Дипломный проект
На тему: Модернизация управляющего блока тюнера.
содержание
Введение……………………………………………………………………………………….2
1.Анализ технического задания………………………………………………………….….…3
2.Специальный раздел………………………………………………………………………….4
2.1. Принцип функционирования схемы………………………………………………………4
2.2. Описание электрической принципиальной схемы…………………………………….…7
2.3. Выбор и обоснование применения элементной базы…………………………………...23
3 Конструкторско – технологический раздел………………………………………………...31
3.1. Выбор и определение типа платы, ее технологии изготовления, класса точности,
габаритных размеров, материала, толщины, шага координатной сетки……………………31
3.2.Описание технологии производства………………………………………………………32
3.2.1 .Резка заготовок…………………………………………………………………………...32
3.2.2. Образование базовых отверстий……………………………………………………..…32
3.2.3. Подготовка поверхности заготовок………………………………………………...…...33
3.2.4. Нанесение рисунка…………………………………………………………………..…..34
3.2.5. Нанесение защитного лака…………………………………………………………..….35
3.2.6. Сверление отверстий………………………………………………………………..…...35
3.2.7. Химическая металлизация………………………………………………………….….. 36
3.2.8. Удаление защитного лака…………………………………………………………..….. 37
3.2.9. Гальваническая затяжка……………………………………………………………...…38
3.2.10. Электролитическое меднение и нанесение защитного покрытия………….…..…...38
3.2.11. Снятие фоторезиста………………………………………………………………….....39
3.2.12. Травление меди с пробельных мест………………………………………….……..…39
3.2.13. Осветление печатной платы….………………………………………………….….…40
3.2.14. Оплавление металлорезиста…………………………………………………….….….40
3.2.15. Механическая обработка по контуру………………………………………….…….. 41
3.2.16. Маркировка плат……………………………………………………………….…..…...42
3.2.17. Нанесение защитного покрытия…………………………………….……….…….…. 42
3.2.18. Окончательный контроль……………………………………………….…….………..42
3.3. Конструкторский расчет элементов печатной платы…………………………………....43
3.4. Расчет параметров проводящего рисунка с учетом технологических погрешностей получения защитного рисунка…………………………………………………………………45
3.5.Расчет проводников по постоянному току………………………………………….…….47
3.6.Расчет проводников по переменному току………………………………….…………….48
3.7.Расчет технологичности…………………………………………………………………....50
3.8.Расчет надежности……………………………………………………………………….…50
4. Техника безопасности………………………………………………………………………..52
5. Экономическая часть…………………………………………………………………..…….54
6. Заключение……………………………………………………………………………………77
7. Список использованной литературы………………………………………………..……....78
Приложение 1 Перечень элементов
2 Маршрутная карта
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Изм
|
Лист
|
№ Докум
|
Подп
|
Дата
|
Разработал
|
|
|
|
Модернизация управляющего блока тюнера.
Пояснительная записка
|
Лит
|
Лист
|
листов
|
Проверил
|
|
|
|
|
1
|
|
Рецензент
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Утвердил
|
|
|
|
Введение.
Спутниковое телевидение – область техники связи, занимающаяся вопросами передачи телевизионных программ от передающих земных станций к приемным с использованием искусственных спутников земли (ИСЗ) в качестве активных ретрансляторов. Спутниковое вещание является сегодня самым экономичным, быстрым и надежным способом передачи ТВ сигнала высокого качества в любую точку обширной территории. К преимуществам СТВ относятся также возможность использования сигнала неограниченным числом приемных установок, высокая надежность ИСЗ, небольшие затраты и их независимость от расстояния между источником и потребителем.
Важной проблемой в приемных установках СТВ является возможность автоматического управления ими. Решить эту проблему можно с помощью микропроцессорных устройств.
