Министерство образования РФ. Череповецкий государственный университет. Институт информационных технологий.Кафедра Автоматизации. Дисциплина: Проектирование МПС.Курсовой проект. Тема: «Проектирование микропроцессорных систем»Разработал: Аршинов А.Н. Группа 1ЗАТ-41 Проверил: Махова А.Н.Череповец 2010Содержание. Содержание 2 Введение 3 Общая часть 5 Специальная часть 7 Приложения 13 Заключение 14 Список литературы 15Введение Каждому, кто каким-то образом связан с автоматикой и электроникой, приходилось вручную разрабатывать печатные платы устройств. Если схема устройства не очень сложная (порядка 2,3 микросхем и нескольких транзисторов), то процесс ручной разводки трасс занимает немного времени. Однако с увеличением количества деталей и особенно с применением микропроцессорных БИС, имеющих шины данных и адреса, умственные и временные затраты резко возрастают и процесс ручного проектирования становится неэффективным. В последние несколько лет заметна тенденция резкого сокращения сроков проектирования новых электронных изделий при все возрастающих требованиях к их качественным характеристикам и увеличении сложности изделий. Это стало возможным благодаря применению систем автоматизированного проектирования печатных плат-САПР. Создание электронного устройства включает в себя следующие этапы: Формирование технического задания (ТЗ) на разработку, определение структуры и алгоритмов функционирования системы. Разработка электрической принципиальной схемы и выпуск соответствующей документации. Моделирование или макетирование отдельных узлов и всего устройства целом. Разработка конструкции печатной платы и выпуск комплекта конструкторской и технологической документации. 5. Подготовка к производству и изготовление печатных плат. 6. Сборка настройка и регулировка электронного изделия. В современных условиях выполнение проекта проводится силами небольшого коллектива с применением автоматизированных компьютерных средств. Одной из наиболее распространенных в России САПР печатных плат является система АССЕЕ ЕПА версии 15 ( Р-САО 2001 ) выпущенная в 2001 году. Это программное обеспечение разработано для операционной системы МЖ)0\^5. Преимуществом РСАО 2001 перед более ранними версиями ( например, широко распространенная САПР РСА1) 4.5 выпущенная в 1988 году и работающая под управлением М8 И05) являются возможность трассировки плат с микросхемами в корпусах с малым шагом 0.625 мм, шариковыми выводами (ВОА), возрастание требований к быстродействию схем и электромагнитной совместимости, совершенствование технологии изготовления печатных плат, широкое применение многослойных плат, возможность их изготовления за рубежом либо на импортном высококлассном технологическом оборудовании.^ Общая часть В состав PCAD 2001 входят следующие взаимосвязанные программы: SYMBOL EDTTOR (файл symed.exe) - графический редактор, предназначен для создания и редактирования символов компонентов; PATTERN EDTTOR (файл pated.exe) - графический редактор, предназначен ;и1я создания посадочных мест и корпусов компонентов; LIBRARY EXECUTIVE (файл ctnp.exe) -гихирамма, предназначенная для редактирования информации условных графических символов компонентов, посадочных мест, корпусов а также для ведения библиотек; SCHEMATIC (файл sch.exe) - графический редактор, предназначен для рисования и редактирования электрических принципиальных схем; РСВ (файл pcb.exe) - графический редактор, предназначен для размещения компонентов на печатной плате а также ручной и автомагической трассировки. Этапы проектирования печатной платы в САПР представлены в виде функциональной схемы на рис.].^ Специальная часть Рассмотрим электрическую принципиальную схему на рис.2. Это ИК-приемник системы дистанционного управления. Предназначен для создания различных систем дистанционного управления.Перейдём непосредственно к проектированию печатной платы данной схемы. Начнём с создания символов электронных компонентов и запишем их в интегрированную библиотеку с помощью графического редактора^ SYMBOL EDITOR. В САПР PCAD 2001 условные графические обозначения содержатся в интегральных библиотеках, в которых принят групповой метод хранения всех составных частей. Для создания новой библиотеки используем команду LIBRARY —> NEW. В появившемся диалоговом окне вводим имя библиотеки. Этот файл будет иметь расширение .LIB. При дальнейшей работе подготовленные символы компонентов будут записываться в библиотеку. Создание символов электронных компонентов возможно по двум вариантам: использование мастера создания символа и ручное создание символа.Первый способ удобен при создании символов микросхем и элементов, имеющих прямоугольный корпус» особенно с большим количеством выводов. С помощью мастера символов нельзя создать символы, использующие в обозначении дуги, крути и наклонные линии. Это относится к таким электронным компонентам как транзистор, катушки индуктивности, диоды, тиристоры и другие. Создадим символ контроллера в мастере рис.3Рис3. Символ контроллераОтдельные символы элементов создадим ручным способом.Для создания посадочных мест электронных компонентов используем графический редактор PATTERN EDITOR. Посадочное место - это комплект конструктивных элементов печатной Платы, предназначенный для монтажа отдельного компонента. В него входят в различных сочетаниях контактные площадки, металлизированные отверстия, печатные проводники на наружных слоях и гладкие крепежные отверстия. Кроме того, посадочное место может включать в себя параметры защитной и паяльной масок, а так же элементы маркировки и графические элементы сборочного чертежа. Создадим посадочные места для компонентов, используемых в нашей схеме: .Далее в программе LIBRARY EXECUTIVE создадим набор взаимосвязанной конструкторской, технологической и схемотехнической информации об элементе, монтируемом на печатную плату. Для этого используем посадочные места из нашей библиотеки и соответствующие им символы компонентов. В приложении Pins View сопоставляются выводы элемента для понимания программой привязки к обозначению на схеме рис.4 Рис.4Когда все компоненты готовы можно приступать к созданию принципиальной схемы. Для этого запускаем графический редактор SCHEMATIC. Выбираем компоненты из библиотеки, расставляем в определённых местах. Соединяем проводниками нужные выводы. Используем шину при массовом соединении с семи сегментным индикатором. 'Затем используя подсветку сетей проверяем правильность соединений проводников и элементов. . В результате получилась схема, показанная на рис.5.Рис. 5 Принципиальная электрическая схема.Графическое редактирование завершено и теперь можно приступать к трассировке и созданию самого образа печатной платы. Для этого в главном меню программы выбираем Route->Autorouting и программа создаст дорожную разводку печатной платы. Красным цветом показаны дорожки в верхней части платы, зелёным - в нижней. Рис.6 .Рис.6 Разведенные трассы на плате.Приложения.В данной схеме используются следующие элементы:Кварцевый резонатор ZQ1 4 MHz Контроллер AT90S2313Заключение.В результате была рассмотрена разработка конструкции печатной млаты с применением системы автоматизированного проектирования P-CAD 2001. 11роцесс автоматизированного проектирования становится эффективным, благодаря САПР. Полученный результат соответствует требованиям для технической» изготовления и обладает всей нужной информацией.^ Список литературы.Восемь уроков по P-CAD 2001 - М: СОЛОН - I Ipecc, 2003 год. Мактас МЯ.Создание условных графических обозначений компонентов в редакторе STMBOL EDITOR программы P-CAD 2001 - Иваново 2003 год. Харахнин К. А-, Павлычвв C.JO.Создание посадочных мест электронных компонентов в редакторе PATTERN EDITOR и ведение библиотек средствами LIBRARY EXECUTIVE P-CAI) 2001 - Иваново 2004 год. Харахнин К.А., Павлычев СЮ.Создание электрических принципиальных схем в редакторе SCHEMATIC Р-CAD 2001 - Иваново 2004 год. Харахнин К.А., Павлычев С.Ю.