/>PS3.

ALE – разрешениепрерываний от будильника.

VIE –разрешение прерываний по окончанию цикла обновления.

SQWE– разрешает выдачу сигнала на вход SQW.

PIE, AIE, VIE, SQWE могут быть сброшены сигналом />.

DM – «1»данные в двоичном коде

-«0» данные в двоично-десятичном коде.

Значенияразряда нельзя изменить без повторной записи начальных значений в ячейкивремени и календаря.

24/12– устанавливает 24 часовой («1») и 12 часовой («0») режим счета времени. В 12часовом режиме времени после полудня отмечается единицей в старшем разрядечасов (адрес О4Н).

DSE –разрешение автономного перехода на летнее время («1»).

РегистрС.

IRQF– флаг запроса прерываний. Устанавливается в единицу при выполнении условия:

PF x PIE + AF x AIE + VF x VIE=1

Одновременнос установкой IRQF=1 на контакте /> устанавливаетсянизкий уровень. PF – устанавливается в «1» фронтом сигнала на выходевнутреннего делителя частоты, выбранного в соответствии с разрядами RS0/>RS3.

AF –устанавливается в «1» при совпадении текущего времени м времени «будильника».

VF –устанавливается в единицу после окончания каждого цикла обновления.

Флагисбрасываются после чтения регистра С или сигналом />.

РегистрD.

VRT –в этом разряде устанавливается «0» при низком уровне на входе PS.Единица устанавливается только считыванием регистра D.

Подключениемикросхемы 512ВИ1 к микропроцессору серии 1821ВМ85, имеющемумультиплексированную шину адреса/данных не вызывает затруднений. На вход PS; Uп; RESподаем высокий уровень (подключим каккумулятору через RS-цепь). Так как нет необходимости в использованиичастоты кварцевого резонатора в блоке управления, то вывод №20 (CKFS)подсоединим к корпусу.

Сигналс выхода /> через инвертор (PD9)подадим в микропроцессор на вход RST 6,5 (№8).

ВыводыAD0/>AD7(№№4/>11) таймера непосредственно подключаются к выводам AD0/>AD7 (№№12/>19) микропроцессора.

Подача сигнала CS2 на вход «выбор микросхемы» (№13) будет рассмотренаниже.

1.2.10. Устройство ввода-вывода.

Процессор 1821ВМ85 является улучшенноймодификацией процессора 580ВМ80, а для данного МП специально разработана БИСдля ввода-вывода параллельной информации КР580ВВ55А. Вот почему свой выбор иостановил именно на этой микросхеме.

КР580ВВ550 программное устройство ввода-вывода параллельной информации, применяется вкачестве элемента ввода-вывода общего назначения, сопрягающего различные типыпериферийных устройств с магистралью данных систем обработки информации.

Канал А

Канал данных

D0/>D7 BA0/>

/>/>/>/> BA7

/> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> <td/> /> /> /> <td/> <td/> /> /> />

Канал С BC4/>

/>/> /> /> /> BC7

/> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> <td/> /> <td/> /> <td/> /> <td/> /> />

Устройство управления

Канал С A0 BC/>

/>/>/>/> A1

/> BC3

/> /> /> /> /> /> /> /> /> <td/> /> <td/> /> /> />

SR BBO/>

/>/> BB7

Обменинформацией между магистралью данных систем и микросхемой 580ВВ85осуществляется через 8 разрядный двунаправленный трехстабильный канал данных.Для связи с периферийными устройствами используется 24 линии В/В,сгруппированные в три 8 разрядных канала ВА, ВВ, ВС, направление передачиинформации и режимы работы которых определяются программным способом.

1-4;37-40 – ВА3 – ВА0; ВА7/>ВА4 – входы/выходы– информационный канал А.

10/>17 – ВС7/>ВС0 – входы/выходы – информационный канал С.

18/>25 – ВВ0/>ВВ7 – входы/выходы – информационный канал В.

5- /> - вход – чтение.

6- /> - вход – выбор кристалла.

7– GND — — — общий.

8,9– А0, А1 – вход – младший разряд адреса

26– Uсс –питание.

35– SR – вход – установка исходного состояния.

36- /> - вход – запись.

Микросхема может функционировать в 3-х основных режимах.

В режиме 0 обеспечивается возможность синхроннойпрограммно управляемой передачи данных через 2 независимых 8 разрядных каналаВА, ВВ и два 4 разрядных канала ВС.

В режиме 1 обеспечивается возможность ввода или выводаинформации в/или из периферийного устройства через 2 независимых 8 разрядныхканала ВА, ВВ по сигналам квитирования.

При этом линии канала С используются для приема ивыдачи сигналов управления обменом.

В режиме 2 обеспечивается возможность обменаинформацией с периферийными устройствами через двунаправленную 8 разряднуюшину ВА по сигналам квитирования. Для передачи и приема сигналов управленияобменом используются 5 линий канала ВС.

Выбор соответствующего канала и направление передачиинформации через канал определяется сигналами А0, А1 и сигналами />, />, />. Режим работы каждого изканалов ВА, ВВ, ВС определяется содержимым регистра управляющего слова (РУС).Производя запись управляющего слова в РУС можно перевести микросхему в один из3-х режимов работы: режим 0-простой ввод/вывод; режим 1-стробируемый ввод/вывод;режим 2-двунапрвленный канал. При подаче сигнала SR РУСустанавливается в состояние, при котором все каналы настраиваются на работу врежиме 0 для ввода информации. Режим работы каналов можно изменить как вначале, так и в процессе выполнения работающей программы, что позволяетобслуживать различные периферийные устройства в определенном порядке одноймикросхемой. При изменении режима работы любого канала все входные и выходныерегистры каналов и триггеры состояния сбрасываются. Графическое представлениережимов работы каналов показано на рисунке 5, а формат управляющего слова,определяющего режимы работы каналов, приведены на рисунке 6.

А0 А1

Направление передачи информации чтение

ВА/>канал данных

ВВ/>канал данных

ВС/>канал данных

запись

Канал данных/>ВА

Канал данных/>ВВ

Канал данных/>ВС

Канал данных/>РУС

блокировка

Канал данных/>третья состояние

Запрещенная комбинация

Рисунок 5.

/>/>/>/>

D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0

/>/>/> Разряды 0/>3

каналаВС

/>/>/>/>/>/>/>/>/> 1- ввод

1 0- вывод

/>/>режим каналВВ

работы ВА и 4-7 ВС 1-ввод

00-режим 0 0-вывод

01-режим 1

/>1х-режим 2 режимработы

ВВи разрядов

/>канал ВА 0/>3 ВС

0-режим0

1-ввод 1-режим1

/>0-вывод Разряды4/>7

канала ВС

1-ввод; 0-вывод

Рисунок 6.

В дополнение к основным режимамработы микросхема обеспечивает возможность программно независимой установки в«1» и сброса в «0» любого из разрядов регистра канала ВС.

Формат управляющего слова уст./сброса разрядоврегистра канала ВС показан на рисунке 7.

/>/>/>/>

D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0

/>/>/>

/>/>/>/>/> 1– установить в «1»

«0» 0– установить в «0»

неопределенность

код разряд

000 0

001 1

010 2

011 3

100 4

101 5

110 6

110 7

Рисунок 7.

Если микросхема запрограммирована для работы в режиме 1или 2, то через выводы ВС0/>ВС3канала ВС выдаются сигналы, которые могут использоваться как сигналы запросовпрерываний для МП. Эта особенность микросхемы позволяет программно реализоватьразрешения или запрет в обслуживании любого внешнего устройства ввода/выводабез анализа запроса прерывания в схеме прерывания системы.

В нашем случае необходимо запрограммироватьмикросхему 580ВВ55 на вывод информации в режиме 0. Вот почему далее будет рассмотрентолько этот режим.

При работе микросхемы в режиме 0 обеспечиваетсяпростой ввод/вывод информации через любой из 3-х каналов и сигналов управленияобменом информацией с периферийными устройствами не требуется. В этом режимемикросхема представляет собой совокупность 2-х 8 разрядных и 2-х 4 разрядныхканалов ввода или вывода. В режиме 0 возможны 16 различных комбинаций схемввода/вывода каналов ВА, ВВ, ВС. Это определяется комбинациями в разрядах D4; D3; D1; D0 регистра управляющего слова.

Для нашего случая код должен иметь следующееуказание:

D4 D3 D1 D0 ВА; ВВ; ВС вывод

В режиме 0 входная информация не запоминается, авыходная хранится в выходных регистрах до записи новой информации в канал илидо записи нового режима.

Графическое представление режима 0 показано нарисунке 8.

/> Каналадреса

/>/>/>/> Каналуправления

/>/>/>/>/> Каналданных

D7/>D0

I/0 I/0 BC7/>BC0 BA7/>BA0

BB7/>BB0

Рисунок 8.

Для электрического соединениямикросхемы 580ВВ55 и схемы управления необходимо:

1) шинуданных D0/>D7схемы управления соединить с выводами D0/>D7 микросхемы580ВВ55.

2) Двамладших разряда адресной шины соединить с выводами A0/>A1 микросхемы580ВВ55.

3) Выводы/>, /> микропроцессора 1821ВМ85соединить с выводами />, /> микросхемы 580ВВ55соответственно.

4) Навход SR «Установка в исходное состояние» микросхемы580ВВ55 подать низкий уровень (подключить к корпусу).

1.2.11.Фиксирующая схема.

Какуже отмечалось выше необходимо подавать сигналы в блок индикации № канала (2индикатора) в строго определенные моменты времени. Для этого необходимопредусмотреть устройство, которое по сигналам от процессора, будет пропускатьинформацию на один из индикаторов блока индикации. В качестве элементовфиксирующей схемы будем использовать 2 регистра типа 1533UP23.

Регистр,аналогичный UP22, нос 8 тактируемыми триггерами. Регистр принимает иотображает информацию синхронно с положительным перепадом на тактовом входе.

EO C

Выход

/>/>Загрузка и считывание

Загрузка регистра и разрыв выходов

«Н», «В»

соответственно

Такимобразом, подавая тактирующие сигналы на вход С (№11) регистра 1533UP23,мы разрешаем прохождение сигналов на соответствующий индикатор в строго определенныемоменты времени.

/>/>/> Un — № 20

/> Земля- № 10

/> /> /> /> /> /> <td/> /> /> /> /> <td/> /> /> /> /> <td/> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> <td/> /> /> /> /> <td/> /> /> /> /> <td/> /> /> /> />

1.2.12. Согласующая схема.

Дляорганизации вывода информации в остальные блоки тюнера будем использоватьрегистр 1533UP23, тактируемый сигналами от микропроцессора.

Принципвключения и управления регистра 1533UP23 рассмотрен в предыдущейглаве.

Дляприема информации в устройство управления будем использовать шинныйформирователь 1533АП6. Как известно шинный формирователь обеспечивает передачуинформации в обоих направлениях. Для обеспечения только ввода данных вывод №1соединим с корпусом. Если появится необходимость в выводе большего количестваинформации из устройства управления, то с помощью микросхемы 1533АП6 можнобудет решить данную проблему.

Болееподробная информация о микросхеме 1533АП6 приведена в главе «Шина данныхмикропроцессора 1821ВМ85».

1.2.13. Схема дешифрации.

Впредыдущих главах были рассмотрены основные блоки схемы управления и былоотмечено, что МП в строго определенные моменты времени должен взаимодействоватьс определенными микросхемами. Поэтому в данной схеме необходимо предусмотретьустройство, которое по сигналам от процессора, будет подключать к его шинамадреса или данных ту или иную микросхему или группу микросхем. Из этого можнозаключить, что в схеме системы должен протекать некоторый процесс однозначноговыбора и он организуется подачей на линии адреса А11/>А15определенного кода выбора или сигнала разрешения доступа к отдельному блоку илиблокам. К счастью, эта проблема является классической и она имеет простоерешение. В частности можно использовать дешифратор, выполненный в виде ТТЛустройства среднего уровня интеграции, предназначенного для преобразованиядвоичного кода в напряжение логического уровня, которое появляется в томвыходном проводе, десятичный номер которого соответствует двоичному коду. Впоследствии выходной провод дешифратора подключают к входу «Выбор микросхемы»нужной микросхемы (например вывод №18 (CS) микросхемы537РУ10).

