Учебное пособие 1676

записка не должна содержать грамматических и синтаксических ошибок, выявляемых текстовым редактором.

Пояснительная записка должна содержать сведения:

о решениях, принятых на этапе составления структурной схемы системы управления и выбора микроконтроллеров;

об организации, составе и свойствах каждого использованного микроконтроллера, причем следует давать регистровую модель и режимы настройки каждой использованной подсистемы, показанной на рис. 13, и ее узлов;

Рис. 13. Обобщенная структурная схема МК

о введении внешних элементов сопряжения МК с источниками и приемниками сигналов, выборе и свойствах этих элементов;

о функционировании принципиальной схемы МКСУ в целом. Состав записки и порядок следования разделов могут отли-

чаться от рекомендуемых в соответствии с логикой изложения материала. Ниже приведено рекомендуемое содержание РПЗ.

Примерное СОДЕРЖАНИЕ РПЗ

(далее прямой шрифт – рекомендуемые заголовки, курсив – по-

яснения, которые включать в текст Содержания не следует)

Титульный лист (см. приложение 2)

Содержание (в соответствии с данным списком) Задание (см. приложение 1) с дополнительными требова-

ниями из МУ и функциональным представлением МКСУ Замечания руководителя курсового проектирования

Введение

51

1. Структурная схема системы управления и выбор МК

1.1.Достоинства и недостатки заданного семейства МК, существенные параметры и особенности семейства в целом… (крат-

ко, при необходимости допускаются пояснения, но не более 5 строк, остальное выносится в описание)

1.2.Исходный вариант структурной схемы МКСУ с пояснениями

(см. п. 4.3 данных МУ).

1.3.Анализ локальной шины обмена и интерфейса с СУ ГПС:

описание заданных шин (по форме приложения 3), протоколы, диаграммы обмена, схемы сопряжения с МК

1.4.Составление перечней функций для МК ВУ и НУ, предвари-

тельный расчет необходимого количества входов и выходов для каждой микросхемы 5

1.5.Обоснование выбора микроконтроллера ВУ путем сравни-

тельного анализа (таблица – см. выше), существенные параметры и особенности выбранной модели МК (см. п. 1.2.4), таблица распределения функций по портам

1.6.Обоснование выбора микроконтроллеров НУ путем сравни-

тельного анализа, существенные параметры и особенности выбранных моделей МК, таблица распределения функций по портам

1.7.Меры сопряжения подсистем питания микроконтроллеров

и сброса. Обоснование введения внешних элементов сопряжения МК с источниками и приемниками сигналов, их выбор.

1.8. Доработанная структурная схема системы управления, описание структурной схемы (если изменения потребовались)

2. Анализ узлов использованного МК ВУ

2.1.Структурная схема использованного МК

2.2.Описание узлов МК – только ядра и задействованных узлов

связи (см. таблицы сигналов) – для каждого узла привести

5 Возможен и иной вариант компоновки ПЗ: провести сначала все процедуры, перечисленные в пп. 1.4…1.6, для КВУ, затем для КНУ.

52

структурную схему, краткое описание функционирования, список и назначение внутренних регистров управления и состояния (регистровую модель каждого узла, включая ядро), значения битов, необходимые при инициализации

2.2.1.Ядро МК

2.2.2.АЦП

2.2.3.Таймеры: задействованные режимы и функции (ШИМ, счетчик и пр.)

а) … б) …

2.2.4.Средства ввода сигналов запроса на прерывание

2.2.5.Квадратурный декодер – если датчики импульсные

2.2.6.Узлы организации локальных сетей связи – не повторяя материал п. 1.3.

а) … (для связи с ВУ)

б) … (для локальной сети)

2.2.7.Порты ввода/вывода: режимы, задействованные альтернативные функции, способы переключения разрядов порта на АФ (программно или автоматически, значения соответствующих битов управления), настройка входов для подключения заземляющих контактов, применение внутренних (или внешних) подтягивающих резисторов для неиспользуемых входов каждого МК.

