Монтаж, программирование и обслуживание робототехнических средств. Разработки в среде Altium Designer. Практикум для СПО
.pdf
кументации микроконтроллера найти схему с минимальным количеством элементов, необходимым для работы микроконтроллера. Пример схемы подключения драйвера FAN7842 из его документации показан на рис. 4. Создайте отсутствующие элементы в библиотеке.
4. Для соединения элементов на схеме в среде Altium Designer используется инструмент Place->Wire. Так же для соединения выводов двух элементов можно использовать инструмент Place->Net Label. Этот инструмент позволяет задать имя проводнику. Два проводника с одинаковым именем подразумевают электрическое соединение, даже если они не будут соединены инструментом Wire. Пример использования данных инструментов показан на рис. 5.
Рис. 3. Добавление элемента на схему
31
Рис. 4. Пример схемы подключения драйвера FAN7842
Рис. 5. Использование инструментов соединения выводов (вывод PA4 микроконтроллера и вывод HIN драйвера соединены
спомощью инструмента Net Label)
5.Цепи питания и «земли» объединяются в шины с помощью инструмента Place->Power Port. В свойствах этого элемента можно изменять имя шины, например, для шины «земли» — GND (все элементы с одинаковым именем соединяются между собой); тип элемента — Style — для шины пи-
32
тания — GOST Arrow, для шины «земли» — GOST Bar. Пример показан на рис. 6.
Рис. 6. Пример установки шин питания
6.После того как все элементы размещены на схеме и соединены между собой, необходимо им присвоить порядковый номер. В среде Altium Designer это можно сделать автомати-
чески с помощью инструмента Tools->Annotation->Annotate Schematic. В поле Order of Processing нужно выбрать Down Then Across, затем нажать кнопку Update Changes List, затем нажать кнопку Accept Changes (Create ECO), в открывшемся окне нажать кнопку Execute Changes. Если все сделано правильно, каждому элементу на схеме присвоится свой порядковый номер.
7.На этом работа с электрической принципиальной схемой закончена.
33
СПИСОК КОНТРОЛЬНЫХ ВОПРОСОВ
1.Что такое микроконтроллер.
2.Функции микроконтроллера.
3.Минимальное количество элементов, необходимых для стабильной работы микроконтроллера.
4.Схема подключения двигателя к микроконтроллеру.
5.Можно ли управлять двигателем напрямую с микроконтроллера.
6.Закон Ома.
7.Делитель напряжения.
8.Инструменты для создания электрических принципиальных схем в среде Altium Designer.
9.Особенности диодов Шоттки. Обозначение на схеме.
10.H-мост. Функции, особенности.
11.Выбор шага сетки при разработке электрических принципиальных схем в среде Altium Designer.
12.Основные элементы электрических схем и их функ-
ции.
13.Обозначение шин питания и шин земли на электрической схеме.
14.Создание проекта для разработки электрических принципиальных схем в среде Altium Designer.
15.Обозначение и нумерация элементов на электрической схеме.
34
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 3.
РАЗРАБОТКА ПЕЧАТНОЙ ПЛАТЫ
В СРЕДЕ ALTIUM DESIGNER
ВВЕДЕНИЕ
Печатная плата — пластина из диэлектрика, на поверхности и/или в объёме которой сформированы электропроводящие цепи электронной схемы. Печатная плата является основой любой современной электронной конструкции и предназначена для электрического и механического соединения различных электронных компонентов. Электронные компоненты на печатной плате соединяются своими выводами с элементами проводящего рисунка обычно пайкой.
Печатная плата имеет две стороны. На печатной плате электропроводящий рисунок выполнен из фольги, целиком расположенной на твердой изолирующей основе. Печатная плата содержит монтажные отверстия и контактные площадки, к которым и припаиваются выводы радиодеталей. Кроме того, в печатных платах имеются переходные отверстия для электрического соединения проводников, расположенных на разных слоях платы. На печатную плату может наноситься маркировка (шелкография) — вспомогательный рисунок и текст согласно конструкторской документации.
35
В зависимости от количества слоёв с электропроводящим рисунком печатные платы подразделяют на:
•односторонние (ОПП): имеется только один слой фольги, наклеенной на одну сторону листа диэлектрика;
•двухсторонние (ДПП): два слоя фольги;
•многослойные (МПП): фольга не только на двух сторонах платы, но и во внутренних слоях диэлектрика. Многослойные печатные платы получаются склеиванием нескольких односторонних или двухсторонних плат.
В среде Altium Designer существует множество инструментов для разработки печатных плат. Подробнее с описанием разработки печатных плат в Altium Designer можно ознакомиться в [1–4].