Вкачестве дешифратора будем использовать микросхему 1533ИД7. Выбор данногодешифратора обусловлен количеством выходных линий и нагрузочной способностью.

Микросхема1533ИД7 – высокоскоростной дешифратор, преобразующий трехразрядный код А0/>А2 (№1/>3) в напряжение низкогологического уровня, появляющегося на одном из восьми выходов 0/>7. Дешифратор имееттрехвходовый логический элемент разрешения.

Втаблице показано, что дешифрация происходит, когда на входах />(№4) и />(№5), напряжение низкогоуровня, а на входе Е3(№6) высокого. При других логических уровнях на входахразрешения, на всех выходах имеются напряжения высокого уровня.

Е3 А2 А1 А0 1 2 3 4 5 6 7

В В В

Вкачестве информационных сигналов будем использовать сигналы, поступающие поадресным линиям А11/>А13; сигналовразрешения, сигналы, поступающие по адресным линиям А14/>А15 (вход №4 подсоединим ккорпусу).

Болееподробно рассмотрим подачу сигналов на входы CS и организацию сигналов REG1/>REG3; BVF.

ПЗУ:

Сигнална вход «Выбор микросхемы» (№20) будем подавать на адресной линии А15. Если встаршем разряде адресной шины (А15) уровень логического «0», то такой жеуровень на входе №6 дешифратора. При этом ПЗУ переходит из режима «Хранение» иготово к считыванию информации, а дешифратор на всех выходных линиях имеетуровень логической «1» и все остальные элементы схемы, кроме микросхемы DDS,недоступны для микропроцессора.

— Если в адресных линиях:

А11/>А15 код 00001, то

CS0 – «0»

CS1/>CS7 – «1»

EN=/>= «0»

Иданные через двунаправленный буфер DDS будут записываться или считываться из ОЗУ (DD13)

— A11/>A15 код 01001, то CS0= «1» CS1= «1»

CS3/>CS7= «1»

CS2= «0» EN=/>= «1».

имикросхема DD20 готова к считыванию или записи информации

— А11/>А15 код 11001, то

CS0/>CS2= «1», CS4/>CS7= «1»

CS3=«0» EN=/>= «0»

иданные через двунаправленный буфер DDS будут записываться вустройство В/В DD12.

— А11/>А15 код 00101, то

CS0/>CS3= «1»; CS5/>CS7= «1»

CS4= «0» EN=/>=«0»

тогдана входе №1 DD6 CS4= «0» и при /> на входе№11 DD10 REG1/> и данные через двунаправленный буфер DDSпроходят на выход DD10 и фиксируются.

Аналогичноформирование сигналов REG2 и REG3 для DD11 и DD15 при кодах на А11/>А1510101 и 01101 соответственно.

— А11/>А15 код 01101, то

CS0/>CS5= «1»; СS7= «1»

CS6=«0» EN=/>= «0»

Когдана входе №10 DD6 CS6= «0» и при />/>= «0» на входе №19/>DD16 BVF= «0» и данные черезDD16 вводятся в систему управления.

1.2.14. Цифро-аналоговый преобразователь.

Для преобразования цифровой информации ваналоговую необходимо использовать ЦАП.

Основнойхарактеристикой ЦАП является разрешающая способность, определяемая числомразрядов N. Теоретически ЦАП, преобразующий N-разрядныедвоичные коды, должен обеспечивать 2Nразличных значений выходного сигнала с разрешающей способностью (2N-1)-1.

Издинамических параметров основными являются:

1) время установки выходного сигнала;

2) fmax преобразования.

Внашем случае необходимо организовать формирование 3-х аналоговых сигналов ANL1, ANL2 и ANL3, которые будут пропорциональны цифровым сигналам навыходах канала А, В, С микросхемы 580ВВ55 соответственно. Значит необходимопредусмотреть 3 цифро-аналоговых преобразователя. Свой выбор я остановил на 10разрядном ЦАП прецизионного типа 572ПА1. Для построения полной схемыпреобразователя к микросхеме 572ПА1 необходимо подключить операционныйусилитель. В качестве операционного усилителя будем использовать К140УД8,имеющего схему внутренней коррекции.

/>/> 15 U0n +Uпит

572ПА1 4 14/> /> /> /> /> /> /> /> <td/> /> /> /> <td/> />

К1409D8

/>Uвх 1 3 7 Uвых

/>/> 2 4

/>/> 13

1.2.15. Дополнительные пояснения к схеме управления.

1) Во избежание записи или считывания«ложной» информации во время включения или выключения напряжения питания всхеме устройства управления предусмотрена микросхема DD8 –четырехканальный коммутатор цифровых и аналоговых сигналов. Каждый ключ имеетсвой вход и выход сигнала, а также вход разрешения прохождения сигнала EI.Канал проводимости двунаправленный. Коммутатор К561КТ3 имеет сопротивлениеканала 80 Ом, сопротивление входа управления 1012Ом. Открывающеенапряжение на входе EI – 3В. Канал пропустит цифровые уровни с амплитудой доUип. Времязадержки распространения сигнала 10…25 мс.

Структурная схема.

/> Вход Выход/> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> />

/>/> EI включено

Входы: №1, 4,8, 11.

Выходы: №2, 3,9, 10.

EI: №13,5, 6, 12.

Еслимикросхема 537РУ10 «питается» от аккумулятора (4,5 В) на входах />, />, /> - напряжение высокогоуровня и ОЗУ находится в режиме хранения. Считывание или запись информации невозможно.

Послеподачи напряженияUID и достижения им уровня +5 В, отключается питание отаккумулятора и происходит подача напряжения высокого уровня на входы EIмикросхемы DD8. В результате этого ключ замыкается и теперь возможнопрохождение сигналов управления от микропроцессора и дешифратора.

НапряжениеUID подается через транзистор VT1 (КТ3102),Включенный по схеме с общим коллектором, в эммитерной цепи которого напряжениестабилизируется диодом VD6 (КС139А), для обеспечения стабильного уровня навходах EI.

2) В схеме управления используетсямикросхема DD6: логический элемент ИЛИ с двумя выходами. Эти функцииреализуются с помощью микросхемы 1533ЛЛ1. Также используется микросхема DD9:логический элемент ИЛИ-НЕ с одним входом (инвертор). Эти функции реализуются спомощью микросхемы 1533ЛН1.

3) При входном импульсном сигнале спологими фронтом и срезом импульс на входе формирующего логического элементатакже не будет прямоугольным, поскольку некоторое время ключевая схема будетнаходиться в усилительном режиме. Кроме того, на фронте и срезе выходногоимпульса будут присутствовать усиленные помехи, поступившие в «усилитель» изпровода питания. Импульс с зашумленными и несформированными фронтом и срезомнепригоден для переключения тактовых входов триггеров, регистров и счетчиков.

Повышения КUформирователя до 103 раз и более за счет последовательного включениянескольких буферных элементов не дает точной привязки момента переключения копределенному пороговому входного импульса. В таких случаях используют так называемуюсхему триггера Шмидта, состоящую из двухкаскадного усилителя, охваченногослабой положительной обратной связью. Триггеры Шмидта оказались незаменимыми ив интегральной схемотехнике, как в аналоговой, так и цифровой. Передаточнаяхарактеристика триггера Шмидта имеет значительный гистерезис. Выходной сигналлогического элемента Шмидта имеет крутые импульсные перепады, длительностькоторых не зависит от скорости нарастания или спада входного сигнала.Импульсные перепады по времени соответствуют моментам, когда входной сигналпревышает напряжение срабатывания UСРБ и становится меньше, чем напряжение отпускания Uотп.

2,4 Uвых,В

/>/> 2 Uг=0,8 В

/> 1 Uотп=0,9 В Uсрб=1,7 В

/> 0,3

0,4 0,8 1,2 1,6 Uвх, В

Вданной схеме устройства управления триггер Шмидта – в виде микросхемы 1533ТЛ2 (DD2).

4) Прежде чем последовательностькоротких импульсов подавать на вход SID микропроцессора, необходимообеспечить хорошую стабильность длительности данных импульсов, т.к. на входеэлемента Шмидта все они будут иметь разную длительность. В составе серий ТТЛимеется несколько аналого-импульсных схем – ждущих мультивибраторов. Онипозволяют расширить длительность коротких импульсов, сформировать импульсынужной длительности с хорошей стабильностью по длительности. Свой выбор яостановил на микросхеме 1533АГ3 – два ждущих мультивибратора с возможностьюперезапуска. Каждый мультивибратор имеет выходы Q и />, вход сброс, 2 входаразрешения запуска: В-прямой, />-инверсный.Длительность выходного импульса определяется времязадающими элементами С/>и R/>; />вых=0,45 R/>С/>.

Таблица истинности:/>

Сброс Вход Выход

В Q

/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>Н

Если согласно этим условиям мультивибраторзапущен, выходной импульс можно продолжить, подав на вход /> напряжение низкого уровня(или на вход В-высокого). С момента этой дополнительной операции до окончанияимпульса пройдет время />вых.

Схема включения:

/>/>

G1 Q

/> />

/> 9

/>/> 12

/>/> 16 5B

/>/>/>/> 6 R/>

/>/>/> C/>

/>/>/>/> 11 7

/> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> <td/> /> />

/> 8

1.3.Расчеты параметров и элементов принципиальной схемы.

1.3.1. Расчетадресной шины и шины данных

микропроцессора1821ВМ85.

При проектировании адресной шины и шины данныхнеобходимо оценить величину токовой нагрузки, т.к. они связаны со множествомустройств, подключенных параллельно. Если для адресной шины и шины данныххарактерен ток, по величине превосходящий допустимое значение на выходе МП, тотакую линию необходимо буферировать.

a) Расчетадресной шины:

Для микропроцессора максимальнодопустимая нагрузка на адресной линии составляет:

UвыхL=0,45 В Iвых L=2 мА

Uвых H=2,4 В IвыхH=400 мкА

для регистра 1533 UP22:

Iвх Н=20 мкА IвхH/>=8/>20=160 мкА/>400 мкА

Iвх L=0,1 мА IвхL/>=8/>0,1=0,8 мА/>2 мА

Таким образом входной токмикросхемы 1533ИР22 не является большим для МП 1821ВМ85.

Теперь проверим, обеспечивается ли нагрузочнаяспособность для элементов схемы, которые являются адресной информации.

А11/>А15

/>/>

DC />/>/>/>/> МП +5В А0/>А15

/> А0/>А7

/>/>/> А8/>А10 А8/>А12, А15

/> 1533ИР22 А0/>А1

/> /> /> /> /> /> /> /> /> />

IвхL=Iвх Н=20 мкА –для ОЗУ

IвхL=Iвх Н=10 мкА –для ПЗУ

IвхL=Iвх Н=14 мкА –для устройства в/в.

IвхL/>=Iвх Н/>=8/>20+8/>10+2/>14=268 мкА/>2,6 мА

IвхL=24 мА для 1533ИР22

IвхН=2,6 мА

Адресныелинии А8/>А15 буферировать не надо,т.к.

IвхН/> =3/>20+6/>10+5/>20=220 мкА/>400 мкА

IвхL/>=3/>20+6/>10+5/>0,1 мА=620мкА/>2 мА

b) Расчет шины данных.

Длямикропроцессора максимально допустимая нагрузка на шине данных составляет:

IвыхL=2 мА Uвых L=0,45 В

IвыхH=400 мкА UвыхH=2,4 В

для DНШУ1533 АП6:

IвхL=0,1 мА Iвх L/>=8/>0,1=0,8 мА

IвхН=20 мкА Iвх Н/>=8/>20=160 мкА

Выходной ток МП являетсябольшим, чем входной ток микросхемы 1533АП6, а значит обеспечиваетсянагрузочная способность по току

Проверим, обеспечивается лимикросхемой 1533АП6 нагрузочная информация для элементов схемы, которыеявляются «потребителями» информации о данных.

При записи информации вкачестве нагрузки выступают следующие элементы схемы: РЗУ, 3 регистра 1533ИР23,Устройство В/В КР580ВВ55.

IвхL/>=20 мкА/>8+0,2 мА/>24+14мкА/>8=5,072 мА

IвхН/>=20 мкА/>8+20мкА/>24+14 мкА/>=752 мкА

Для микросхемы 1533 АП6

IвыхL=24 мА/>5,072 мА

IвыхH=3 мА/>752 мкА

Общий нагрузочный токне является большим для ДНШУ 1533АП6.