Использование микроэлектронных средств в изделиях производственного и культурно-бытового назначения не только приводит к повышению технико-экономических показателей изделий (стоимости, надежности, потребляемой мощности, габаритных размеров) и позволяет многократно сократить сроки разработки, отодвинуть сроки «морального старения» изделий, но и придает им принципиально новые потребительские качества (расширенные функциональные возможности).
Использование микропроцессоров в системах приема обеспечивает достижение высоких показателей эффективности при столь низкой стоимости, что микропроцессорам, видимо, нет разумной альтернативной элементарной базы для построения управляющих и/или регулирующих систем.
|
Изм.
|
Лист
|
№ Докум.
|
Подп.
|
Дата
|
|
Лист
|
|
|
|
|
|
2
|
|
|
|
|
|
1. Анализ технического задания.
1. Основание для разработки.
Основанием для разработки является задание на дипломный проект.
2. Цель и назначение разработки.
Целью данного проекта является, модернизация управляющего блока тюнера.
3. Источник разработки.
Источником разработки является схема электрическая принципиальная.
4. Технические требования. Устройство должно:
4.1. Формировать 3 аналоговых сигнала управления в блоки настройки видео, звука, поляризации со следующими параметрами соответственно:
а) Величина изменения напряжения на выходе от 0 до 9 В, шаг изменения в пределах от Umin=8 мВ до Umax=10 мВ;
б) шкала изменения напряжения на выходе от 0 до 9 В, шаг изменения должен находиться в пределах от Umin=60 мВ до Umax=80 мВ;
в) шкала изменения напряжения на выходе от 0 до 4,4 В, шаг изменения напряжения должен находиться в пределах от Umin=20 мВ до Umax=25 мВ;
4.2. Выдавать сигналы дискретного управления (8 сигналов).
4.3. Принимать сигналы управления и состояния блоков тюнера.
4.4. Выдавать дискретные сигналы в блок индикации для визуального контроля номера канала от «00» до «99».
4.5. Обеспечивать организацию часов реального времени с выдачей показаний на экран по запросу пользователя.
4.6. Обеспечивать выдачу сигналов в блок экранной графики.
4.7. Должно обеспечивать сохранность информации в ОЗУ и информации о реальном времени при пропадании напряжения сети.
4.8. Устройство должно обеспечивать прием и обработку сигналов от передатчика системы дистанционного управления.
4.9. Uпит=220 В (187 242 В) 50 Гц. Рпот=50 Вт.
4.10. Диапазон рабочих частот: 0,951,75 ГГц.
5. Требования к надежности.
Среднее время наработки на отказ –не менее 20000 часов.
6. Требования к уровню унификации и стандартизации.
Максимально использовать стандартные и унифицированные детали и изделия.
7. Требования безопасности обслуживания.
Руководствоваться общими требованиями техники безопасности к аппаратуре ГОСТ 12.2.007-75.
8. Условия эксплуатации.
Климатическое исполнение УХЛ 3.1. ГОСТ 15150-69.
Предельные климатические условия:
влажность 93 % при Т=25С, Т=-40С.
|
Изм.
|
Лист
|
№ Докум.
|
Подп.
|
Дата
|
|
Лист
|
|
|
|
|
|
3
|
|
|
|
|
|
( Блок-схема устройства управления см ниже)
|
Изм.
|
Лист
|
№ Докум.
|
Подп.
|
Дата
|
|
Лист
|
|
|
|
|
|
4
|
|
|
|
|
|
2. Специальный раздел.
2.1. Принцип функционирования схемы.
Схема дистанционного управления (ДУ) генерирует последовательность коротких импульсов ИК излучения, в соответствии с нажатой кнопкой на панели ДУ. Каждая последовательность состоит из 14 импульсов, из которых 11 импульсов информационных, а также предварительный, запускающий и останавливающий импульсы. С помощью 11 информационных импульсов, мы передаем сигнал ДУ, который представляет собой десяти битовое слово. Его четыре первых бита, отведены для передачи адреса, а остальные для передачи команды. Таким образом, можно сформировать 16 групп адресов по 64 команды в каждой (в нашем случае будем использовать 16 команд с одним строго определенным адресом).
