Пояснительная записка дипломного проекта: Разработка устройства идентификации близлежащих объектов для автомобиля
|
Скачать 0.49 Mb.
|
                                                   Министерство образования Республики БеларусьУчреждение образования Гомельский государственный дорожно-строительный колледж имени Ленинского комсомола Белоруссии Пояснительная записка дипломного проекта: Разработка устройства идентификации близлежащих объектов для автомобиля Выполнил: Учащийся-дипломник группы ЭВС-41: Котлярчук Ю.А. Руководитель: Аксёнова А.В. Консультант по экономическому: Исакович О.В. Специальность 2-400202: Электронные вычислительные средства Гомель 2008 Содержание Введение 1 Расчетно-проектировочный раздел 1.1 Назначение и область применения 1.2 Разработка структурной схемы 1.3 Разработка принципиальной схемы 1.3.1 Расчет узлов и блоков 1.3.2 Выбор элементной базы 1.3.3 Описание принципа действия 1.3.4 Расчет потребляемой мощности 1.4 Разработка блока (системы) электропитания 2 Конструкторско-технологический раздел 2.1 Разработка печатной платы 2.2 Компоновка устройства 2.3 Поиск и устранение неисправностей 3 Экономический раздел 4 Охрана труда 5 Охрана окружающей среды Заключение Литература Введение Дипломное проектирование – заключительный этап обучения учащихся технических специальностей в учреждении образования «Гомельский государственный дорожно-строительный колледж имени Ленинского комсомола Белоруссии», который имеет своей целью:
В соответствии с заданием на дипломный проект мне необходимо разработать устройство идентификации близлежащих объектов для автомобиля. Устройство должно идентифицировать наличие определённых предметов около автомобиля и выводить на ЖКИ полученную информацию, для чего используется микропроцессор MSP430F413. 1. Расчетно-проектировочный раздел
Тема моего дипломного проекта - «Разработка устройства идентификации близлежащих объектов для автомобиля ». Двигаясь задним ходом, водитель автомобиля не может видеть определённую зону дорожного пространства, это может создавать определённую опасность дорожного движения. Такая зона имеет протяжённость до двух метров, и в ней могут оказаться животные или люди, а также предметы, представляющие собой помеху для движения. Достижения современной техники позволяют создавать специальные устройства для обзора указанного пространства и информирования водителя в случае, если на пути автомобиля встречаются какие-либо объекты. Наиболее оптимально такая задача решается с помощью импульсной акустической локации. Устройство идентифицирует наличие объектов в зоне покрытия ультразвукового датчика, вычисляет расстояние до ближайшего из них и передаёт полученную информацию водителю автомобиля. Это в свою очередь позволяет водителю принять оптимально необходимые действия для разрешения сложившейся ситуации. Применяются данные устройства в автомобилях, хотя при соответствующей доработке программы и конструкции его можно использовать в качестве незаменимого помощника для слепых, устройств охраны помещений, портативного эхолота рыболова-любителя, бесконтактного индикатора уровня жидкости и т.п.
