4 Порядок и указания по выполнению проекта

4.1 Общая схема выполнения проекта

а) На первом этапе устройство представляется функционально, в виде некоего «черного ящика», но со всеми необходимыми внешними связями, конкретизируются и уточняются требования задания на проектирование. Следует изобразить прямоугольник и его связи в виде стрелок в нужном направлении (указания см. ниже). Функциональное представление МПУУ помещается на листе задания пояснительной записки к проекту после выписки из таблицы заданий на проектирование (см. п. 4.2).

б) Следующий этап проектирования – составление структурной схемы.

При проектировании устройства управления на микроконтроллерах необходимо спроектировать четырехконтроллерную схему управления, три контроллера К1…К3 в которой управляют звеньями робота (нижний уровень – НУ), один (К0) реализует верхний уровень ВУ и управляет технологическим оборудованием. Каждый контроллер может состоять из единственного микроконтроллера МК или из МК с дополнительными элементами сопряжения – см. ниже. Все контроллеры координат робота через локальную сеть взаимодействуют с КВУ, а он – с СУ РТК (обычно по последовательному каналу). Структурная схема МПУУ помещается в пояснительной записке к проекту. Детальные рекомендации см. ниже.

в) На следующем этапе по разработанной структурной схеме разрабатывается принципиальная схема системы управления. В схеме должна быть обеспечена реализация каждого контроллера, наличие всех предусмотренных сигналов, обеспечено соответствие входных и выходных цепей рекомендациям стандартов (см. /2, 4, 5/), если в задании не указано иное.

Первой стадией этапа является выбор микроконтроллеров. Основная цель выбора – максимальная интегрализация структуры контроллера, т.е. максимальное сосредоточение всех нужных функций в кристалле МК. Если в задании не приведена конкретная модель МК, следует выбрать модели самостоятельно, причем отдельно для ВУ и НУ (в пределах заданного семейства) как указано ниже.

Если в заданном семействе нет МК, выполняющих все заданные для КВУ или КНУ функции, реализующих все связи, то следует дополнить МК элементами сопряжения: внешними АЦП, аналоговыми коммутаторами /33, 38/, преобразователями /32-35/ и т.п. Следует подобрать конкретную модель каждого такого элемента, убедиться, что он реализует нужное сопряжение, после чего составить уточненную структурную схему, отражающую как структуру МПУУ в целом, так и структуру каждого контроллера – состав и связи внутри него. Состав каждого контроллера (МК и элементы сопряжения) на этой схеме отображают штриховым контуром с надписью К0…К3.

Фатальной ошибкой курсового проектирования является несоответствие структурной схемы функциональному представлению устройства, а принципиальной схемы – уточненной структурной схеме.

Следующей стадией является размещение на листе схемы всех элементов МПУУ, выполнение всех связей (с учетом вариантов изображения, описанных в /10/) – детальные указания см. ниже.

г) Для принципиальной схемы рассчитываются необходимые параметры, в частности, критичные длительности прохождения сигналов, входные и выходные токи (для шин), потребляемая мощность, номинал балластных резисторов и проч. Результаты расчетов приводятся в пояснительной записке. Составляется перечень элементов по форме, приведенной в /10/ – детальные указания см. ниже.

д) На заключительном этапе разработки аппаратных средств следует вновь проверить соответствие результатов требованиям задания.

В состав материалов курсового проекта входят принципиальная схема устройства микропроцессорного управления с перечнем элементов и расчетно-пояснительная записка (РПЗ).