Двоичная информация каждого бита определяется длительностью интервалов между импульсами. Логическому «0» соответствует основной интервал времени Т, логической «1» – 2Т.
Временной интервал между предварительным и запускающим импульсами – 3 Т, между запускающим и первым информационным – Т, между последним информационным и останавливающим – 3Т.
Данная информация поступает в процессор, функции которого:
1)Принять сигналы ДУ;
2)Выделить биты команды;
3)Определить какой кнопке ДУ соответствует данная команда;
4)Обеспечить выполнение данной команды, управляя и синхронизируя деятельностью всего устройства управления.
Как известно процессор выполняет все действия согласно программе, которая хранится в ПЗУ. Вопросы записи программы в ПЗУ в данном случае рассматриваться не будут. Значит, для функционирования процессору необходимо считывать информацию (программу), которая хранится в ПЗУ. Для этого процессор соединен с ПЗУ тремя шинами:
|
Изм.
|
Лист
|
№ Докум.
|
Подп.
|
Дата
|
|
Лист
|
|
|
|
|
|
4
|
|
|
|
|
|
1) Шиной адреса;
шиной данных;
шиной управления.
Для считывания информации из ПЗУ необходимо выполнить следующие действия:
обеспечить стабильность уровней сигналов на адресной шине;
2) подготовить шину данных для приема данных в микропроцессор;
3) после шагов 1 и 2 активировать шину управления чтением из памяти.
Значит, микропроцессор обрабатывает сигналы ДУ, согласно программе, которая хранится в ПЗУ.
Так как в процессе выполнения программы будут формироваться данные, которые понадобятся для дальнейшего функционирования схемы устройства управления, то нужно предусмотреть дополнительную область памяти, где эти данные будут храниться, и откуда при необходимости будут считываться. Для этого в данной схеме используется ОЗУ.
Отличительной особенностью ОЗУ от ПЗУ является то, что данные из ОЗУ могут не только считываться, но и записываться в ОЗУ.
Для сопряжения микропроцессора и ОЗУ используются те же 3 шины:
шина адреса;
шина данных;
шина управления.
Считывание данных из ОЗУ аналогично считыванию данных из ПЗУ, а для записи необходимо выполнить следующие действия:
на адресной шине должен быть активирован адрес памяти (т.е. адрес ячейки, куда записываются данные);
на шину данных должны поступить данные из микропроцессора;
после осуществления действий 1 и 2 на линию записи в память шины управления должен поступить импульс разрешения записи.
Вывод: Микропроцессор обрабатывает сигналы ДУ и «принимает» решения согласно программе, хранящейся в ПЗУ. Данные, которые появляются в процессе выполнения программы, хранятся в ОЗУ.
Таким образом, на уровне блок-схемы рассмотрены 4 блока устройства управления, их функции и сопряжения между собой.
Более подробное описание организации соединения ДУ и микропроцессора, микропроцессора и ОЗУ, микропроцессора и ПЗУ будет рассмотрено ниже.
Для лучшего понимания функционального назначения остальных блоков устройства управления сначала познакомимся с классификацией сигналов, поступающих с ДУ:
1) сигналы ДУ, в соответствии с которыми происходит включение необходимого
канала с последующей настройкой на нужную частоту видео, звука и настройкой на
соответствующую поляризацию. Если на нужном канале уже произведена настройка на нужную частоту видео и звука и настройка на соответствующую поляризацию, эти данные хранятся в ОЗУ и считываются при включении соответствующего канал.
|
Изм.
|
Лист
|
№ Докум.
|
Подп.
|
Дата
|
|
Лист
|
|
|
|
|
|
5
|
|
|
|
|
|
2) сигналы ДУ, которыми можно управлять часами реального времени с будильником и календарем.
3) сигнал ДУ, которым можно выключить систему в целом.