При считывании информации из ОЗУ, ПЗУ илипоступления информации от микросхемы 1533 АП6 (DD16)возникать проблем с перегрузкой не должно, т.к.:

IвыхL=2,1 мА для ПЗУ 573РФ4

IвыхH=0,1 мА

IвыхL=4 мА для ОЗУ 537РУ10

IвыхH=2 мА

IвыхL=24 мА для 1533 АП6

IвыхH=3 мА

Информация поступает в МП через ДНШУ 1533АП6 (DD5), длякоторого:

Iвх L=0,1 мА IвхL/>=0,8 мА

Iвх Н=20 мкА IвхН/>=160 мкА

c) Расчетшины AD0/>AD7 таймера 512ВИ1

Iвх L= Iвх Н=1мкА Iвх />=8/>1 мкА=8 мкА

Очевидно, что информация втаймер (как адресная, так и информация о данных ) может поступатьнепосредственно с выходов AD0/>AD7микропроцессора, т.к. для него:

IвыхL=2 мА Uвых L=0,45 В

IвыхH=400 мкА UвыхH=2,4 В

1.3.2. Расчет ЦАП.

На выходе ОУ Uвых~коду на входе 572ПА1. Т.к. разрядность ЦАП N=10, значит возможно 2N=1024 различных значений Uвых.

Шкала изменений выходного напряжения />0/>Uon/>

Uon=-9 В дляканалов видео и звука.

Uon=-6 В дляканала поляризации.

Следовательно дискрет напряжения на входесоставляет:

a) Для видео:

/>U=/>=8,8 мВ

Пример: код Uвых, В

0000000000 0

0000000010 17,6мВ

1111111111 9

b) Для звука:

/>U=/>=70,86 мВ

Пример: код Uвых, В

0000000000 0

0000001000 70,86мВ

0000010000 141,72мВ

1111111000 9

c) Дляполяризации:

/>U=/>=23,53 мВ

Пример: код Uвых, В

0000000000 0

0000000100 23,53мВ

1011111100 4,41

Вывод:

1. Для каналавидео напряжение на выходе меняется от 0 до 9 В с шагом 8,8 мВ.

2. Для каналазвука напряжение на выходе меняется от 0 до 9 В с шагом 70,86 мВ.

3. Для каналаполяризации напряжение на выходе меняется от 0 до 4,41 В с шагом 23,53 мВ.

1.3.3. Расчетпараметров КТ 3102 Б.

/> <td/>

+5B

Необходимо обеспечить подачу U/>3 В на входразрешения 561 КТ3.

В качестве стабилитрона будем использоватьКС139А на Uст=3,9 В

при Iст=1,8мА

Id0<<Iст

R1=/>=/>=620 Ом

Е2=IэRн+UКЭ

Iэ=0 Е2=Uкэ

Iэ, мА

/> Uкэ=0 Iэ=/> пусть RH=1 кОм

5 Iб=0,1мА

/> 4

/>/> 3

/> 2

/> 1

5 10 15 20 Uкэ, В

Из графикаследует, что Iэ/>3,1мА

/> Iб=0,1 мА

Iб, мА

/>/>0,3 Uкэ=5 В

/>0,2 Uбэ=0,6 В

/>/>/>/>0,1

0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 Uбэ, В

Uбэ=0,6 В Uбэ+URN=3,1+0,6=3,7В

Т.к. Uст=3,9 В, значитнеобходимо в базу транзистора включить R2

Uст=UR2+Uбэ+URN

UR2=0,2В

R2=/>=/>=2 кОм.

1.3.4. Цепь резонатора микросхемы 512 ВИ1.

Данные на резонансную цепь приводятся каксправочный материал (радиоежегодник 1989 г.).

Еслииспользуется резонатор на 32768 Гц, то

R16=470 кОм

R7=22 мОм

С24=10 пФ

С25=20 пФ

С26=100 пФ.

1.3.5. Расчет RC-цепимикросхемы 1533АГ3.

Из справочного материала известно, что длямикросхемы 1533АГ3

/>вых=0,45 R/>C/>

Намнеобходимо обеспечить />выхпорядка 45 мкс

ПустьR/>=10 кОм, тогда С/>=10нФ.

1.3.6. Расчет элементов цепи опорного напряжения.

а)

VD5 – КС191Ж

Uст=9,1 В

Iстmin=0,5 мА

Icn max=14 мА

U1=-12 В

ПустьR4=390 Ом;

I=/>=7,4 мА

Вывод: при данном сопротивлении полученное расчетноезначение тока стабилизации равное 7,4 мА попадает в диапазон допустимыхзначений тока стабилизации для данного стабилитрона.

/>В) VD3 – КС162

Uст=6,2 В, U2=-12 В

Iст min=3 мА VD3 Iстmax=22 мА

ПустьR5=1,2 кОм;

I=/>=4,8мА

Вывод: при данном сопротивлении полученное расчетноезначение тока стабилизации равное 4,8 мА попадает в диапазон допустимыхзначений тока стабилизации для данного стабилитрона.

1.4. Справочные данные.

1821ВМ85

Допустимыепредельные значения:

1. Температура окружающей среды — -10/>/>С.

2. Направление на всех выводах поотношению к корпусу –

-0,5/>7 В.

3. Мощность рассеивания – 1,5 Вт.

Статические параметры в диапазоне температур -10/>/>С.

Параметр Значение Условия

UвхL, В

UвхH, В

UвыхL, В

Uвых Н, В

Iпит, мА

Iутеч вх, мкА

Iутеч вых, мкА

UL на вх RESET, В

UH на вх RESET, В

min max

IвыхL=2 мА

IвыхH=- 400 мкА

Uвх=Un

0,45Un/>Uвых/>Un

— 0,5

2,0

2,4

— 0,5

2,4

0,8

Un+0,5

0,45

170

/>10

0,8

Un+0,5

576РФ4

Статическиепараметры в диапазоне температур — 10/>/>С.

Параметр Норма

UвхL, В

UвхH, В

UвыхL, В

Uвых Н, В

Iвых L, мА

Iвых Н, мА

Iпотр, мА

Iпотр по вх. UPR,, мА

min Max

2,4

0,4

5,25

0,45

2,1

0,1

Эксплуатационные параметры:

1. Время хранения информации: приналичии питания – не менее 25000 ч; при отсутствии – не менее 105часов.

2. Un – 5 В

UPR – 5 В (считывание)

21,5 В (программирование)

3. Pпотр – неболее 420 мВт.

4. tвыб.адр. – не более 300/>450 мс.

tвыб.разр. – не более 120/>150мс.

5. Число циклов перепрограммирования– не менее 25.

6. Выход – 3 состояния.

7. Совместимость по вх. и вых. С ТТЛсхемами.

8. Ёмкость – 65536.

9. Организация – 8к х 8.

537РУ10.

Статистические параметры в диапазоне температур -10/>/>С.

Параметр Норма

UвхL, В

UвхH, В

UвыхL, В

Uвых Н, В

Iвых L, мА

Iвых Н, мА

Iпотр, Un=5 В

Обращение, мА

Хранение, мА

Un=2 В

Хранение, мА

min max

2,4

0,4

0,3

0,1

Эксплуатационные параметры:

1. tвыб – неболее 220 мс.

2. Рпотр: хранение Un=5B – 5,25 мВт

Un=2B – 0,6 мВт

обращение - 370 мВт

3. Выход – 3 состояния.

4. Совместимость по входу и выходу –с ТТЛ схемами.

5. Ёмкость – 16384.

6. Организация – 2к х 8.

1533АГ3.

Предельныезначения параметров

Un=7 В

Uвх=7 В

Диапазонтемператур -10/>С.

Рекомендуемоезначение Un=4,5 /> 5,5 В.

Статистические параметры в диапазоне температур -10/>С.Параметр Норма Условие

UвхН, В

UвхL, В

UвыхH, В

Uвых L, В

Iвх H, мА

Iвх L, мА

Iвых, мА

Iвх пр, мА

Iпотр, мА

Не менее Не более

Порог. напр. Н уровня

Порог. напр. L уровня

Un=4,5; Uвх Н=2,0

Uвх L=0,8; IвыхH=-0,4

Un=4,5; UвхH=2,0

Uвх L=0,8; IвыхL=4/>8

Un=5,5; Uвх Н=2,7

Un=5,5; Uвх L=0,4

Un=5,5; Uвых =2,25

Un=5,5; Uвх =7

Un=5,5; Uвх Н=4,5

Uвх L=0

2,0

2,5

ê-30ï

0,8

0,4/>0,5

20/>40

ê-0,1ï/>ê-0,2ï

ê-112ï

0,1

Динамические параметры:

Время задержки распространения

/>/> не более 39 мс

/>/> не более 48 мс

/>/> не более 23 мс

512 ВИ1

1. Un=5 В/>10%.

2. Iпотр, мА.

статический режим 0,1

динамический режим при

fmax тактовых импульсов 4

fmin 0,1

3. Выходной ток высокого (низкого)уровня при Uвых Н=4,1В, (UвыхL=0,4 В), мА – 1,0/>1,6.

4. Входной ток, мкА 1.

1533ИР23.

Предельныезначения параметров

Un=7 В

Uвх=7 В

Диапазонтемператур — />

Рекомендуемоезначение Un=4,5/>5,5 В

Статистические параметры в диапазоне температур — />.Параметр Норма Условия

Uвх Н, В

Uвх L, В

Uвых Н, В

Uвых L, В

Iвх Н, мкА

IвхL, мА

Iвх пр, мА

Iвых, мА

Iвых Н, мкА выкл

Iвых L, мкА выкл.

не менее не более

Порог. напр. Н-уровня

Порог напр. L-уровня

Un=5,5/>4,5

Iвых Н=-0,5/>-3

Un=4,5/>5,5

Iвых L=12/>24

Un=5,5

Uвх Н =2,7/>4,5

Uвх L=0,4

Un=5,5 Uвх Н =4,5

Un=5,5 Uвых =2,25

Un=4,5/>5,5 Uвх Н=2/>4,5

Un=4,5/>5,5 Uвх L=0,8

Uвых L=0,4

2,0

2/>2,4

ï-30ï

0,8

0,4/>0,5

ï-0,2ï

0,1

ï-112ï

ï-20ï

1533 ИР22

Предельные значенияпараметров

Un=7 В Uвх=7 В

Диапазон температур — />

Рекомендуемое значение Un=4,5/>5,5 В

Динамические параметры:

Время задержки распространения

1. при вкл.

По D не более 16 мс

По С не более 23 мс

2.при выкл.

По D не более 23 мс

По C не более 22 мс.

Статистические параметры в диапазоне температур — />.Параметр Норма Условия

Uвх Н, В

Uвх L, В

Uвых Н, В

Uвых L, В

Iвх Н, мкА

IвхL, мА

Iвх пр, мА

Iвых, мА

Iпотр, мА Uвых Н

Uвых L

выкл

Iвых Н, мкА выкл

Iвых L, мкА выкл.

не менее не более

Пороговый Н-уровень

Пороговый. L-уровень

Un=4,5 В; Iвых Н=-0,4/>2,6

Un=4,5 В; Iвых L=12/>24

Un=5,5 Uвх Н=2,7/>4,5

Un=5,5; Uвх L=0/>0,4

Un=5,5; Uвх Н=4,5/>7

Un=5,5 Uвых =2,5

Un=5,5

Uвх L=0

Uвх Н =4,5

Un=5,5 UвхН =2,0

Uвых Н=2,7

Un=5,5 Uвх L=0,8

Uвых L=0,4

2,0

2,4/>2,5

ï-30ï

0,8

0,4/>0,5

ï-0,1ï

0,1

ï-112ï

ï-20ï

1533 АП6

Предельные значенияпараметров

Un=7 В Uвх=7 В

Диапазон температур — />

Рекомендуемое значение Un=4,5/>5,5 В

Статистические параметры в диапазоне температур — />.Параметр Норма Условия

Uвх Н, В

Uвх L, В

Uвых Н, В

Uвых L, В

Iвх Н, мкА

IвхL, мА

Iвх пр, мА

Iвых, мА

Iпотр, мА Uвых Н

Uвых L

выкл

Iвых Н, мкА выкл

Iвых L, мкА выкл.