Проектирование сложного электронного устройства начинается с разработки его структурной схемы. Структурной называется схема, которая определяет основные функциональные части изделия и связи между ними. Структурная схема должна показывать, из каких функциональных блоков состоит электронное устройство и каким образом эти блоки взаимодействуют между собой. Составные части проектируемого устройства изображаются упрощенно в виде прямоугольников произвольной формы, т. е. с применением условно-графических обозначений. Внутри каждого прямоугольника, функционального узла устройства, указаны наименования, которые очень кратко описывают предназначение конкретного блока. Структурная схема разрабатываемого устройства показана на рисунке 1.2.1. МП ЖКИ УСИЛИТЕЛЬ СОГЛАСУЮЩИЙ КАСКАД ГЧ JTAG УЗ-ПРИЁМНИК ВЫХОДНОЙ ДРАЙВЕР РАСКАЧКИ УЗ-ИЗЛУЧАТЕЛЬ Рис.1.2.1 - Структурная схема разрабатываемого устройства Структурная схема разрабатываемого устройства состоит из следующих блоков: - микропроцессор(МК); - жидкокристаллический индикатор(ЖКИ); - генератор частоты(ГЧ); - согласующий каскад; - выходной драйвер раскачки; - ультразвуковой излучатель(УЗ-излучатель); - ультразвуковой приёмник(УЗ-приёмник); - усилитель; - интерфейс JTAG. - Блок «МП» предназначен для программного управления функциональными блоками, осуществляет отправку двенадцати 40-килогерцовых импульсов на «УЗ-излучатель», принимает полученный от «УЗ-приёмника» сигнал, обрабатывает его, вычисляя расстояние до объекта, и также выводит информацию на «ЖКИ» благодаря имеющемуся встроенному драйверу жк-индикаторов на 96 сегментов. - «ЖКИ» является 2-х цифровым LCD индикатором, выводящим данные от «МП» к водителю в салон. - «ГЧ» задаёт частоту работы «МП» (40 кГц). - «Согласующий каскад» является преобразователем уровня сигнала между блоками «МП» и «Выходной драйвер раскачки». - «Выходной драйвер раскачки» обеспечивает размах сигнала в 18 В, необходимые для работы «УЗ-излучателя». - «УЗ-излучатель» осуществляет посылку сигнала в среду. - «УЗ-приёмник» принимает отражённый от объекта сигнал. - «Усилитель» обеспечивает усиление и фильтрацию по 40 кГц полученного от «УЗ-приёмника» сигнала. - Через блок «JTAG» осуществляется программирование «МК». 1.3 Разработка принципиальной схемы 1.3.1 Расчет узлов и блоков Структурная схема разрабатываемого устройства Главным элементом схемы является микропроцессор MSP430F413. Средний ток, потребляемый им, составляет 2,1 мкА, а рабочее напряжение – 3,6 В. В качестве светодиода я выбираю АЛ307А, который имеет ток во включенном состоянии Iпр= 20 мА и прямое напряжение Uпр= 2 В, выполню расчет токоограничивающего резистора R7: В схеме транзистор КТ315Д согласует работу микроконтроллера MSP430F413 и микросхемы К561ЛН2. Транзистор включен по схеме транзисторного ключа: 12В R8 R10 VT R9 Рисунок 1.3.1.1 – Транзисторная схеме Определяем сопротивление R9: Определяем напряжение в базовой цепи: Выбираем R8 из условия обеспечения запертого состояния транзистора при максимальной рабочей температуре: Сопротивление R7 выбираем из условия насыщенности транзистора: R5 и R6 создают смещение на неинвертирующем входе ОУ для корректной работы с однополярным источником питания. Величина тока, протекающего через них, составляет примерно 40 мкА. Произведём расчет величины сопротивления этих резисторов: Резистор R3 задаёт напряжение в цепи обратной связи для операционного усилителя TLV2771, резистор R2 регулирует величину смещения на неинвертирующем входе операционного усилителя. Величина резисторов R6, R5 и R4, а также конденсаторов C4, C2 и С1 выбирается по типовой схеме подключения операционного усилителя TLV2771. Величина резисторов R3, R2 равна 100 кОм, а величина резистора R1равна 1,8 кВ, конденсаторатора С2 – в 22 пФ, конденсатора С7 – в 0,1 мФ. R4 является «подтягивающим» резистором для вывода Reset. Ток, протекающий через него примерно равен 35 мкА. Рассчитаем величину данного сопротивления: Конденсатор C3 обеспечивает фильтрацию питания и дожжен быть расположен как можно ближе к выводам питания. Его величину выбираем из типовой схемы подключения выводов микропроцессора MSP430F413: С3=0,1 мкФ. 1.3.2 Выбор элементной базы Микропроцессор главным элементом устройства. Для работы устройства я выбрал микроконтроллер MSP430F413 ( DА1), т. к. он имеет такие встроенные периферийные устройства, как аналоговый компаратор Comparator_A, 16-битный таймер Timer_A с аппаратными регистрами захвата-сравнения, базовый таймер Basic Timer1 и драйвер ЖКИ, что значительно упрощает разработку устройства и обеспечивает однокристальное решение. Средний потребляемый ток этого микроконтроллера составляет примерно 2,1 мкА с учётом постоянно включенного ЖКИ. Это стало возможным благодаря использованию преимуществ функций ультранизкого потребления MSP430. Основное время MSP430F413 находится в режиме пониженного энергопотребления LPM3, при котором ресурсы ЦПУ используются всего лишь на 5,6 %. Микропроцессор принадлежит фирме Texas Instruments. Параметры ядра:
