1 Задание на курсовое проектирование

Курсовое проектирование является важным этапом в процессе обучения студентами в вузе и имеет своей целью:

• систематизацию, закрепление и расширение теоретических и практических знаний по дисциплине и применение этих знаний при решении конкретных технических, научных, экономических и производственных задач;

• развитие навыков выполнения самостоятельной работы, овладение методами исследования и экспериментирования при решении вопросов научно-исследовательского характера.

Курсовой проект является подготовительной ступенью к решению студентами более сложной квалификационной задачи – выполнению дипломного проекта.

Целью курсового проектирования по курсу «Цифровые измерительные устройства» является закрепление знаний, полученных студентами при изучении курсов по микропроцессорной технике и измерительным приборам. Оно помогает на практике применить полученные теоретические знания при проектировании цифровых измерительных микропроцессорных приборов и систем.

Курсовой проект по дисциплине «Цифровые измерительные устройства» предусматривает проектирование цифрового прибора на основе микропроцессора КР580ВМ80 или микроконтроллера AT89C51 (согласно полученному варианту задания).

При выполнении курсового проекта рекомендуется придерживаться следующей последовательности:

• анализ задания,

• разработка структурной схемы прибора,

• разработка электрической принципиальная схема прибора на основе структурной схемы прибора,

• написание пояснительной записки,

• защита курсового проекта.

Курсовой проект состоит из текстового (пояснительная записка) и графических документов. Графическая часть должна содержать разработанную студентом схему электрическую принципиальную цифрового прибора и спецификацию к ней.

Сроки выдачи задания на курсовое проектирование и сроки защиты курсового проекта устанавливаются преподавателем-руководителем курсового проекта согласно учебному плану.

В учебно-методическом пособии приведена необходимая информация для выполнения курсового проекта. При выполнении курсового проекта также следует помнить, что в литературе описаны типовые схемотехнические решения, которые можно использовать при разработке отдельных узлов устройства. Между тем, существует множество конкретных инженерных решений, которые могут быть предложены самим студентом.

2 Типовые блоки цифровых приборов

Любой цифровой прибор можно представить в виде совокупности модулей (блоков). Некоторые из них являются общими, характерными для различного рода устройств, например, блок микропроцессора, блок памяти, блок ввода информации и т. п.

Выбор тех или иных блоков происходит исходя из назначения прибора. Основу разрабатываемого в ходе курсового проектирования цифрового прибора должен составлять микропроцессорный модуль, выполненный на базе микропроцессора КР580ВМ80 или микроконтроллера AT89C51, к которому подключаются остальные модули.

Процессор – это основа всей системы, процессор определяет возможности всей системы, в нем происходят все арифметические и логические операции.

Для того чтобы микропроцессорный блок сразу после включения питания начал работать по осмысленному алгоритму его программу хранят в энергонезависимой памяти, то есть в постоянном запоминающем устройстве. А чтобы сохранять промежуточные и итоговые результаты производимых операций, необходимо иметь память данных, в которую можно оперативно записать результат, временно его там хранить и, при необходимости, затем его модифицировать, т.е. иметь оперативное запоминающее устройство (ОЗУ).

Таковы основные блоки, необходимые для работы процессора, но если нет устройства ввода-вывода, то его работа лишена всякого смысла.

Для того, чтобы обрабатывать какие-либо данные их сначала нужно каким-либо образом ввести в систему (например, с клавиатуры или набора различных датчиков). После ввода информации идет ее обработка в процессоре, затем получается результат (например, результат вычисления какой-либо функции), при этом, если не иметь устройства вывода этот результат навсегда останется в памяти системы (пример – калькулятор который выполняет все операции, но не выводит их результата). Следовательно, также в системе необходимо устройство вывода.

В микропроцессорную систему могут входить различные периферийные устройства, выполняющие какую-либо функцию. В качестве периферийных устройств могут выступать: датчики, дисплеи, принтеры, сканеры, аналого-цифровые преобразователи (АЦП), цифро-аналоговые преобразователи (ЦАП), последовательные и параллельные порты, исполнительные устройства и многое другое. Нередко приборы используют вместе с персональным компьютером, для подключения к которому используют специальные схемы. Рассмотрим подробнее некоторые типовые блоки микропроцессорных устройств.