Введение - bestpics.ru

Федеральное агентство по образованию Российской Федерации
Федеральное государственное бюджетное образовательное
учреждение высшего профессионального образования
«Национальный исследовательский ядерный университет «МИФИ»
Кафедра «Автоматика»
Согласовано
Утверждено
____________________________
должность
___________________________
должность
____________________________
подпись, инициалы и фамилия
___________________________
подпись, инициалы и фамилия
«___» ___________ 20__ г.
«___» ___________ 20__ г.
Проектирование и создание информационно — измерительной системы для преобразования
сигнала фотодатчика
Техническое задание
______________________________
Общее количество листов
2011
Введение
One-Wire шина предназначена для устройств связи и обеспечивает низкоскоростной
интерфейс для данных (обычно 16,4 Кбит/с, максимум 125 Кбит/с в режиме overdrive),
питание чаще используется паразитное, при этом сеть использует два провода - один для
заземления, второй для питания и данных. В некоторых устройствах используется также
дополнительный провод питания. Обычно применяется для связи с небольшими и
недорогими устройствами, такими как, например, цифровые термометры и измерители
параметров внешней среды.
Данное техническое задание является исходным документом для проектирования и
создания информационно-измерительной системы, в состав которой должны входить объект
исследования (модуль управления 1-Wire шиной и ведомое устройство), устройства
сопряжения объекта исследования с персональным компьютером и программа обработки и
представления информации.
Основания для разработки
Основанием для разработки модуля для датчика с One-Wire шиной является
необходимость выполнения Учебной Исследовательской Работы в НИЯУ МИФИ на кафедре
Автоматика.
Назначение разработки
Проектируемый модуль предназначен для управления ведомыми устройствами при
помощи 1-Wire шины в лабораторных условиях. В качестве примера было принято решение
взять 1-Wire датчик температуры.
Технические требования
Требования к функциональным характеристикам
Устройство должно содержать модуль управления 1-wire шиной, с возможностью
программирования управления подключенного устройства. В качестве примера ведомого
устройства предполагается взять датчик температуры DALLAS DS18S20. Для такого модуля
характеристики должны быть такими:
 Чтение данных термодатчика и отправка их на компьютер 1 раз в секунду.
 Питание осуществляется при помощи постоянного напряжения в от 3 до 5,5
вольт.
 Токопотребление не больше 100 мА.
Требования к надежности
Модуль не должен выходить из строя во время эксплуатации его в лабораторных
условиях, по крайней мере, в течение одного года периодического использования.
Характеристики изделия не должны ухудшиться за время эксплуатации более чем на 5%.
Условия эксплуатации
Изделие предполагается использовать исключительно в лабораторных условиях.
Требования к составу и параметрам технических средств
Изделие должно быть изготовлено на печатной плате при помощи поверхностного
монтажа элементов. Составные части модуля не должны приносить вреда. Предполагается
использование в изделии микроконтроллер Atmega8, стабилизатор напряжение L7805,
датчик температуры DALLAS DS18S20.
Требования к информационной и программной совместимости
Данные с модуля должны передаваться на компьютер с предустановленным
драйвером создания виртуального COM-порта по usb интерфейсу, для чего используется
переходник uart-usb (на базе схемы ft232). Внутрисхемное перепрограммирование
микроконтроллера не предусмотрено и должно осуществляться специальной схемой
перепрограммирования, управляемой программой WinAVR.
Технико-экономические показатели
Данный модуль предполагается использовать только в лабораторных условиях, но его
выгодно отличает от других изделий схожего плана то, что имеется возможность
подключения нескольких датчиков температуры, или других устройств с 1-Wire
управлением, и обработки данных, полученных с них в разных режимах, а также высокая
помехозащищенность.
Состав и содержание работ
Были установлены следующие этапы работ, отчетные материалы по каждому этапу и
сроки их выполнения:
1. Получение задания на УИР — в процессе этого этапа необходимо получить у
ответственного преподавателя или консультанта задание на разработку
информационно — измерительной системы, требования к системе, объекту
исследования (управления). Данный этап необходимо сделать не позднее 2 недели
учебного семестра.
2. Разработка технического задания на систему — необходимо составить техническое
задание на систему. На данный этап отводится 2 недели. Результатом должно быть
техническое задание, оформленное в соответствии с требованиями ЕСКД.
3. Разработка структуры системы — на данном этапе необходимо определить методы
обработки (управления) объектом исследования, основные модули сопряжения
объекта исследования с персональным компьютером, спроектировать общую
структуру системы. Используемые модули сопряжения необходимо согласовать с
научным руководителем или консультантом. По окончании выполнения этапа должна
быть разработана структурная схема проектируемой системы в виде рисунка или
блок-схемы с подробным описанием каждого отдельно взятого элемента, его
структуры и принципов работы. Срок выполнения данной стадии — не позднее 6
недели семестра.
4. Конструирование системы – необходимо скомпоновать все модули сопряжения
объекта с персональным компьютером, проверить их функционирование как в
отдельно взятом виде, так и в составе системы. При необходимости, для обеспечения
работоспособности модулей, требуется написать соответствующие драйвера или
программы. На данный этап отводится около 2 недель.
5. Разработка программного обеспечения – на данном этапе необходимо написать и
отладить программу обработки сигнала с модуля. Программа должна содержать
визуальные приборы для обработки сигнала фотодатчика и представления
полученных данных в графическом и цифровом виде. По окончании этапа должна
быть представлена рабочая программа. Срок окончания этапа — 9 неделя учебного
семестра.
6. Исследование работы системы — необходимо исследовать поведение системы в
целом, проверить функционирование отдельно взятых ее частей, корректность
данных, обрабатываемых системой. Этап должен быть завершен не позднее 11
недели.
7. Оформление отчета по УИР — заключительный этап, в течение которого необходимо
оформить отчет о проделанной работе. Требуется обозначить в отчете все пункты,
указанные в техническом задании. Результатом данного этапа является отчет о
проделанной работе, выполненный в соответствии с ГОСТ 7.32-2001. На составление
отчета отводится около двух недель.