не менее не более

Порог. напр. Н-уровня

Порог. напр. L-уровня

Un=4,5/>5,5; Iвых Н=-3/>-15

Un=4,5/>5,5; Iвых L=12/>24

Un=5,5 Uвх Н=2,7/>4,5

Un=5,5; Uвх L=0/>0,4

Un=5,5; Uвх Н=5,5/>7

Un=5,5 Uвых =2,5

Un=5,5

Uвх L=0

Uвх Н =4,5

Un=5,5 UвхН =2/>4,5

Un=5,5 Uвх L=0

Uвых L=0,4

2,0

2,4/>2

ï-30ï

0,8

0,4/>0,5

ï-0,1ï

0,1

ï-112ï

ï0,2ï

Динамические параметры:

Время задержки распространения сигнала не более 10 мс.

1533 ИД7

Предельные значенияпараметров

Un=7 В Uвх=7 В

Диапазон температур — />

Рекомендуемое значение Un=4,5/>5,5 В

Статистические параметры в диапазоне температур — />.Параметр Норма Условия

Uвх Н, В

Uвх L, В

Uвых Н, В

Uвых L, В

Iвх Н, мкА

IвхL, мА

Iвх пр, мА

Iвых, мА

Iпотр, мА

Uвых Н

Uвых L

не менее не более

Порог. напр. Н-уровня

Порог. напр. L-уровня

Un=4,5;IвхН=7,5 Iвых L=0,4

Un=4,5; Uвх L=0,8

Uвх Н=2 Iвых L=4/>8

Un=5,5; Uвх Н=2,7

Un=5,5; Uвх L=0,4

Un=5,5 UвхН =7

Un=5,5 Uвых=2,25

Un=5,5 UвхН =4,5

Un=5,5 Uвх L=0

2,0

2,5

ï-10ï

0,8

0,4/>0,5

ï-0,1ï

0,1

ï-112ï

Динамические параметры:

Время задержки распространения сигнала 17/>22 мс.

1533ЛН1; 6 инверторов

Предельные значенияпараметров

Un=7 В Uвх=7 В

Диапазон температур — />

Рекомендуемое значение Un=4,5/>5,5 В

Динамические параметры:

Время задержки распространения сигнала 8/>11 мс.

Статистические параметры в диапазоне температур — />.Параметр Норма Условия

Uвх Н, В

Uвх L, В

Uвых Н, В

Uвых L, В

Iвх Н, мкА

IвхL, мА

Iвх пр, мА

Iвых, мА

Iпотр, мА

Uвых Н

Uвых L

не менее не более

Порог. напр. Н-уровня

Порог. напр. L-уровня

Un=4,5; Iвых Н=ï-0,4ï

Uвх Н=4,5 Iвых L=4/>8

Un=5,5; Uвх Н=2,7

Un=5,5; Uвх L=0,4

Un=5,5 UвхН =7

Uвых=2,25

Un=5,5 UвхL =0

Un=5,5 Uвх H=4,5

2,0

2,5

ï-15ï

0,8

0,4/>0,5

ï-0,1ï

0,1

ï-70ï

1,1

4,2

1533ЛЛ1; элемент 4 или (два входа)

Предельные значенияпараметров

Un=7 В Uвх=7 В

Диапазон температур — />

Рекомендуемое значение Un=4,5/>5,5 В

Статистические параметры в диапазоне температур — />.Параметр Норма Условия

Uвх Н, В

Uвх L, В

Uвых Н, В

Uвых L, В

Iвх Н, мкА

IвхL, мА

Iвх пр, мА

Iвых, мА

Iпотр, мА

Uвых Н

Uвых L

не менее не более

Порог. напр. Н-уровня

Порог. напр. L-уровня

Un=4,5; UвхL=0,8

Uвх Н=2,0 Iвых L=ï-0,4ï

Un=4,5; Uвх L=0,8

UвхН=2,0; Iвых L=4/>8

Un=5,5 UвхН =2,7

Un=5,5 UвхL =0,4

Un=5,5 UвхН =7

Un=5,5 Uвых =2,25

Un=5,5 UвхН =4,5

Un=5,5 Uвх L=0

2,0

2,5

ï-10ï

0,8

0,4/>0,5

ï-0,1ï

0,1

ï-112ï

4,9

Динамические параметры:

Время задержки распространения сигнала 12/>14 мс.

1533ТЛ2;6 триггеров Шмидта -инверторов

Предельные значенияпараметров

Un=7 В Uвх=7 В

Диапазон температур — />

Рекомендуемое значение Un=4,5/>5,5 В

Статистические параметры в диапазоне температур — />.Параметр Норма Условия

Uвх Н, В

Uвх L, В

Uвых Н, В

Uвых L, В

Iвх Н, мкА

IвхL, мА

Iвх пр, мА

Iвых, мА

Iпотр, мА

Uвых Н

Uвых L

не менее не более

Порог. напр. Н-уровня

Порог. напр. L-уровня

Un=4,5; UвхL=0,5

Uвх Н=2,0 Iвых L=ï-0,4ï

Un=4,5; Uвх Н=2

UвхL=0,5; Iвых L=4/>8

Un=5,5 UвхН =2,7

Un=5,5 UвхL =0,4

Un=5,5 UвхН =7

Uвых =2,25

Un=5,5 UвхН =4,5

Un=5,5 Uвх L=0

2,0

2,5

ï-30ï

0,8

0,4/>0,5

ï-0,2ï

0,1

ï-112ï

Динамические параметры:

Время задержки распространения сигнала не более 22 мс.

572ПА1.

Разрядность

tустан., мкс

/>л %

Рпотр, Вт

10 5

0,1/>0.8

0,1 К140УД8

Кц

Uст, мВ

/>Uст, мкВ/С

Iвх, мА

/>Iвх, мА

50 103

20 50 0,2 0,15

Uвх, В

Iвых, мА

Iпотр, мА

Un, В

fmax, мГц

10 20 5

/>12

580 ВВ55.

Статистические параметры в диапазоне температур — />.Параметр Значение

Uвх Н, В

Uвх L, В

Uвых Н, В

Uвых L, В

Iвых Н, мкА

IвыхL, мА

Iвых, мА

Iпотр, мА

min max

2,0

2,4

0,8

0,45

0,1

1,6

120

КОНСТРУКТОРСКО-

ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ

РАЗДЕЛ

2.1. Патентныйпоиск.

В настоящее время широкое применение получилимикропроцессорные средства, применяемые в устройствах управления бытовойаппаратурой. Патентов на данный вид схем мной обнаружено не было. Поэтому вкачестве базовой модели возьмем устройство управления, применяемое в тюнереспутникового ТВ «Садко» 3В.025.006 ТУ, выпущенного ПО «Квант».

Характеристика тюнера в ТВ «Садко».

Технические параметры:

1. Uпит=220 В(187/>242 В) 50 Гц.

2. Диапазон рабочих частот: 0,95/>1,75 ГГц.

3. Рпот=50 Вт.

4. Избирательность по соседнемуканалу при расстройке ±25 МГц³20 db.Избирательность по зеркальному каналу при расстройке +960 МГц относительнонижней частоты 950 МГц³ 20 db.

5. Отношение сигнал / шум в каналеизображения при Uном навходе (-70 db Вт) при Uвых видео (1±0,1) ³56 db.

6. f зв=950/>1750 МГц.

7. Uвых зв³5 мВ.

8. f перестройки частотызвукового сопровождения 5/>8,5 МГц.

9. Непрерывная работа при сокращениипараметров ТУ – не менее 8 часов.

10. Предельные климатические условия:

- влажность 93 % при Т=25°С.

- Т=-40°С.

11. Параметры при воздействииоднократных ударов

а=15 д при tU=2 мс/>15 ис.

12. Наработка на отказ: не менее 5*103 часов.

13. Масса – 6,5 кг.

В данном тюнере спутникового телевидения применяетсясенсорное управление с ручной настройкой на соответствующем канале. Перестройкапроизводится с помощью подстроечных резисторов. Все это приводит к ограничениюколичества запоминаемых программ до восьми. Подача сигналов управления востальные блоки тюнера осуществляется нажатием соответствующих кнопок напередней панели тюнера. Устройство управления выполнено по аналоговойэлементной базе.

Все это приводит к ряду неудобств при техническойэксплуатации тюнера данной модели. Большинства недостатков можно избежать прииспользовании в качестве основного элемента устройства управления процессора,который будет управлять деятельностью всей схемы управления.

Применение процессора в качестве основного элементауправляющей схемы приведет:

1. К увлечению количества принимаемыхканалов с 8 до 99 и их запоминанию.

2. К увеличению быстродействияперестройки частоты от fminдо fmax.Скорость перестройки зависит от fтактпроцессора.

3. К увеличению точности настройки сострого определенным шагом.

4. К увеличению количествапринимаемых сигналов звукового сопровождения.

5. К дополнительным удобствам приэксплуатации тюнера – наличие дистанционного управления, вывод сведений наэкран о реальном времени, программирование времени включения тюнера.

6. К уменьшению масса — габаритныхразмеров.

2.2 Разработка конструкции блока.

Блок является основнымэлементом при проектировании РЭА. Он объединяет печатные узлы и другиеэлементы. Разработку конструкции блока можно производить исходя из базовыхнесущих конструкций. Но в некоторых случаях, например при проектировании бытовойаппаратуры, целесообразно разрабатывать оригинальную несущую конструкцию. Этопозволяет повысить коэффициент заполнения объема, уменьшить массу и габаритныеразмеры изделия.

Каркас блока выполнен изалюминия АД-1 толщиной 1 мм. Кожух блока, из-за требований, предъявляемых кпрочностным характеристикам конструкции, выполнен из стального листа марки СТ10толщиной 1 мм. Передняя панель выполнена также из стального листа марки СТ10толщиной 1 мм.

Так как стальной кожух не стоекк коррозии, применено покрытие из анилинового красителя черного цвета, чтообеспечивает необходимую антикоррозийную стойкость при эксплуатации и хранении.

Для пайкиприменяют припой ПОС – 61.

Габаритные размеры блока вдлину и ширину соответственно: 505 мм и 300 мм.

Данные размеры определяютсясуммарными габаритными размерами плат и зазорами между ними. Высотаопределяется высотой трансформатора и шириной платы индикации и составляет 55мм.

2.3. Выбор иопределение типа платы, ее технологии изготовления, класса точности, габаритныхразмеров, материала, толщины, шага координатной сетки.

1. Поконструкции печатные платы с жестким и гибким основанием делятся на типы:

- односторонние

- двусторонние

- многослойные

Для данного изделия необходимоиспользовать двустороннюю печатную плату с металлизированными монтажными ипереходными отверстиями. Несмотря на высокую стоимость, ДПП сметаллизированными отверстиями характеризуются высокими коммутационнымисвойствами, повышенной прочностью соединения вывода навесного элемента спроводящим рисунком платы и позволяет уменьшить габаритные размеры платы засчет плотного монтажа навесных элементов.

Для изготовления печатной платыв соответствии с ОСТ 4.010.022 и исходя из особенностей производства выбираемкомбинированный позитивный метод.

2. В соответствиис ГОСТ 2.3751-86 для данного изделия необходимо выбрать четвертый классточности печатной платы.

3. Габаритныеразмеры печатных плат должны соответствовать ГОСТ 10317-79. Для ДППмаксимальные размеры могут быть 400 х 400 мм. Габаритные размеры даннойпечатной платы удовлетворяют требованиям данного ГОСТа.

4. Всоответствии с требованиями ОСТ 4.077.000 выбираем материал для платы наосновании стеклоткани – стеклотекстолит СФ-2-50-1,5 ГОСТ 10316-78. Толщина1,5 мм.

5. Всоответствии с ГОСТ 2.414078 и исходя из особенностей схемы, выбираем шагкоординатной сетки 1,25 мм.

6. Способполучения рисунка – фотохимический.

2.4.Конструкторский расчет элементов печатной платы.

1. Шагкоординатной сетки – 1,25 мм.

2. Определяемминимальную ширину печатного проводника по постоянному току:

вmin1=/>, где

Imax=30 мА t=0,02 мм jдоп=75А/мм2

3. Определяемминимальную ширину проводника исходя из допустимого падения напряжения на нем:

вmin2=/>, где

Uдоп/>12 В*0,05=0,6 В l=0,5м r=0,0175 [/>]

вmin2=/>=0,022 мм.