а) … б) …

2.2.8.Подсистемы питания, синхронизации, сброса и програм-

мирования, прочие узлы – режимы и настройки.

3. Анализ узлов использованных МК НУ 6 3.1. Структурная схема использованных МК

6 Если на ВУ и НУ используются МК одного подсемейства, то вместо повторов соответствующих подпунктов следует делать ссылки на подпункты п.2. Однако задействованные узлы МК НУ, не использовавшиеся в МК ВУ, следует описывать здесь.

53

3.2. Описание узлов МК – только ядра и задействованных узлов связи (см. таблицы сигналов) – для каждого узла привести структурную схему, краткое описание функционирования, список и назначение внутренних регистров управления и состояния (регистровую модель каждого узла, включая ядро), значения битов, необходимые при инициализации/активизации 3.2.1. Ядро МК, далее аналогично п. 2.2

…

3.2.8. Подсистемы питания, синхронизации, сброса и програм-

мирования, прочие узлы – режимы и настройки.

4.Описание всех дополнительных использованных или разрабо-

танных устройств сопряжения, используемые режимы их приме-

нения и описание функционирования.

5.Описание состава и функционирования разработанной принципиальной схемы МКСУ в целом

6.Расчеты временнЫх и нагрузочных параметров, номиналов ЭРЭ и т.п. – необходимые

Заключение о достижении результатов, установленных заданием

Список литературы Приложения – если полезно

4.8. Правила оформления материалов проекта

Название РПЗ – «Курсовой проект по дисциплине "Схемотехника элементов и устройств систем управления" (далее название согласно заданию). Пояснительная записка». Дальнейшие рекомендации по оформлению проекта следует использовать в части, не противоречащей СТП ВГТУ 62-2007 и пособию по выполнению схемной документации [1]. Следует иметь в виду, что правила оформления текстовой части технической документации (в том числе курсовых и дипломных проектов) значительно отличаются от правил оформления технической и учебнометодической литературы, поэтому указанный стандарт [2] требует внимательного изучения и неукоснительного применения. Для упрощения работы по оформлению ПЗ предлагается исполь-

54

зовать шаблон ПЗКП.dot, содержащий стили частей РПЗ. Получить его можно у автора данных «Указаний». Для применения этого шаблона он должен находиться либо в папке шаблонов, либо в той же папке, что и РПЗ. В этом случае создавать текст РПЗ в Word следует не с помощью пиктограммы «Создать файл», а командами меню «Файл / Создать / Шаблоны / ПЗКП.dot. Для заголовков разделов и подразделов следует использовать стиль «Заголовок 1» и «Заголовок 2» (последний, чтобы создать межстрочный интервал перед текстом), для текста – стиль «Обычный», для заголовков таблиц – «Заголовок таблицы», для данных в таблицах – «Таблица», для нумерации рисунков – «Подрисуночная подпись», формулы – стиль «Формулы», при этом номер формулы оказывается на правом краю строки, между содержимым формулы и номером делают нужный интервал знаком табуляции. В случае переформатирования готового текста РПЗ следует его скопировать в новый файл, созданный как описано выше. Поскольку в таком тексте могут быть использованы иные стили, чем содержащиеся в ПЗКП.dot, следует присвоить каждому абзацу один из стилей ПЗКП, перечисленных выше. Другие стили следует применять, только если они не противоречат требованиям [10]. Способ смены стиля может быть различным. Первый – командами Правка / Заменить/ Больше / Формат / Стиль – и далее выбрать в окнах имеющийся стиль и требуемый – / Заменить все. Второй – выделить один абзац, задать Формат / Стиль, далее выбрать требуемый стиль, а затем инструментом «Копировать формат» обработать каждый из остальных абзацев. Третий – командами Формат / Стиль открыть окно доступных стилей, нестандартные стили выбирать по одному, правой кнопкой мыши выбирать «Выделить все вхождения», затем в том же окне выбирать нужный стиль.