Параметры памяти:
Параметры питания:
Параметры аналоговой части:
Параметры периферии:
Параметры таймеров:
Отличительные особенности:
RISC-архитектура RISC(Reduced Instruction Set Computer) - архитектура процессора с сокращенным набором команд. Наиболее важные отличительные особенности RISC архитектуры: архитектура регистр-регистр, простые способы адресации, простые команды и большой регистровый файл. Микроконтроллер MSP430 имеет 27 основных инструкций и 24 дополнительных инструкции, что значительно упрощает процесс генерации команд. Отсутствуют специальные команды обращения к аккумулятору, памяти или к периферийным устройствам. Это существенно повышает эффективность работы процессора. Ядро процессора - 16-битовое RISC ALU и шестнадцать 16-битовых регистров. Четыре регистра выполняют функции программного счетчика (PC), регистра статуса (SR), указателя стека (SP) и регистра констант (CG). Остальные двенадцать 16-битовых регистра - полностью в распоряжении пользователя. Регистры общего назначения используются для хранения переменных, указателей и для операций с данными. Процессор обращается к этим регистрам непосредственно, что содействует высокой эффективности работы микроконтроллера MSP430. Время выполнения команд 1-4 машинных цикла (1-4 мксек). |
Похожие:
 |
Пояснительная записка дипломного проекта на тему «Реконструкция бойлерных... Пояснительная записка дипломного проекта на тему «Реконструкция бойлерных установок отэц-1 с применением пластинчатых подогревателей»... |
 |
Методические указания к выполнению дипломного проекта для студентов... Целью дипломного проекта может являться изучение, решение и исследование как общетеоретических проблем, так и задач, имеющих прикладное... |
|
Система идентификации транспортных объектов Система автоматической идентификации (сито) служит для автоматической электронной идентификации транспортных объектов (ТО), автомобильного... |
|
Пояснительная записка состав проекта том Основная (утверждаемая) часть проекта планировки Схема границ зон с особыми условиями использования территорий и границ территорий объектов культурного наследия |
|
Дипломного проекта Разработка мероприятий по повышению качества косметических услуг населению на примере салона красоты «кристина» |
|
Пояснительная записка 7 Обоснование актуальности проекта. 7 Перспективы дальнейшей реализации результатов выполнения проекта в течение ближайших пяти лет 6 |
|
Разработка программного обеспечения для передачи результатов проектирования... Темой предлагаемого дипломного проекта является разработка программного обеспечения для передачи результатов проектирования по смп... |
|
Пояснительная записка состав проекта том Основная (утверждаемая) часть проекта планировки «Яблоновское городское поселение» от 26 сентября 2016 года №592 «О мероприятиях по подготовке проекта планировки территории совместно... |
|
Исследование алгоритмов идентификации для систем бездатчикового векторного... Разработка и исследование алгоритмов идентификации и векторного управления в асинхронном электроприводе |
|
Дипломный проект В вводной части проекта рассказывается о предприятии в целом его виде деятельности, и о котельной данного предприятия. Также идет... |
|
Верхоянский муниципальный район Республики Саха (Якутия) Схема территориального... Материалы по обоснованию проекта Схемы территориального планирования (Пояснительная записка) |
|
Генеральный план том 1 Пояснительная записка (материалы по обоснованию... Том Генеральный план деревниМалышево Сосновского муниципального района Челябинской области. Пояснительная записка (материалы по обоснованию... |
|
Пояснительная записка состав проекта часть Постановления администрации муниципального образования «Яблоновское городское поселение» от 20 октября 2016 года №641 «О мероприятиях... |
|
Разработка и утверждение Национальным советом по оценочной деятельности... Разработка, презентация и тестирование проекта методических рекомендаций на примере предваритеьной оценки рыночной стоимости объектов... |
|
Методические указания по выполнению курсового проекта для специальности... ПМ02 Организация деятельности коллектива исполнителей. Проект предназначен для закрепления и углубления знаний по технологии и организации... |
|
Пояснительная записка состав проекта часть Леляевны в соответствии с заданием на проектирование, на основании Постановление администрации муниципального образования «Яблоновское... |