4. Номинальноезначение диаметров монтажных отверстий:

d=dэ+êbdноê+Г, Ddно=0,1 мм, Г=0,3 мм.

а) для микросхем

dэ=0,5 мм d=0,9 мм

б) для резисторов

dэ=0,5 мм d=0,9 мм

в) для диодов и стабилитронов

dэ=0,5 мм d=0,9 мм

г) для транзисторов

dэ=0,5 мм d=0,9 мм

д) для конденсаторов

dэ=0,5 мм d=0,9 мм

е) для разъема

dэ=1 мм d=1,4 мм

5. Рассчитанныезначения сводятся к предпочтительному ряду размеров монтажных отверстий:

0,7; 0,9; 1,1; 1,3;1,5 мм.

Номинальное значение диаметров монтажных отверстий дляразъема: d=1,5 мм.

6. Минимальноезначение диаметра металлизированного отверстия:

dmin/>Hплg, где Нпл=1,5 мм – толщина платы;g=0,25

dmin/>1,5*0,25=0,5 мм

7. Диаметрконтактной площадки:

D=d+Ddво+2вm+Dвво+(d2d+d2p+Dв2но)1/2

Ddво=0,5 мм; вm=0,025 мм Dвво=Dвно=0,05 мм

dр=0,05мм; dd=0,05мм

Ddво+2вm+Dвво+(d2d+d2p+Dв2но)1/2=0,05+0,05+0,05+(3*25*10-4)1/2=0,24

d=0,7мм D=0,95 мм

d=0,9мм D=1,15 мм

d=1,5мм D=1,75 мм

8. Определениеноминальной ширины проводника:

в=вMD+êDвНОê, где

вMD=0,15 мм; DвНО=0,05 мм

в=0,15+0,05=0,2 мм

9. Расчет зазора между проводниками:

S=SMD+DвВО, где

DвВО=0,05 мм; SMD=0,15 мм

S=0,15+0,05=0,2мм

10. Расчет минимального расстояния для прокладки 2-х проводников междуотверстиями с контактными площадками диаметрами D1 и D2.

l=/>+вn+S(n+1)+dl, где

n=2;dl=0,03 мм

l=1,05+0,4+0,6+0,03=2,1 мм.

2.5. Расчетпараметров проводящего рисунка с учетом технологических погрешностей получениязащитного рисунка.

1. Минимальныйдиаметр контактной площадки:

Dmin=D1min+1,5hф+0,03

D1min=2(вм+/>+dd+dp)

dmax1=0,9 мм

D1min=2(0,025+0,45+0,05+0,05)=1,15мм

Dmin1=1,15+0,6=1,21

dmax2=1,5 мм

Dmin2=1,81 мм

2. Максимальныйдиаметр контактной площадки:

Dmax=Dmin+(0,02…0,06)

Dmax1=1,21+0,02=1,23 мм

Dmax2=1,81+0,02=1,83 мм

3. Минимальнаяширина проводника:

вmin=в1min+1,5hф+0,03, где

в1min=0,15 мм

вmin=0,15+0,6=0,21

4. Максимальнаяширина проводника:

вmax=вmin+(0,02…0,06)

вmax=0,23 мм

5. Минимальная ширина линии на фотошаблоне:

вмmin=вmin-(0,02…0,06)

вмmin=0,21-0,02=0,19 мм

6. Максимальная ширина линии на фотошаблоне:

вмmax=вmin+(0,02…0,06)

вмmax=0,21+0,06=0,27 мм

7. Минимальноерасстояние между проводником и контактной площадкой:

S1min=L0-[Dmax/2+dp+вmax/2+dl]

L0=1,25 мм

S1min=1,25-0,615-0,05-0.115-0,03=0,44мм

8. Минимальноерасстояние между двумя контактными площадками:

S2min=L0-(Dmax+2dp)

L0=1,25 мм+0,3 мм=1,55мм

S2min=1,25-1,23-2*0,05+0,03=0,20мм

9. Минимальноерасстояние между проводником и контактной площадкой на фотоблоке:

S3min=L0-(Bmax+2dl)

L0=1,25 мм

S3min=1,25-0,575-0,05-0,135-0,03=0,46мм

10. Минимальное расстояние между проводником и контактнойплощадкой на фотоблоке:

S4min=L0-(Dмmax/2+dp+вмmax/2+dl)

L0=1,25 мм

S4min=1,25-0,575-0,05-0,135-0,03=0,46мм

11. Минимальное расстояние между двумя контактными площадками на фотоблоке:

S5min=L0-(Dмmax+2dp)

L0=1,55 мм

S5min=1,55-1,25-0,1=0,2 мм

12. Минимальное расстояние между двумя проводниками на фотоблоке:

S6min=L0-(вмmax+2dl)

L0=1,25 мм

S6min=1,25-0,27-0,06=0,92 мм

2.6. Расчетпроводников по постоянному току.

Наиболее важными электрическимисвойствами печатных плат по постоянному току является нагрузочная способностьпроводников по току и сопротивление изоляции.

Практически сечение проводникарассчитывается по допустимому падению напряжения Uпна проводнике:

1. Uп=/> вп=0,23мм hф=0,02 мм

l=0,5 м r=0,0175 /> I=30 мА

Uп=/>=57 мВ

Uп<Uзпу=0,4¸0,5 В

2. Расчетсечения печатного проводника сигнальной цепи:

Sc ³ />=/>=6,6*10-4 мм

3. Расчетсечения печатного проводника шины питания и земли:

Sпз ³ />=/>=21,88*10-4 мм2

4. Поверхностноесопротивление изоляции:

RS=/> l3=0,96мм l=0,5 м

rS=5*1010 Ом

RS=/>=9,6*107 Ом

5. Объемноесопротивление изоляции:

RV=/> rV=5*109 Ом*м

Sп=вп2=4,41*10-2 мм2 hпп=1,5 мм

RV=/>=1,7*1014 Ом

6. Сопротивлениеизоляции:

RU=/>=/>=9,6*107 Ом

7. RU>103Rвх, где Rвх=/>=10 кОм.

2.7. Расчетпроводников по переменному току.

1. Падениеимпульсного напряжения на длине проводника в l cм.

UL=Lпо/> Lпо=1,8 />; DI=6 мА; tU=5 нс

UL=1,8 />=2,16/>

2. Максимальная длина проводника:

lmax</>=/>=185 cм

3. Задержкасигнала при передаче по линии связи:

tз =/>=/> e=5; m=1; t0=0,33нс/м

l=0,5 м

tз=0,5*0,33/>=0,37нс

4. Взаимнаяиндуктивность и емкость двух проводников:

/>/>/> lз впр

/>/>/> C11=0,09(1+e)lg(1+2впр/lз+впр2/lз2)=

0,09(1+5)lg(1+2/>+(/>)2)=0,1пФ/см

С1=С11l=0,3*50=5 пФ

М11=2(ln/>-1)=2(ln/>-1)=6,86 мГн/см

М1=М11l=6,86*0,5=3,43 мГн

/>/>/>/> C21=/>

x=/>; f(x)=2arctg/>+/>ln(4x2+1)

x=/>=13,04 f(x)=5,13

C21=/>=0,047 пФ/см

С2=С12*l=2,35 пФ

М21=2/>=10,44мГн/см

М2=М21*l=5,22 мГн

/>/> С31=0,17e/>

С31=0,17*5/>=0,72 пФ/см

С3=С31*l=36 пФ

/>/>/> С41=0,2e/>

С41=1+/>=1,31пФ/см

С4=С41*l=68 пФ

5. Междурядом расположенными проводниками существует электрическая связь черезсопротивление изоляции RU, взаимную емкостьС и индуктивность М, которая приводит к появлению на пассивной линии связинапряжения перекрестной помехи от активной линии. Надежная работа цифровыхэлектронных схем будет обеспечена, если напряжение помехи не превыситпомехоустойчивости логических схем

U=URU+UC+UL<UЗПУ

В состоянии лог. «1» помеха слабо влияет на срабатываниелогического элемента, поэтому рассмотрим случай, когда на входе микросхемы лог.«0». При этом:

Uвх0=0,4 В Uвых0=0,4 В f=5*105Гц

Iвх0=0,1 мА Iвых04 мА Е0=2 В

Rвх0=4 кОм Rвых0=100 Ом

U=/>=

=/>=

=0,49*10-3ê6,2-j269,3ê=0,13 В<0,4 В

2.8. Оценка вибропрочности и ударопрочности.

1. Оценка собственных частотколебаний платы:

f0=/>*/>

М=Мп+mрэ=авhr+mрэ=215*120*1,5*10-6+0,28=0,4 кг

Кa=К(a+b/>)1/2

К=22,37 a=1 b=g=0 Кa=22,37

D=/>

f0=/> Гц

2. Оценка коэффициента передачи поускорению:

g(х, у)=/>

а(х, у) и ао – величинывиброускорений в точке (х, у) и опорной соответственно:

g(х, у)=/>

e=/>=/>=6,37*10-3

h=/>=/>=0,42 K1(x)=K1(y)=1,35 из графика

g(х, у)=1,39

а(х, у)=а0g(х, у)=8g*1,39=11,13g

Оценка амплитуды виброперемещения.

1. SB(x,y)=x0g(x,y)

x0=/>=/>мм

SB=1,21*1,39=1,68 мм

2. Определим максимальный прогибпечатной платы:

dВ=|SB(x,y)-x0|=0,47 мм

Вывод:адоп=15g>a(x,y)=11,13g

0,003в=0,54 мм>dB=0,47 мм

Расчет ударопрочности.

1. Частота ударного импульса:

w=/> t=10-3 c w=3140

2. Коэффициент передачи при ударе:

Ку=2sin/>=2sin/>=0,45

/>=6,95 – коэффициентрасстройки

3. Ударное ускорение:

ау=Ну*Ку=15g*0,45=6,72g

4. Ударное перемещение:

/>мм

Вывод: адоп=35g>ay=6,72g

0,003в=0,54 мм>Zmax=0,15мм

5. Частным случаем ударноговоздействия является удар при падении прибора. Относительная скоростьсоударения:

V0=Vy+V0T

Vy=/> H=0,1м

V0T=Vy*KCB=1,41*0,68=20,97 м/с

V0=1,41+0,97=2.38 м/с

Действующее на прибор ускорение:

ап=2pV0f0=6,28*2,38*71,9=109g

aдоп=150g>aп=109g

2.9. Расчеттеплового режима.

Размерынагретой зоны:

l31=180 мм; l32=215 мм; l33=15мм

Размерыблока:

ld1=220мм; ld2=255мм; ld3=55мм

1. Площадь блока.

Sd=2(ld1ld2+(ld1+ld2)ld3)=2(0,22*0,255+(0,22+0,255)0,055)=0,16м2

2. Поверхность нагретой зоны:

SH3=2(l31l32+(l31+l32)l33)=2(0,18*0,215+(0,18+0,215)0,015)=0,09 м2

3. Удельная мощность, рассеиваемаяблоком:

qd=/>=93,75 Вт/м2

4. Удельная мощность, рассеиваемаязоной:

qH3=/> Вт/м2

5. Перегрев блока и нагретой зоныотносительно окружающей среды:

/> DТ,°С

/> <td/>

/>/> DТ1=10°С — qd

/> DT2=15°C — qНЗ

/> /> /> /> /> /> /> /> <td/> />

50 100 150 200 250 qd,qНЗ Вт/м2

6. Площадь вентиляции:

SBO=Sd*0,2=0,16*0,2=0,032м2

7. Коэффициент перфорации:

КПФ=/>

8. Коэффициент, учитывающий перегревпри наличии вентиляционных отверстий:

Кm=У(КПФ)

0,9

0,8

0,7

0,6

0,5

/>Km/> /> /> /> /> /> /> /> /> />

/> Km=0,5

/> /> /> /> /> /> /> /> /> /> />

0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 КПФ

9. Перегрев поверхности блока сучетом перфорации:

DТd=0,93*КmDТ1=0,93*0,5*10=4,65°С

10. Перегрев нагретой зоны с учетомперфорации:

DТНЗ=КmDТ2=0,5*15=7,5°С

11. Перегрев воздуха в блоке:

DТСП=0,6DТНЗ=0,6*7,5=4,5°С

12. Удельная мощность, рассеиваемаякомпонентом:

qK=/>=/>=2555,4 Вт/м2

13. Перегрев поверхности компонента:

DТК=DТНЗ(0,75+0,25/>)=7,5(0,75+0,25/>)=34,4°С

14. Перегрев воздуха над компонентом:

DТСК=DТСП(0,75+0,25/>)=20,61°С

15. Температура блока:

Тd=ТОС+DТd=25+4,65=29,65°С

16. Температура нагретой зоны:

ТНЗ= ТОС+DТНЗ=25+7,5=32,5°С

17. Температура воздуха в нагретойзоне:

ТСП= ТОС+DТСП=25+4,5=29,5°С

18. Температура компонента:

ТК= ТОС+DТК=25+34,4=59,4°С

19. Температура окружающей компонентсреды:

ТСК= ТОС+DТСК=25+20,61=45,61°С

Тдоп=70°С>ТК=59,4°С

В данном блоке не нужна принудительная вентиляция, т.к.естественные условия допускают температурный режим.