Значит необходимо, чтобы устройство управления, анализируя сигналы с ДУ согласно программе, хранящейся с ПЗУ, выполняло следующие функции:
1) выдавало аналоговые сигналы в блоке настройки видео, звука и поляризации.
Для этого необходимо обеспечить сопряжение периферийных устройств с шиной данных устройства управления и преобразовать цифровые сигналы в аналоговые. В качестве устройства, выполняющего данные функции, будем использовать программное устройство В/В параллельной информации (содержит 3 выходных канала) и 3 цифро-аналоговых преобразователя. Таким образом, на выходе ЦАП будем иметь аналоговый сигнал пропорциональный коду на входе соответствующего канала. В последствии этот сигнал можно использовать в блоках настройки видео, звука, поляризации.
2) выдавало сигналы в блок индикации для визуального контроля.
Для этого в данном устройстве управления необходимо предусмотреть блок, который будет фиксировать сигналы, поступающие по шине данных в соответствующие моменты времени.
3) обеспечивало организацию часов реального времени с будильником и календарем с последующей подачей сигналов в блок экранной графики и процессор.
Для этого необходимо в устройстве управления использовать таймер, выполняющий данные функции.
4) обеспечить выдачу и прием сигналов в остальные блоки тюнера.
Для этого необходимо предусмотреть блок, согласующий внутреннюю шину данных устройства управления с внешними блоками тюнера в соответствующие моменты времени.
|
Изм.
|
Лист
|
№ Докум.
|
Подп.
|
Дата
|
|
Лист
|
|
|
|
|
|
6
|
|
|
|
|
|
2.2. Описание электрической принципиальной схемы.
Микропроцессор 1821ВМ85.
На рисунке 1 показана структурная схема ЦП 1821ВМ85.
ЦП организован вокруг своей внутренней шины данных, с которой соединены накопитель, арифметико-логическое устройство, регистр кода операций и содержащий 8-битовые и 16-битовые регистры массив регистров.
Хотя ЦП 1821ВМ85 это 8-битовая ЭВМ, 16-битовые регистры нужны для адресации памяти (можно адресовать 65536 ячеек). Микропроцессор содержит устройство управления и синхронизации, которые дирижируют движением сигналов во внутренней шине данных и по внешним линиям управления в соответствии с выходными сигналами дешифратора кода операций. Для него требуется источник питания с напряжением 5 В.
Микропроцессор имеет 18 8-разрядных регистров. Регистры МП имеют следующее назначение:
В МП использована мультиплексная шина данных. Адрес передается по двум шинам: старший байт адреса – по шине адреса, а младший байт адреса – по шине данных. В начале каждого машинного цикла младший байт адреса поступает на ШД. Этот младший байт может быть зафиксирован в любом 8-разрядном фиксаторе посредством подачи сигнала отпирания фиксатора адреса (ALE). В остальное время машинного цикла шина данных используется для передачи данных между ЦП и памятью или устройствами ввода/вывода.
ЦП вырабатывает для шины управления сигналы  ,  , S0, S1 и IO/М. Кроме того, он же выдает сигнал подтверждения прерываний INTA. Сигнал HOLD и все прерывания синхронизируются с помощью внутреннего генератора тактовых импульсов. Для обеспечения простого последовательного интерфейса в МП предусмотрены линия последовательного ввода данных (SOD). МП имеет всего 5 входов для подачи сигналов прерываний: INTR, RST5.5, RST6.5, RST7.5. и TRAP.
Сигнал INTR имеет такое же назначение, как и сигнал INT в МП 580ВМ80. Каждый из входов RST5.5, RST6.5, RST7.5. может программно маскироваться.
|
Изм.
|
Лист
|
№ Докум.
|
Подп.
|
Дата
|
|
Лист
|
|
|
|
|
|
7
|
|
|
|
|
|
( схему проц-а см. ниже )
|
Изм.
|
Лист
|
№ Докум.
|
Подп.
|
Дата
|
|
Лист
|
|
|
|
|
|
8
|
|
|
|
|
|
|