ЦЕЛЬ РАБОТЫ
Изучение методики размещения конструктивных элементов РЭС на печатных платах средствами графического редактора САПР Altium Designer PCB. Изучение методики интерактивной трассировки печатных плат средствами графического редактора Altium Designer PCB; приобретение навыков работы с ним при решении задач трассировки.
36
ЗАДАНИЕ НА ЛАБОРАТОРНУЮ РАБОТУ
Разработать схему электрическую принципиальную устройства в соответствии с индивидуальным заданием, представленным в табл. 1.
|
|
|
|
Таблица 1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
Микро- |
|
Тип кор- |
|
|
|
|
пуса |
Транзистор (тип |
||
№ |
контроллер |
Драйвер (Д) |
|||
драйвера |
корпуса) (Т) |
||||
|
(М) |
|
|||
|
|
(К) |
|
||
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
1 |
MSP430F2012 |
HIP4080A |
SO |
IRFL014N (SOT- |
|
|
|
|
|
223) |
|
|
|
|
|
|
|
2 |
MSP430F2013 |
LM5104 |
DIP |
IRFL4105 (SOT- |
|
|
|
|
|
223) |
|
|
|
|
|
|
|
3 |
MSP430F2001 |
IR2010 |
|
IRFL4310 (SOT- |
|
|
|
|
|
223) |
|
|
|
|
|
|
|
4 |
MSP430F2101 |
FAN7842 |
|
IRFL210 (SOT-223) |
|
|
|
|
|
|
|
5 |
MSP430F2112 |
TPS28226 |
|
IRF1404S (D2PAK) |
|
|
|
|
|
|
|
6 |
MSP430F2234 |
LM2722 |
|
IRF740S (D2PAK) |
|
|
|
|
|
|
|
7 |
MSP430F2274 |
IR2104 |
|
IRF7201 (SO8) |
|
|
|
|
|
|
|
8 |
ATtiny2313 |
IR2111 |
|
IRF7403 (SO8) |
|
|
|
|
|
|
|
9 |
ATtiny24 |
UCC27321 |
|
IRF7822 (SO8) |
|
|
|
|
|
|
|
10 |
ATtiny44 |
FAN7382 |
|
IRFR320 (TO- |
|
|
|
|
|
252AA) |
|
|
|
|
|
|
|
11 |
ATmega8 |
IR21844 |
|
IRFR014 (TO- |
|
|
|
|
|
252AA) |
|
|
|
|
|
|
|
12 |
ATmega168 |
IR21834 |
|
IRFR3303 (TO- |
|
|
|
|
|
252AA) |
|
|
|
|
|
|
37
|
Микро- |
|
Тип кор- |
|
|
|
|
пуса |
Транзистор (тип |
||
№ |
контроллер |
Драйвер (Д) |
|||
драйвера |
корпуса) (Т) |
||||
|
(М) |
|
|||
|
|
(К) |
|
||
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
13 |
ATmega328 |
|
|
IRL2505S (D2Pak) |
|
|
|
|
|
|
|
14 |
STM32F030F4 |
|
|
IRL640S (D2Pak) |
|
|
|
|
|
|
|
15 |
STM32F051C6 |
TB6612FNG |
|
IRL3803S (D2Pak) |
|
|
|
|
|
|
|
16 |
STM32F030C6 |
L298(+L297) |
|
BS170(TO-92) |
|
|
|
|
|
|
|
17 |
STM32F030K6 |
|
|
IRFU024(TO- |
|
|
|
|
|
251AA) |
|
|
|
|
|
|
|
18 |
STM32F031F6 |
|
|
BUZ326(TO- |
|
|
|
|
|
218AA) |
|
|
|
|
|
|
|
19 |
STM32F103T4 |
|
|
BUZ71(TO-220) |
|
|
|
|
|
|
|
20 |
STM32F103C6 |
|
|
IRF1405(TO- |
|
|
|
|
|
220AB) |
|
|
|
|
|
|
38
ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЫ
1.Ознакомиться с теоретическим материалом (лекционные материалы, краткие сведения в методическом указании и самостоятельно во внеаудиторное время).
2.Получить задание на выполнение лабораторной работы (во время лабораторного занятия).
3.Выполнить задание в среде Altium Designer.
4.Продемонстрировать преподавателю результат.
5.Оформить отчет по лабораторной работе (самостоятельно во внеаудиторное время).
6.Защитить лабораторную работу (во время лабораторного занятия).
39
СОДЕРЖАНИЕ ОТЧЕТА
Отчет по лабораторной работе должен содержать следующие разделы:
1.Титульный лист
2.Содержание
3.Введение
4.Ход работы
5.Заключение
6.Список литературы
40