Другие требования [1] также можно выполнить средствами MS Word. В частности, обозначения физических единиц отделяются от числа знаком «неразрывный пробел» (Ctrl+Shift+Пробел)

55

и в результате не отрываются от чисел при переносе на следующую строку. Для всех таблиц следует запретить перенос строк на

следующую страницу, а для их заголовков – разрешить повторе-

ние на каждой странице (рис. 14).

Рис.14

Список использованных литературных источников должен называться «Список литературы», в него следует включать ис- пользованные учебные, методические, технические издания, периодику, ресурсы Интернета и др. В списке должны присутствовать:

-методические материалы: данное пособие, [1], [2];

-материалы для выбора схемотехнических решений, напри-

мер, [3-12];

-сведения об использованных МК, например:

для AVR mega и tiny – [15-23];

для AVR Xmega – [24-28]; для PIC – [29-32];

для STM8S – [33,34];

а также каталоги, даташиты и иные использованные матери-

алы.

Оформление списка должно соответствовать ГОСТ 7.1 [2] (в качестве образца следует использовать Приложение 4).

56

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В соответствии с Государственным образовательным стандартом высшего образования по направлению 27.03.04 «Управление в технических системах» (профиль «Управление и информатика в технических системах») дисциплина «Схемотехника элементов и устройств систем управления» является обязательной специальной дисциплиной (Б1.В.ОД.11).

С учетом специфики изучаемой дисциплины и специальности обучение ведется в единстве лекционных тем, практических занятий и курсового проектирования. Выполнение индивидуальных практических заданий, курсового проекта и подготовка к его защите входят в запланированный объем самостоятельной работы студентов по дисциплине.

Использование данного пособия позволило студентам поэтапно, алгоритмично смоделировать процесс проектирования сложной многоконтроллерной системы управления, подготовив обучающихся к практической деятельности, а также к написанию бакалаврской и магистерской выпускных работ.

57

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

И.В. Ткачев. Воронеж: ГОУВПО «Воронежский государственный технический университет», 2007.

2.СТП ВГТУ 62-2007. Текстовые документы. Правила оформления [Текст]. - Введ. 2007-01-04. - Воронеж: ВГТУ, 2007.

3.Микропроцессорные системы: учеб. пособие [Текст] / Е. К. Александров и др.; под общ. ред. Д. В. Пузанкова – СПб.: Политехника, 2002.

4.Угрюмов, Е.П. Цифровая схемотехника / Е.П. Угрюмов. СПб.: БХВ – Санкт-Петербург, 2000 (ресурс Интернета http://cifrobook.ru/).

5.Гук, М. Интерфейсы ПК: Справочник [Текст] / М. Гук – СПб: Питер Ком, 1999.

6.Рюмик, С. М. 1000 и одна микроконтроллерная схема. [Текст] / С.М. Рюмик. – М.: Додэка-ХХI, 2010. Вып. 1.

7.Рюмик, С. М. 1000 и одна микроконтроллерная схема. [Текст] / С.М. Рюмик. – М.: Додэка-ХХI, 2011. Вып. 2.

8.Кёртис, К. Руководство по выбору микроконтроллера / Кит Кёртис // Время электроники. – Режим доступа: http://www.russianelectronics.ru/leader-r/review/2192/doc/56675/

9.Материал из Википедии — свободной энциклопедии. –

Режим доступа: http://ru.wikipedia.org/wiki/RAMDAC.

10.Maxim @ Dallas. – Режим доступа: http://www.gaw.ru/html.cgi/txt/ic/Maxim/index.htm

11.Герасимов, М.И. Микропроцессорные устройства управления РТС: учебное пособие [Текст] / М.И. Герасимов. Воронеж: ФГБОУ ВПО «Воронежский государственный технический университет», 2012. Ч. 3

12.Герасимов М.И. Цифровая схемотехника в устройствах управления: учебное пособие / М.И. Герасимов. Воронеж:

58

ФГБОУ ВПО «Воронежский государственный технический университет», 2013.

13.ГОСТ 26642-85. Устройства числового программного управления для металлообрабатывающего оборудования. Внешние связи со станками. [Текст]. - Введ. 1985-10-29. - М.: Госстан-

дарт, 1986. - 27 с.