2.10.Расчет качества.

Расчет качества будем производить по следующимпоказателям:

1. Назначения.

2. Надежности.

3. Технологичности.

4. Эргономико-эстетическим.

Назначение Б Д

gi mi

Масса, кг

Объем, дм3

Мощность, Вт

Уровень миниатюризации

6,5

15,7

5,4

8,3

1,2

1,9

1,25

0,3

0,2

0,36

0,57

0,25

0,4

Q=/>=1,58,Q2=qimi

2) Основным показателем надежностиявляется среднее время наработки на отказ:

ТсрБ=20*103ч ТсрД=29*103 ч

qi=/>1,8 m2=1

Технологичность Б Д

gi mi

Коэффициент автоматизации и механизации монтажа

Коэффициент подготовки ЭРЭ к монтажу

Коэффициент повторяемости ЭРЭ

Коэффициент применяемости

0,81

0,35

0,49

0,9

0,92

0,55

0,56

0,86

1,13

1,57

1,14

1,04

0,3

0,2

0,34

0,47

0,23

0,21

Q=1,25

4) Эргономико-эстетические.

Оценку будем вести по пятибальной шкале.

Б Д g m Gm 3 5 1,67 1 1,67

В данном случае учитывается более оригинальный вид,удобства в эксплуатации, увеличение количества принимаемых каналов.

Оценим комплексный показатель качества:

Qкомпл=1,58*0,3+1,8*0,2+1,25*0,2+1,67*0,3=0,474+0,36+0,25+0,501=

=1,587

2.11 Расчетнадежности.

1. Интенсивностьотказов элементов в зависимости от условий эксплуатации изделия

l2=l02K1K2K3 К4Q2(T,KH)

l02 – номинальная интенсивность отказов

K1 и K2 – поправочные коэффициенты взависимости от воздействия механических факторов. Для стационарной аппаратуры K1=1,04; K2=1,03.

К3 – поправочный коэффициент в зависимости отвоздействия влажности и температуры. Для влажности 60¸70 % т Т=20¸40°С К3=1.

К4 – поправочный коэффициент в зависимости отдавления воздуха К4=1,14.

K1K2K3К4=1,22

Q2(КН, Т) – поправочный коэффициент взависимости от температуры поверхности элемента и коэффициента нагрузки.Определяется по графикам: Парфенов “Проектирование конструкций РЭА” стр. 176.

Микросхемы: КSQ2=1,22*0,5=0,61

Резисторы: КSQ2=1,22*0,53=0,65

Конденсаторы: КSQ2=1,22*0,2=0.24

Диоды: КSQ2=1,22*0,5=0,61

Транзисторы: КSQ2=1,22*0.48=0,59

Резонаторы: КSQ2=1,22*0.1=0,122

lМС=0,013*10-6*0,61=7,9*10-9 1/ч

lR=0,043*10-6*0,65=2,78*10-8 1/ч

lC=0,075*10-6*0,24=1,83*10-8 1/ч

lCЭ=0,035*10-6*0,24=8,5*10-9 1/ч

lКВ=0,1*10-3*0,122=12*10-6 1/ч

lVD=0,2*10-6*0,61=12,2*10-8 1/ч

lVT=0,84*10-6*0,59=4,9*10-7 1/ч

lпайки=0,01*10-6*1,22=12*10-9 1/ч

lплаты=0,7*10-6*1,22=0,85*10-6 1/ч

LМС=7,9*10-9*23=1.8*10-7 1/ч

LR=2,87*10-836=10-6 1/ч

LC=1,83*10-8*23=4,2*10-7 1/ч

LCЭ=8,5*10-9*4=34*10-9 1/ч

LVD=1,22*10-7*6=7,3*10-7 1/ч

LVT=4,9*10-7 1/ч

LКВ=12*10-6*2=24*10-6 1/ч

LПЛ=0,85*10-6 1/ч

Lпайки=60*10-7 1/ч

2. Интенсивностьотказов узла:

L1=/>=1,8*10-7+10-6+4,2*10-7+3,4*10-8+24*10-6+0,85*10-6+ +6*10-6+7,3*10-7+4,9*10-7=33,704*10-6 1/ч

3. Вероятностьбезотказной работы для системы без резервирования равна:

Р(tp)=exp(-L1tp)=exp(-33,7*3*10-3)=0,91

Зададим tp=3000ч

4. Среднее время наработки до отказа:

Т=/>=29670,1ч

ТЕХНИКО-

ЭКОНОМИЧЕСКИЙ

РАЗДЕЛ

3.1.Предисловие.

Любое техническое решение можетбыть признано эффективным и принято к внедрению лишь после того, как будетдоказана его техническая прогрессивность и экономическая целесообразность.Поэтому экономическое обоснование технических решений является обязательнойсоставной частью дипломного проекта.

В дипломных проектахконструкторского направления должны быть отражены следующие технико-экономическиевопросы:

1. Технико-экономическоеобоснование темы проекта.

2. Выборизделия прототипа.

3. Технико-экономическийанализ схемных и конструкторских решений.

4. Расчетсебестоимости и цены проектируемого изделия.

5. Расчетэксплуатационных расходов.

6. Общиевыводы об экономической эффективности спроектируемого изделия.

В дальнейшем будем пользоватьсяметодикой Р.Л. Корчагиной, которая изложена в учебном пособии по дипломномупроектированию. «Технико-экономические обоснования при разработкерадиоэлектронных приборов и устройств».

3.2. Расчетсебестоимости устройства управления.

Расчет себестоимости устройстваможно осуществить с помощью расчетно-аналитического метода. Его сущностьсводится к тому, что прямые затраты на единицу продукции определяются путемнормативного расчета себестоимости проектируемого устройства по статьямкалькуляции. По существующей классификации затрат принят следующий составстатей калькуляции:

1. Сырье иматериалы.

2. Возвратныеотходы.

3. Покупныекомплектующие изделия.

4. Основнаязаработная плата производственных рабочих.

5. Дополнительнаязаработная плата производственных рабочих.

6. Отчисленияна социальные нужды с заработной платы производственных рабочих.

7. Расходы наподготовку и освоение производства.

8. Износинструментов и приспособлений целевого назначения и социальные расходы.

9. Расходы насодержание и эксплуатацию оборудования.

10. Цеховые расходы.

11. Общезаводские расходы.

12. Прочие производственные расходы.

13. Внепроизводственные расходы.

Примечание: в таблицах будут использованы оптовыезакупочные цены и тарифные ставки на 1.1.88 г., измененные с учетомкоэффициентов: для материалов коэффициент увеличения 10000 раз, длякомплектующих изделий К=5000; тарифные ставки – К=3000.

1. Сырье иматериалы.

Эта статья включает в себязатраты на основные материалы, расходуемые в нашем случае на изготовлениепечатного узла.

Таблица расходаматериалов в расчете на 1 печатную плату:

Наименование материалов Марка или типоразмер ГОСТ, ТУ

ед.

изм

Норма расх. на 1 изд. Цена на ед. измер. Стоимость материалов, руб. № прейскуранта

Стеклотекстолит

Припой

Флюс

Лак

Спирт

Хлористое железо

СФ-2-50

ГОСТ 10316-78

ПОС-61

ГОСТ 21930-76

ФКС Н0064-63

УР-231

ТУ-6-10-863-76

Марки А

ГОСТ 19299-71

ГОСТ 9640-75

кг

0,15

0,06

0,005

0,015

0,025

0,05

42000

137100

32400

11700

3540

900

6300

8226

162

175

15-10

02-07

05-01

05-04

05-06

05-01

Итого: 15000

В калькуляцию включается стоимость материалов с учетомтранспортно-заготовительных расходов.

Получаем 15000*0,03=450рублей.

Итого 15000+450=15450 рублей.

2. Возвратныеотходы.

Считаем, что они составляют 1% от стоимости материалов.

15450*0,01=155 рублей.

3. Покупныекомплектующие изделия, полуфабрикаты и услуги кооперирующихся предприятий.

Эта статья включает в себязатраты на приобретенные готовые изделия и полуфабрикаты.

Составим таблицу для расчетастоимости покупных комплектующих изделий.

Наименование Обозначение Норма расхо-да на издел. Цена за единицу, руб.

Сумма на изделие,

руб.

Номер прейску-ранта

1. Микросхема

2. Микросхема

3. Микросхема

4. Микросхема

5. Микросхема

6. Микросхема

7. Микросхема

8. Микросхема

9. Микросхема

10. Микросхема

11. Микросхема

12. Микросхема

13. Микросхема

14. Микросхема

15. Микросхема

16. Микросхема

17. Генератор

18. Генератор

19. Конденсатор

20. Конденсатор

21. Резистор

22. Транзистор

23. Стабилитрон

24. Стабилитрон

25. Стабилитрон

26. Диод

27. Розетка

28. Розетка

КР14ОУД8

КР1821ВМ85

КР1533ТЛ2

КР1533АГ3

КР1533ИР22

КР1533АП6

КР1533ЛЛ1

КР1533ЛН1

КР573РФ4

КР561КТ3

КР1533ИР23

КР580ВВ55

КР537РУ10

КР1533ИД7

КР572ПА1

КР512ВИ1

ГК-12-1МГц

ГК-16-32кГц

КМ-6

К50-35

МЛТ-0,125

КТ3102Б

КС162

КС191Ж

КС139А

КД522В

РС-24-75

ГРПМ1-61

2750

50000

2000

2500

10000

3750

4500

2250

23000

3250

10000

15000

12000

25500

4500

47500

8750

7500

600

750

500

950

600

650

500

700

1000

21000

8250

50000

2000

2500

10000

7500

4500

2250

23000

3250

30000

15000

12000

25500

13500

47500

8750

7500

13800

3000

18000

950

600

650

500

2100

1000

21000

36-01

36-04

36-05

36-06

Итого: 335100рублей

Транспортно-заготовительные расходы составляют 5% от общейстоимости комплектующих изделий:

335100*0,05=16755 рублей

Итого:335100+16755=351855 рублей

4. Основнаязаработная плата производственных рабочих.

Эта статья включает в себяосновную заработную плату как производственных рабочих, так и ИТР, и другихкатегорий работников за работу, непосредственно связанную с изготовлениемпродукции.

Основная заработная платаопределяется прямым путем по формуле:

З0=Зт+Зп,где

Зт – заработная плата по тарифу

Зп – доплаты по сдельно- иповременно-премиальным системам (20%).

Зт=/>, где

t2 – трудоемкость по 2-му виду работ

Т2 – тарифная ставка по 2-му виду работ

n – количество видов работ(операций)

Определимтрудоемкость сборочно-монтажных работ.

