- •2 Разработка модуля инерционного сенсора 8
- •7 Производственная и экологическая безопасность 93
- •8 Заключение 108
- •9 Список литературы 109 Введение и постановка задачи
- •1.1Введение
- •1.2Техническое задание на дипломный проект
- •2Разработка модуля инерционного сенсора
- •2.1Предложение и обоснование подхода к созданию сенсора
- •2.2Разработка структурной схемы модуля инерционного сенсора
- •2.3Обоснование выбора элементной базы
- •2.3.1Акселерометр
- •2.3.2Магниторезистивный сенсор
- •2.3.5Температурный датчик
- •2.3.6Операционный усилитель
- •2.3.7Мультиплексор
- •2.3.8Схема сброса
- •2.3.9Плис
- •2.3.10Микроконтроллер
- •2.4Принцип работы модуля инерционного сенсора
- •2.5Расчет потребляемой мощности
- •3Разработка технологического процесса начальной калибровки модуля инерционного сенсора
- •3.1Обоснование необходимости начальной калибровки модуля инерционного сенсора
- •3.2Разработка алгоритма технологического процесса начальной калибровки инерционного сенсора
- •3.3Результаты испытания разработанного технологического процесса начальной калибровки инерционного сенсора
- •4Разработка алгоритмов управления инерциальными приложениями
- •4.1Разработка алгоритма опроса модуля инерционного сенсора и фильтрации полученных показаний
- •4.2Разработка алгоритма распознавания базовых движений Flip
- •4.3Разработка алгоритма выделения базовых движений Push
- •5Разработка методики написания инерциальных приложений
- •5.1Специфика разработки приложений для операционной системы Palm os 4.0
- •5.2Разработка разделяемого ресурса базы данных инерционного сенсора
- •5.3Разработка демонстрационного инерциального приложения
- •6Планирование и оценка затрат создания программного продукта
- •6.1Смоляная яма программирования
- •6.2Сетевое планирование
- •6.3Создание структурной таблицы работ
- •6.4Расчет затрат на создание программного продукта
- •6.4.1Расчет затрат на непосредственную разработку программного комплекса
- •6.4.2Расчет затрат на изготовление опытного образца программного продукта
- •6.4.3Расчет затрат на технологию
- •6.4.4Затраты на эвм
- •6.4.5Общие затраты на создание программного продукта
- •7Производственная и экологическая безопасность
- •7.1Введение в производственную и экологическую безопасность
- •7.2Обеспечение производственной безопасности при разработке, производстве и эксплуатации микропроцессорных устройств
- •7.2.1Микроклимат лаборатории
- •7.2.2Требования к уровням шума и вибрации
- •7.2.3Электробезопасность
- •7.2.4Требование к защите от статического электричества и излучений при работе за компьютером.
- •7.2.5Требования к освещению на рабочем месте
- •7.2.6Воздействие вредных веществ при пайке
- •7.2.7Психофизические факторы
- •7.2.8Эргономика рабочего места
- •7.3Расчет искусственного освещения на рабочем месте
- •7.4Охрана окружающей среды
- •8Заключение
- •9Список литературы
2.3.7Мультиплексор
В качестве мультиплексора будем использовать микросхему ADG413BR, фирмы Analog Devices. Это четырёхканальный мультиплексор отличительными особенностями которого являются:
Диапазон напряжений переключаемых каналов ±15В.
Низкое входное сопротивление (<35Ом).
Ультранизкое потребление.
Быстрое время переключения.
TTL/CMOS совместимость.
Основные характеристики микросхемы ADG413BR приведены в Таблица 2 .15. Расположение выводов изображено на Рис. 2 .10. Описания выводов приведены в Таблица 2 .16.
Таблица 2.15
Основные характеристики микросхемы ADG413BR
Параметр |
Значение |
Единица измер. |
Диапазон переключаемых сигналов |
±15 |
В |
Входное сопротивление |
35 |
Ом, максимум |
Время включения |
110 |
нс |
Время выключения |
100 |
нс |
Задержка |
25 |
нс |
Количество входных каналов |
4 |
|
Рис. 2.10 Микросхема ADG413BR, вид сверху
Таблица 2.16
Описание выводов микросхемы ADG413BR
Pin |
Мнемоника |
Обозначение |
1 |
IN1 |
Управление каналом 1 |
2 |
D1 |
Выход 1 |
3 |
S1 |
Вход 1 |
4 |
VSS |
Отрицательное питание |
5 |
GND |
Общий |
6 |
S4 |
Вход 4 |
7 |
D4 |
Выход 4 |
8 |
IN4 |
Управление каналом 4 |
9 |
IN3 |
Управление каналом 3 |
10 |
D3 |
Выход 3 |
11 |
S3 |
Вход 3 |
12 |
VL |
Логическое питание |
13 |
VDD |
Положительное питание |
14 |
S2 |
Вход 2 |
15 |
D2 |
Выход 2 |
16 |
IN2 |
Управление каналом 2 |
2.3.8Схема сброса
Для реализации схемы сброса понадобятся полевые транзисторы. В качестве полевых транзисторов будем использовать микросхему IRF7105, фирмы International Rectifier. Микросхема представляет собой два полевых транзистора.
Рис. 2.11 Микросхема IRF7105, вид сверху
2.3.9Плис
В результате анализа структурной схемы было предложено использовать ПЛИС фирмы Altera, семейства MAX (Multiple Array matriX) 7000. Микросхемы этой серии обеспечивают:
Задержку распространения сигнала от любого входа до выхода СБИС не более 5 нс;
Устойчивую работу на частотах до 151 МГц;
Возможность регулирования скорости переключения выходных буферов;
Возможность использования четырех режимов работы выходных буферов: вход, выход, двунаправленный, открытый коллектор;
Возможность задания режима пониженного энергопотребления (Turbo-off) как для всей СБИС в целом, так и для цепей распространения отдельных сигналов;
Возможность программирования и репрограммирования после распайки на плате;
Возможность задания режима секретности разработки (Design Security);
Работу с пониженным (3.3 В) напряжением питания.
Для модуля инерционного сенсора будем использовать микросхему EPM7160STI100-10
Таблица 2.17
Основные характеристики микросхемы EPM7160STI100-10
Параметр |
Значение |
Количество макроячеек |
160 |
Корпус |
TQFP |
Количество выводов |
104 |
Количество выводов ввода/вывода |
84 |
Напряжение питания |
5 В |
Задержка распространения сигнала |
10 нс |
Количество используемых гейтов |
3200 |
Количество логических блоков |
10 |
Рис. 2.12 Функциональная схема ПЛИС серии MAX7000 фирмы Altera
Рис. 2.13 Микросхема EPM7160STI100-10, вид сверху.
