Министерство образования Российской Федерации
ТОМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ СИСТЕМ
УПРАВЛЕНИЯ И РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ (ТУСУР)
Кафедра компьютерные системы в управлении
и проектировании (КСУП)
Устройство оповещения в салоне городского транспортного средства
Курсовой проект
по дисциплине «Микропроцессорные устройства систем управления-1»
Выполнил:
Студент 5-го курса
200_
1. Техническое задание
1.1 Введение
Целью курсового проекта является закрепление теоретических знаний и формирование практических навыков при выполнении самостоятельной разработки микропроцессорного устройства, а также приобретение навыков работы с отечественным и зарубежным информационно-справочным материалом.
1.2 Наименование разрабатываемого устройства
Устройство оповещения в салоне городского транспортного средства.
1.3 Назначение разрабатываемого устройства – область применения
Устройство предназначено для оповещения пассажиров салона городского транспортного средства информацией о маршруте транспортного средства, городских достопримечательностях и рекламе товаров. Необходимо обратить внимание на механизм записи новых голосовых сообщений в устройство (реклама и т.д.), механизм определения местоположения транспорта, а также самотестирование прибора.
1.4 Обзорный анализ найденных аналогов
Обзорный анализ выполнен в виде таблицы. См. табл. 1.1.
Таблица 1.1
| Наименование и область применения |
Отличительные положительные черты |
Отрицательные черты |
| Фролов Д.Программируемый речевой информатор.-Радио, 2005, № 7, с. 26-28. |
Современные схемотехнические решения и элементная база |
Необходимость внешнегоконтроллера |
| Долгий А. Как записать в ПЗУ аудиоданные из WAV-файла и “проиграть” их. -Радио, 2001, № 5, с. 23, 24. |
Использование ШИМ микроконтоллера в качестве ЦАП |
Не та функциональность |
| Гордеев А. Автомобильный речевой информатор. -Радио, 2002, № 5, с. 37-40. |
Доступные компоненты |
Не та функциональность, большое число элементов |
| Баширов С. Речевой программируемый сигнализатор. -Радио, 2002, № 4, с. 28, 29. |
Доступные компоненты |
Не та функциональность |
| E. Котов. Речевой модуль для IBM PC. – 1997, № 7, с. 24. |
Рассмотрена техника синтеза звука |
Большое число елементов |
1.5 Обоснование актуальности разработки устройства
Задачи информатизации общества и автоматизации труда водителей были и остаются актуальными. С развитием схемотехники и элементной базы становятся доступны более современные технические решения, призвонные расширить и обновить парк действующих устройств звукового оповещения.
2. Разработка функциональной схемы разрабатываемого устройства и создание основного алгоритма работы устройства
2.1 Разработать структурную схему устройства
В ходе проектирования данного устройства разработана структурная схема (см. рис. 2.1), на которой обозначены: входные и выходные каналы с указанием их основных характеристик напряжение и тип сигнала; используемое для работы устройства внешнее оборудование.
 Алгоритм работы следующий: при открывании двери транспортного средства замыкается датчик, звучит объявление остановки. После закрывания, через некоторое время воспроизводятся рекламные блоки. В устройстве предусмотрено отключение объявлений и смена состояния счетчика остановок. Загрузка сообщений осуществляется с помощью ПК.2.2 Разработка функциональной схемы разрабатываемого устройства и создание основного алгоритма работы устройства
Внутренняя структура устройства представлена на функциональной схеме (рис. 2.2.).
Основной алгоритм управляющего микропроцессора приведен на рис.2.3
3. Разработка принципиальной схемы устройства и спецификации элементов
3.1 Выбор элементной базы
Устройство создано на основе следующих компонентов:
8-ми разрядный RISC-микроконтроллера PIC16F876-20I/SO, имеющий в своем составе модуль MSSP аппаратно реализующий режим ведущего шины SPI, микросхема памяти AT45DB161B-RI семейства DataFlashс объемом памяти 16 Мбайт, что позволяет записывать звуковые фрагменты порядка 120 мин. при использовании MP3-компрессии.
3.2 Принципиальная схема устройства
В соответствии с функциональной схемой разработана принципиальная схема устройства, см. файл Схема.schв формате P-CAD 2002 и составлена спецификация элементов (см. табл. 3.1).
Таблица 3.1
| № |
Поз. обозн. |
Наименование |
Кол. |
Примечания |
| Микросхемы |
| 1 |
DD1 |
PIC16F876-20I/SO |
1 |
Корпус SOIC–28 |
| 2 |
DD6 |
AT45DB161B-RI |
1 |
Корпус SOIC–28 |
| 3 |
DA1 |
LM7805 |
1 |
Корпус TO220(3 pin) |
| 4 |
DA2 |
КР572ПА1 |
1 |
Корпус DIP–16 |
| 5 |
DA3 |
ICL7660SCBA |
1 |
Корпус DIP–8 |
| 6 |
DA4 |
LM741CN |
1 |
Корпус DIP–8 |
| 7 |
DA5 |
К174УН14 |
1 |
Корпус TO220(5 pin) |
| Транзисторы |
| 8 |
VT1-VT3 |
BC817 |
3 |
SOT23 |
| 9 |
VT4 |
BC807 |
1 |
SOT23 |
| Светодиоды |
| 11 |
HL1 |
АЛ307А |
1 |
| Стабилитроны |
| 12 |
VD2, VD4 |
BZX55C3V9 |
2 |
| Диоды |
| 13 |
VD1 |
1N4001 |
1 |
DO-41 |
| 14 |
VD3 |
BAS70 |
1 |
DO-35 |
| Конденсаторы |
| 15 |
C1 |
220мк х 25В |
1 |
Типа К50-35 |
| 16 |
С5 |
47мк х 16В |
1 |
Типа К50-35 |
| 17 |
С16 |
1000мк х 16В |
1 |
Типа К50-35 |
| 18 |
С… |
470мк х 16В |
Типа К50-35 |
| 19 |
С8 |
33мк х 10В |
1 |
EIA 3528-21 |
| 20 |
С11, С… |
10мк х 10В |
2 |
EIA 3528-21 |
| 21 |
С2, С3, С9, С10 |
X7R 0.10uF 10% 50V |
4 |
SMD CL0805 |
| 22 |
C7, C13 |
X7R 1.0uF 10% 50V |
2 |
SMD CL1206 |
| 23 |
C4, C6 |
NP0 22pF 5% 50V |
2 |
SMD CL0805 |
4. Создание пакета конструкторских документов
Чертеж конструкции устройства
См. файл Чертеж.cdwв формате Компас-3DV7.
Печатную плату устройства
См. файл Схема.pcbв формате P-CAD 2002.
Вывод
В ходе проделанной работы были проанализированы многие из опубликованных схемотехнических решений современных устройств записи и воспроизведения звука с использованием с использованием flash-памяти. И было разработано собственное устройство, удовлетворяющее большинству требований технического задания.
В качестве путей совершенствования изделия можно назвать использование графических или текстовых ЖК модулей с помощью которых можно отображать названия остановок и другую, служебную информацию.
|