Вид операции Название ЭРЭ Кол-во

Сечение выводовмм2

Кол-во выво-дов

tшт на 1 ЭРЭ полное время

Монтаж ЭРЭ на плате

Резисторы

МЛТ-0,125

Диоды

КД-522В

Стабилитроны

КС162, КС191Ж,

КС139А

Конденсаторы

КМ6, К50-35

Микросхемы

КР1821ВМ85

КР580ВВ55А

КР573РФ4

КР512ВИ1

КР537РУ10

КР1533ИР22

КР1533ИР23

КР1533АП6

КР572ПА1

КР1533ИД7

КР1533АГ3

КР1533ЛЛ1

КР1533ЛН1

КР1533ТЛ2

КР561КТ3

КР140УД8

Генераторы

кварцевые

Транзистор

КТ3102Б

Розетка

соединения

До 0,5

До 1,0

До 0,5

0,56/20,16

0,56/1,68

0,56/5,12

9,2/18,4

6,44/6,44

5,52/11,04

4,6/27/6

3,68/18,4

3,22/12,88

1,97/5,91

0,81/3,24

0,81/0,81

6,44/6,44

Итого: 149,8мин

Покрытие лаком в 1 слой – 7,5 мин

Установка и крепление скоб

(4 ист.) на плате – 0,5*4=2мин

Сборка разъемов – 16 мин

Итого общее время сборочно-монтажных работ:

149,8+7,5+2+16=173,3 мин=2ч 53 мин»3 часа

Укрупненный расчеттрудоемкости по видам работ:

Виды работ Процентное соотношение Трудоемкость по нормативам, норма-ч Трудоемкость, расчитанная по % соотношению н-ч

Штамповочная

Сверлильная

Фотохимическая

Сборочно-монтажная

Регулировочная

0,23

0,092

3,00

1,06

Итого: 100 4,61

Расчет основнойзаработной платы производственных рабочих:

Виды работ Трудоёмкость в н-ч Средний разряд работ Тарифная ставка за 1 час, руб Заработная плата, руб

Штамповочная

Сверлильная

Фотохимическая

Сборочно-монтажная

Регулировочная

0,23

0,092

3,00

1,06

2475

2673

2376

3201

570

630

220

9600

3390

Итого зарплата по тарифу 14410 руб

доплаты 2880 руб

Итого основная заработная плата — 17290руб

5. Дополнительнаязаработная плата производственных рабочих включает в себя выплаты,предусмотренные законодательством о труде или коллективным договором.

Дополнительная заработная платаустанавливается в пределах 8¸10%от основной и составляет:

17290*0,1=1729 руб

6. Отчисленияна социальные нужды составляют 39 % от суммы основной и дополнительнойзаработной платы.

(17290+1729)*0,39=7420 руб

7. Расходы на подготовку и освоение производства рассчитываются в процентахот основной заработной платы производственных рабочих 40¸60 %.

17290*0,5=8645 руб

8. Расходы наизнос инструмента и приспособлений целевого назначения и специальные расходы.

Для серийного производства,специализированного на выпуске данной продукции, эти расходы составляют 26 % отосновной заработной платы производственных рабочих.

17290*0,26=4495 руб

9. Расходы насодержание и эксплуатацию оборудования составляют 40 % от основной заработнойплаты производственных рабочих:

17290*0,40=6915 руб

10. Цеховые расходы для производства телевизионной техники: a=110 %.

17290*1,1=18935 руб

11. Общезаводские расходы — b=50 %от основной заработной платы производственных рабочих.

17290*0,5=8645 руб

12. Прочие производственные расходы составляют 38 % от ОЗП производственныхрабочих.

17290*0,38=6570 руб

13. Внепроизводственные расходы g=3 %от ОЗП производственных рабочих.

455102*0,03=13653 руб

Все расчеты сведемв таблицу:

№ Наименование статей калькуляции Затраты руб % к итогу 100 %

1. Сырье и материалы

2. Возвратные отходы

3. Покупные изделия

4. Основная заработная плата

5. Дополнительная заработная плата

6. Отчисления на социальные нужды

7. Расходы на подготовку и освоение производства

8. Износ инструментов

9. Расходы на содержание и эксплуатацию оборудования

10. Цеховые расходы

11. Общезаводские расходы

12. Прочие производственные расходы

Итого производственная себестоимость:

13.Внепроизводственные расходы

15450

155

351855

17290

1729

7420

8645

4495

6915

18935

8645

6570

455102

13653

0,034

0,0003

0,77

0,038

0,037

0,016

0,019

0,01

0,015

0,057

0,019

0,014

0,998

0,002

Итого полная себестоимость: 455620руб

3.3.Расчет оптовой цены изделия и сопоставительный анализ с базовым изделием.

В качестве базового вариантавыбрано устройство управления тюнером предыдущей модели, который выпущен впродажу ПО «Квант». Оптовая цена данного тюнера равна 1750000рублей.

Для определения себестоимоститюнера новой модели будем использовать метод коэффициентов приведения. Прирасчете необходимо учитывать, что корпус поступает на участок сборки в ужесобранном виде.

СU=K0/>,где

Сd — себестоимость базового блока (печатного узла)

Кпрi –коэффициент приведения по i-му блоку

n – количество блоков в изделии

К0– коэффициент, учитывающий затраты на общуюсборку, компоновку, регулировку. К0=1,1

n=4 Кпр1=1 Кпр2=1 Кпр3=1,5 Кпр4=0,5

Сd=455600рублей

Скорп=0,2 Сd

Сu=1,1*4,2*Сd=2104872 руб

Оптовая цена с учетом рентабельности, равной 0,5

Цоп=Сu(1+0,5)=3157000 рублей

Для сравнения базовой модели сразрабатываемой необходимо их привести к сопоставимому виду.

Для выполнения аналогичныхфункций необходимо использовать как минимум 4 тюнера старой модели, значит

ЦопS=1750000*4=7000000рублей.

3.4. Расчет годовыхэксплуатационных расходов.

1. Попроектируемому варианту эксплуатационные расходы – расходы, связанные сэксплуатацией изделия.

а) Заработная плата обслуживающего персонала:

ИТР: Сз=[4КзFпТи(1+Kп)](1+Кс)

4 – численность инженерно-технических работников по нормамобслуживания

Кз – коэффициент занятости персоналаобслуживанием данного прибора

Кз=0,1 прибор составляет 0,1 часть от всейаппаратуры комплекса

Fп – планируемыйгодовой фонд работы устройства Fп=1840 часов

Ти – часовая заработнаяплата инженера

Ти =/>=1700 рублей

Кс – коэффициент, учитывающий отчисления насоциальные нужды

Кс=0,39

Кп – коэффициент, учитывающий размер премии Кп=0,2

Сз=[1*0,1*1840* 1700(1+0,2)](1+0,39)=522000 руб

б) Расчет годовой суммы затрат на капитальный ремонт:

Ск=/> Фd — балансовая стоимость прибора, руб

Фd=Ц0(1+Кдм) Кдм=0,1

Фd=3157000(1+0,1)=3472700 рублей

Нр – нормазатрат на капитальный ремонт, % Нр=1,8

Ск=/>=62500 рублей

в) Затраты на текущий ремонт – составляют 3¸5 % от балансовой стоимости прибора.

Ср= Фd*0,05=173635руб

г) Расходы на электроэнергию:

Сэ=МFпСквт-ч М– мощность прибора, кВт

Fп=1840 ч М=40*10-3 кВт

СкВт-ч – стоимость 1 кВт ч энергии СкВт-ч=500руб

Сэ=40*10-3*1840*500=36800рублей

По проектируемому изделию эксплуатационные расходысоставляют:

Ц1=522000+62500+173635+36800=795000рублей

2. Побазовому варианту.

а) заработная плата обслуживающего персонала С3=522000руб

б) расчет годовой суммы затрат на капитальный ремонт:

Ск=/> Фd=Ц0(1+0,1)

Фd=7000000(1+0,1)=7700000рублей

Нр=1,8 Ск=138600рублей

в) затраты на текущий ремонт

Ср= Фd*0,05=385000рублей

г) расходы на электроэнергию

Сэ=МFпСкВт-ч М=50*10-3кВт Fп=1840часов

Сэ=46000 рублей СкВт-ч=500руб

По базовому изделию эксплуатационные расходы составляют:

Ц2=522000+138600+385000+46000=1090000рублей

Разница между проектируемым и базовым приборами поэксплуатационным расходам составляет

Ц2-Ц1=1090000-795000=295000рублей

3.5. Расчетгодового экономического эффекта от внедрения спроектированного изделия.

Годовой экономический эффект отвнедрения спроектированного изделия представляет собой суммарную экономиюсредств, полученную как в сфере производства, так и в сфере эксплуатации.

Величина годовогоэкономического эффекта определяется:

Э=/>

З1 и З2 – приведенные затраты побазовому и спроектированному варианту.

Принимаются равными оптовой цене

З1=1750000 рублей, З2=3157000 рублей

/> - коэффициентприведения в сопоставляемый вид по срокам службы, р1 и р2– величины, обратные срокам службы р1=р2=/>

a=4; ЕН=0,15

А2 – годовой объём производства нового изделия

Ц11 и Ц21 –годовые эксплуатационные расходы потребителя при использовании базового испроектированного изделий.

Ц11-Ц21=295000рублей.

А2=20000

a — коэффициентприведения вариантов в сопоставленный вид по производительности.

Э=(1750000*4-3157000+/>)2000=9831454500 рублей.

Сводная таблицатехнико-экономических показателей базового и спроектированного изделий.

Показатели Единица измерения Варианты базовый проектир.

Эксплуатационно-технические:

1)элементная база

2)кол-во принимаемых каналов

3)наличие дистанционного управления

4)потребляемая мощность

5)наработка на отказ

6)масса

Экономические:

1)полная себестоимость

2)оптовая цена

3)эксплуатационные расходы

4)годовой экономический эффект (2000 шт.)

Вт

кг

руб

аналоговая

нет

5000

6,5

250

1750

1090

цифровая

есть

29670

455,62

3157

795

9831454

Базовое изделие выполнено нааналоговой элементной базе и приводит к ряду неудобств при техническойэксплуатации – сенсорное управление, 8 запоминаемых программ. Переход кцифровой элементной базе позволяет: увеличить количество принимаемых каналов до99, использовать дистанционное управление, уменьшить потребляемую мощность,уменьшить массу изделия. Себестоимость и оптовая цена увеличиваются, ноэксплуатационные расходы уменьшаются и мы имеем большой годовой экономическийэффект.

Р А З Д Е Л

О Х Р А Н Ы

Т Р У Д А

4.1. Обеспечениятребований охраны труда на операциях сборки устройства управления тюнером.

Основными ОВПФ данного техпроцесса сборкиустройства управления тюнером (как и любой другой бытовой радиоаппаратуры)является:

I. Наличие в воздухе рабочей зонывредных веществ (расплавленный припой и пары входящего в его состав свинца,других неорганических соединений, продукты горения и пары флюса, парытехнического этилового спирта и лаков).

II. Опасность поражения электрическимтоком.

III. Опасность возникновения пожара(вследствие применения в техпроцессе легковоспламеняющихся веществ: спирты,лаки, краски).

IV. Недостаточная освещенность рабочихмест сборщика или радиомонтажника.

1. Электромонтаж в данном техпроцессепроизводится припоем ПОС-61, содержащим 60% свинца. Свинец и его неорганическиесоединения по своему воздействию на организм человека относится к Iклассу опасности.

Предельно допустимая концентрация свинцаи его неорганических соединений равна 0,01 мг/м3. По характерувоздействия на организм человека свинец одновременно относится ко многимгруппам: общетоксичен, мутагенный, влияющий на репродуктивную функцию.

/>/>/>/>/>/>Пары и продукты горения флюса, пары этилового спирта илака относятся к общетоксичным, раздражающим веществам. Предельно допустимыеконцентрации этих веществ соответственно 550, 1000 и 400 мг/м3.Следовательно, для максимального снижения ОВПФ необходимо применение общейприточной вентиляции и местной вытяжной вентиляции на рабочих местах.

/>/>/>/> Зона дыхания

Пары

Рисунок 1.

2. Источником поражения электрическимтоком выступает электрооборудование, при прикосновении к металлическим частямкоторого может произойти поражение электрическим током высокого напряжения.Также поражение электрическим током может произойти при использованииинструмента и монтажных проводов с некачественной изоляцией.

Для устранения опасности электрического пораженияэлектрооборудование имеет клеммы для заземления.

3. При данном техпроцессе сборки(табл.4.1.) используются легковоспламеняющиеся вещества, поэтому в соответствиис ОНТП 24-86:

Категорияпомещения – Б (СНиП 02.09.02 – 85)

Степеньстойкости – IV (СниП 02.01.02 – 85)

Эвакуационныевыходы – 2

Средствапожаротушения — углекислотный

огнетушитель огнетушитель

химический ОУ-2-3-штуки

пенный– ОХП-200-2 штуки.

4. Экологические показатели отраженыв таблице 4.1.