14.ГОСТ 27696-88. Роботы промышленные. Интерфейсы. Технические требования. [Текст]. - Введ. 1989-01-01. - М.: Госстандарт, 1988. - 27 с.

15.ATMEL: портрет компании. – Режим доступа: http://www.eworld.ru/support/sst/ports/Atmel.htm

16.Программная среда «AVR Studio». – Режим доступа: http://masteroid.ru/articles/view/732 (дополнительные материалы – на http://book.mirmk.net/ )

17.Евстифеев, А. В. Микроконтроллеры AVR семейства Mega [Текст] / А. В. Евстифеев – Москва, «Додэка-XXI», 2007

(или последующие издания – желательно ссылаться на самое последнее).

18.Голубцов, М. С. Микроконтроллеры AVR: от простого к сложному [Текст] / М. С. Голубцов – Москва, «Солон - пресс»,

2003.

19.Гребнев, В. В. Микроконтроллеры семейства AVR фирмы Atmel [Текст] / В. В. Гребнев – «ИП РадиоСофт», 2002.

20.Баранов, В. Н. Применение микроконтроллеров AVR: схемы, алгоритмы, программы. [Текст] / В. Н. Баранов. Москва, «Додэка-ХХI», 2004.

21.Трамперт, В. Измерение, управление и регулирование с помощью AVR-микроконтроллеров: пер. с нем. [Текст] / В. Трамперт - Киев, «МК-Пресс», 2006.

22.Сайт о микроконтроллерах "AVR" [Электронный ресурс]:

Режим доступа: World Wide Web. URL : http://avr.ru

23.Рынок микроэлектроники [Электронный ресурс]: Режим доступа: World Wide Web. URL : http:// www.gaw.ru

59

24.Руководство по 8-битным AVR-микроконтроллерам XMEGA A – Режим доступа: http://www.gaw.ru/html.cgi/txt/doc/micros/avr/arh_xmega_a/index.htm.

25.XMEGA A MANUAL. Preliminary. – Режим доступа: http://www.gaw.ru/pdf/Atmel/AVR_XMega/AVR_XMEGA_A_Manu al_Preliminary.pdf

26.Королев Н., Шабынин А. Архитектура AVR: развитие вширь и вглубь. // Компоненты и технологии, №2, 2007. – Режим доступа:

http://www.kit-e.ru/articles/micro/2007_02_66.php http://www.ineltek.com/ru/files/2010_05_KiT_AVR_Part1.pdf

27.Кривченко, Игорь. Микроконтроллеры XMEGA – новые возможности проверенного решения / Игорь Кривченко // Компоненты и технологии, 2008. – Режим доступа: http://www.kit-e.ru/articles/micro/2008_3_106.php, http://www.kit-e.ru/articles/micro/2008_4_95.php, http://www.kit-e.ru/articles/micro/2008_5_80.php

28.ATxmega16A4, ATxmega32A4, ATxmega64A4, ATxmega128A4. 8/16-битные микроконтроллеры AVR XMEGA. – Режим доступа: http://www.gaw.ru/html.cgi/txt/ic/Atmel/micros/avr_xmega/ATxmega 16A4_32A4_64A4_128A4.htm

29.MICROCHIP TECHNOLOGY: портрет компании. – Режим доступа: http://www.eworld.ru/support/sst/ports/Microchip.htm

30.Катцен, C. PIC-микроконтроллеры. Полное руководство [Текст] / Cид Катцен, пер. с англ. Евстифеева А. В. – Москва: Додэка – ХХI, 2011.

31.Брей, Б. Применение микроконтроллеров PIC18 [Текст] / Б. Брей, пер. с англ. Литвин В. В. – Киев: «КОРОНА-ВЕК», 2008.

32.Однокристальные 8-разрядные FLASH CMOS микроконтроллеры с 10-разрядным АЦП компании Microchip Technology Incorporated. [Электронный ресурс] – Режим доступа: http://scbist.com/datasheets/microchip/articles/PIC18FXX2_manual.pdf

60