2 Специальная часть

2.1 Разработка структурной схемы проектируемого устройства

Схема электрическая структурная определяет основные функциональные части изделия, их назначение и взаимосвязь. Отдельные узлы или части устройства обозначают прямоугольником (или условными графическими обозначениями), а связи между ними показывают линиями, стрелки, на конце которых показывают направление прохождения сигналов. Внутрь прямоугольников вписывают наименования, обозначения и типы узлов или частей устройства. Такие схемы используют для общего ознакомления с изделием, они дают наглядное представление о принципе работы аппарата, последовательности взаимодействия его узлов. Структурная схема проектируемого устройства (рисунок 14) состоит из:

- компьютера;

- модуля WoodmanUSB;

- задатчика кода;

- индикаторов состояния задатчика кода.

Рисунок 14 – Структурная схема учебного стенда «Цифроаналоговый

преобразователь»

На контролируемые компьютером входы порта А модуля WoodmanUSB поступает восьмиразрядный код. Под управлением специальной программы компьютер считывает этот код, и зависимости от значения кода из начальной (исходной точки) прорисовывает отрезок линии соответствующий в вертикальном направлении весовому значению кода, а горизонтальном направлении соответствующий времени (частоте дискретизации). На индикаторах состояния отражается двоичный код задатчика.

2.2 Выбор и обоснование электронных компонентов устройства

Наиболее близкими из трех рассмотренных в п. 1.3 модулей по техническим возможностям для использования к разрабатываемом стенде является модуль WoodmanUSB как наиболее скоростной имеющий дополнительные входы управления.

Задатчик кодов может быть реализован на любых маломощных переключателях, например ПД9-2.Индикатор двоичного кода можно выполнить на светодиодах АЛ307 и ограничительных резисторах МЛТ-0,25.

2.3 Разработка принципиальной схемы устройства

Схемы электрические принципиальные определяют полный состав изделия и дают детальное представление о принципе работы изделия. На основе схемы электрической принципиальной разрабатывают целый ряд других конструкторских документов – схемы соединений, чертежи печатных плат, перечни элементов и т.д. На схеме электрической принципиальной изображают все электрические элементы и устройства, необходимые для осуществления и контроля в изделии соответствующих электрических процессов. Элементы изображают в виде условных графических обозначений (УГО) в соответствии с ГОСТ. Каждый элемент схемы электрической принципиальной должен иметь позиционное буквенно – цифровое обозначение в соответствии с ГОСТ 2.710 – 81. Порядковые номера элементам присваивают, начиная с единицы в пределах группы элементов, имеющих одинаковые буквенные обозначения (R1, R2 и т.д., DD1, DD2 и т.д.). Порядковые номера присваивают в соответствии с последовательностью расположения элементов или устройств на схеме сверху вниз, в направлении слева направо. Позиционное обозначение проставляют рядом с графическим обозначением элемента с его правой стороны или над ним. При изображении на схеме элемента разнесенным способом его позиционное обозначение проставляют около каждой части (например, DD1.1, DD1.2 и т.д.). Обязательным документом, выпускаемым совместно со схемой электрической принципиальной, является перечень элементов (ПЭ3). В соответствующих ГОСТах определены правила его выполнения.

Разрабатываемая принципиальная схема учебного стенда изображена на рисунке 15. Схема состоит из:

- модуля WoodmanUSB разъем Х1 которого подключается к входу USB персонального компьютера, а разъем Х2 подключен к задатчику кодов.

- задатчика кодов выполненный на выключателях SA1…SA8 и резисторах R1…R8.

- индикатора состояния задатчика кодов выполненного на светодиодах VL1…VL8 и ограничительных резисторах R9…R16.

Принцип работы схемы

Компьютер под управлением специальной программы циклически опрашивает состояние входов PORTA0…PORTA7 и по значению кода задатчика прорисовывает кривую аналогового сигнала.

С помощью индикатора состояния задатчика можно наблюдать соответствие прорисованных отрезков сигнала с задатчиком кодов.

Выключатели SA1…SA8 подключают напряжение +5 В ко входам PORTA0…PORTA7 модуля WoodmanUSB тем самым устанавливают на них логическую единицу, резисторы R1…R8 необходимы для того чтобы эти входы не были «подвешены в воздухе» при отключенном состоянии выключателей SA1…SA8 т.е. они обеспечивают на них логический ноль.

Резисторы R9…R16 ограничивают тот через светодиоды VL1…VL8.

На (рисунке 15) представлена принципиальная схема разрабатываемого учебного стенда.

Рисунок 15 – Принципиальная схема разрабатываемого учебного стенда