Таблица 4.1.

№п/п

Наименование опера

ции

Тип обору

Дова

ния

ВИД ОВПФ

Сре

да заг

ряз

не

ния

ПДУpj

ПДКсс

ПДКмп

Мероприятия по нормализации

Ра

бо

чей зо

ны

среда загрязне

ния

Входной конт

роль

Комп

лект КИП

Электро

опас

ность

АТМОСФЕРА Вытяжная вентиляция, заземление, спецодежда ФИЛЬТР 2 Формовка выводов

Авто

мат для формовки выво

дов

Электро

опас

ность

3 Установка ЭРЭ и МС

Приспособле

ние для установки ЭРЭ и МС

Электро

опас

ность

4 Пайка Установка ПАП-300

Пары свинца пары флюса опас

ность теплового ожога

0,01

1000

0,0003

Удале

ние остатков флюса

Кисть Пары спирта пары бензина пары флюса

1000

100

1000

1,5

Провер

ка на функционирова

ние

Осцилограф С1-82

Электро

опас

ность

Лакиро

вание

Ванна с лаком

Пары лака опас

ность теплово

го ожога

50 0,1 0,1

4.2. Расчет местной вытяжной вентиляции.

Местная вытяжная вентиляция должнапрепятствовать попаданию ОВПФ в зону дыхания работающего (см. рисунок 1).

Скоростьвсасывания воздуха в рабочем объеме отсоса в зависимости от токсичностиудаляемых веществ составляет 0,5/>1,5 м/с.

Таккак свинец относится к I классу опасности, принимаем скорость всасываниявоздуха 1,5 м/с.

1) Ширина стола монтажника:

В=1,2 м

2) Верхний уровень паров:

h=(0,2/>0.25) В h=0,3 м

3) Ширина щели одностороннего отсоса:

b=/>=0,12 м

4) Скорость воздуха в щели:

V=1,5/>=1,5(20-15)=7,5 м/с.

/> -перепад температур

5) Объём воздуха, отсасываемого отстола монтажника:

Q=bhVк1к2/>3600 [м3/час]

К1 – коэффициент, учитывающий подтеканиевоздуха к щели; к1=1

К2 – поправочный коэффициент; к2=1/>2,5

Q=0,3/>0,12/>7,5/>1/>2,5/>3600 = 2430 м3/час

Приметим,что давление воздуха на выходе вентилятора Р=44 кг/м3.

6) Мощность на валу электродвигателя

N=PQ/3600/>/>B/>n

/>B– КПД вентилятора/>B=0,37

/>n – КПД передачи, зависящий от вида (принепосредственной посадке на вал электродвигателя); />n=1.

N=44/>2430/3600/>1/>0,37=0,08 кВт

7) Установочная мощностьэлектродвигателя:

Nу=к3N

К3 – коэффициент запаса по мощности; к3=1,5

Nу=1,5/>0,08=0,12кВт

Изтаблицы, приведенной в справочном пособии, выбираем электродвигатель 4АА56А4.

Характеристикивентилятора приведены в таблице 4.2.

Таблица 4.2.

№ Показатель Значение

Частота вращения, об/мин

Диаметр колеса, % от номинала

Мощность электродвигателя, кВт

Масса вентилятора с электродвигателем, кг

Габаритные размеры, мм

длина

ширина

высота

1370

100

0,12

480

400

570

4.3.Обеспечениепроизводства печатного узла в чрезвычайных ситуациях. Обеспечение устойчивостипроизводства изделий при нарушении поставок комплектующих элементов иматериалов.

Для обеспечения бесперебойного выпуска изделиянеобходимо прежде всего, обеспечить бесперебойное снабжение производства всемивидами комплектующих элементов и материалов, которые могут производиться насамом предприятии или получаться от предприятий поставщиков.

Втаблице 4.3. приведено распределение комплектующих элементов и материалов поместу изготовления и стандартизации. Из анализа данных, приведенных в даннойтаблице, можно сделать вывод о том, что производство устройства управлениятюнером в значительной степени зависит от регулярности поставок комплектующихизделий поставщиками и своевременного изготовления непоставляемых изделий насамом предприятии – изготовителе.

Обеспечитьбесперебойную работу производства при нарушении ритмичных поставоккомплектующих элементов и материалов можно путем создания резервных запасов.Величина этих запасов должна рассчитываться таким образом, чтобы за счетсозданного резерва комплектующих элементов и материалов можно было выпускатьданное изделие на предприятии изготовителе в течение одного месяца приустановленной программе выпуска данного изделия в год. Исходными данными длярасчета являются месячная программа выпуска изделия на данном предприятии, атакже норма расходов комплектующих элементов и материалов на изготовлениеодного изделия. Нормы запасов для обеспечения месячной программы выпускаустройства управления тюнером приведены в таблице 4.4.

Приневозможности создания указанных выше запасов или при их частичной ли полнойутрате, производство данного изделия на данном предприятии может бытьобеспечено за счет полной или частичной замены комплектующих элементов, на ихфункциональные аналоги, и материалов на аналогичные, которые можно применятьпри изготовлении данного изделия. Возможные замены комплектующих элементов иматериалов приведены в таблице 4.5. Как видно их таблицы, почти всекомплектующие элементы, приведенные в ней, имеют замены, которые не приводят кнарушению существующего технологического процесса изготовления устройствауправления и ухудшению параметров его работы.

Повышениеустойчивости может быть достигнута за счет изменения технологического процесса,которое заключается в его упрощении и заменой оборудования. Таблица 4.6.

Таблица 4.3.

«Распределениекомплектующих элементов устройства управления тюнером по месту изготовления истандартизации».

Наименование комплектующих элементов Стандартные Метиловые Изготовленные на заводе:

1. Плата печатная

2. Жгут

Поставляемые:

1. Микросхемы

КР140УД8

КР1821ВМ85

КР1533ТП2

КР1533АГ3

КР1533ИР22

КР1533АП6

КР1533ЛЛ1

КР573РФ4

КР561КТ3

КР1533ЛН1

КР1533ИР23

КР580ВВ55А

КР537РУ10

КР1533ИД7

КР572ПА1

КР512ВИ1

2.Резисторы

МЛТ-0,125

3.Конденсаторы

КМ-6

К50-35

4. Транзистор

КТ3106Б

5.Диоды

КД522В

6.Стабилитроны

КС 162

КС 191Ж

КС 139А

7.Генераторы кварцевые

ГК-12 1 мГц

ГК-16 32768 Гц

8.Разъём

ГРПМ-1-61

+
+
+

Таблица 4.4.

«Нормырасхода комплектующих элементов на одно изделие и месяц работы предприятия».

Наименование комплектующих элементов Нормы расхода, шт на 1 изделие на месяц Изготовленные на заводе:

1. Плата печатная

2. Жгут

Поставляемые:

2. Микросхемы

КР140УД8

КР1821ВМ85

КР1533ТП2

КР1533АГ3

КР1533ИР22

КР1533АП6

КР1533ЛЛ1

КР573РФ4

КР561КТ3

КР1533ЛН1

КР1533ИР23

КР580ВВ55А

КР537РУ10

КР1533ИД7

КР572ПА1

КР512ВИ1

2.Резисторы

МЛТ-0,125

3.Конденсаторы

КМ-6

К50-35

4. Транзистор

КТ3102Б

5.Диоды

КД522В

6.Стабилитроны

КС 162

КС 191Ж

КС 139А

7.Генераторы кварцевые

ГК-12 1 мГц

ГК-16 32768 Гц

8.Разъём

ГРПМ-1-61

144

/> /> /> />

Таблица 4.5.

«Возможнаязамена комплектующих элементов и материалов».

Наименование комплектующих элементов и материалов Возможные заменители

Материалы:

1.Стеклотекстолит

СФ-2-50

2.Флюс ФКТ

3.Припой ПОС 61

4.Провод МГШВ – 0,12

5. Спирт этиловый

6.Лак УР – 231

Элементы:

1.Микросхемы:

КР140УД8

КР1821ВМ85

КР573РФ4

КР561КТ3

КР580ВВ55А

КР537РУ10

КР572ПА1

КР512ВИ1

Серия 1533

2.Резисторы

МЛТ-0,125

3.Конденсаторы

КМ-6

К50-35

4. Транзистор

КТ3102Б

5.Диоды

КД522В

6.Стабилитроны

КС 162

КС 191Ж

КС 139А

7.Генераторы кварцевые

8.Разъём ГРПМ1 — 61

Гетинакс ГФ1, ГФ – 2

ФКС, ФК-10, ФКСП

Припой ПОС-40, ПОС-90

МГШВ-0,15

Бензин БР-1, А-72

Лак УР-200

КР140ОД1

КР580ВМ85, Intel 8085

КР573РФ6

К176КТ1

Не подлежит замене

КР572ПА2

Не подлежит замене

На серии 155, 133, 555

ОМЛТ-0,125

К53-14; К50-6

КМ-5

КТ315; любой из серии КТ3102 А, С, D…

КД521Д

КС405А

КС492А; Д814Б

КС139Д; КС439 А

Замене не подлежат

Любые, обеспечивающие необходимое количество контактов

Таблица 4.6.

«Заменаосновного технологического оборудования при упрощении технологическогопроцесса».

Операции Оборудование ТТП Простейшие замены

1.Входной контроль ЭРЭ

2.Обрезка и формовка выводов

3.Сушка печатных плат

4.Установка ЭРЭ

5.Пайка волной припоя

6.Удаление остатков флюса

7.Вырубка платы

8.Травление платы

9.Сверление отверстий

Стенд ПНХТ

Автомат ТГ-16

Вытяжной шкаф ВТ-72

Укладочная головка УР-1Г

Установка АП-10

Ванна ГГ17УЗ с генератором УЗГ-1022

Пресс пневма-

тический П6322

Гальваническая ванна с механизированным приводом

Координатно-сверлильный станок с ЧПУ

Тестер

Плоскогубцы, пинцет, бокорезы

Обыкновенные печи

Пинцеты

Паяльник

Кисть, смоченная в бензине или спирте

Ручной пресс

Обыкновенная ванна с травителем

Вертикально-сверлильный станок D35.

Список литературы.

1. Коффрон Дж. Технические средствамикропроцессорных систем. – М.: Мир, 1983

2. Хвощ С.Т., Варлинский Н.Н., ПоповЕ.А. Микропроцессоры и микроЭВМ в системах автоматического управления. – Л.:Машиностроение, 1987.

3. Хоровиц П., Хеши У. Искусствосхемотехники. –М.: Мир, 1986.

4. Микропроцессоры имикропроцессорные комплекты интегральных микросхем/справочник – М.: Радио исвязь, 1986.

5. Шило В.Л. Популярные цифровыемикросхемы: справочник. – Челябинск: Металлургия, 1986.

6. Якубовский С.В. Цифровые ианалоговые интегральные микросхемы: Справочник. – М.: Радио и связь, 1989.

7. Александров К.К., Кузьмина Е.Г.Электротехнические чертежи и схемы. – М.: Энергоатомиздат, 1990.

8. Павловский В.В., Васильев В.И.,Гутман Т.Н. Проектирование технологических процессов изготовления РЭА / Пособиепо курсовому проектированию для ВУЗов. – М.: Радио и связь, 1982.

9. Парфенов К.М. Проектированиеконструкций РЭА. – М.: Радио и связь, 1989.

10. Егоров В.А., Лебедев К.М. и др.Конструкторско-технологическое проектирование печатных узлов / Учебное пособие.– СПб, 1995.

11. Корчагина Р.Л.Технико-экономические обоснования при разработке радиоэлектронных приборов иустройств. / Учебное пособие по дипломному проектированию. – Л.: Механическийинститут, 1988.

12. Безопасность жизнедеятельности:Справочное пособие по дипломному проектированию / Под редакцией Иванова Н.И. иФадина И.М. – СПб.: БГТУ, 1995.

еще рефераты

Еще работы по радиоэлектронике

Реферат по радиоэлектронике

Усилители постоянного тока

1 Сентября 2013

Реферат по радиоэлектронике

Усилитель модулятора системы записи компакт-дисков

1 Сентября 2013

Реферат по радиоэлектронике

Усилитель мощности

1 Сентября 2013

Реферат по радиоэлектронике

Вторично-ионная масса спектрометрия

1 Сентября 2013