микропроцессоры. Микропроцессоры Бобровский И.В. РИ-301221 1. Оглавление Анализ тз 4 Разработка функциональной схемы 5 Выбор модели мк (из семейства stm32F7 Cortex), датчиков, исполнительных устройств 5 Принципиальная схема

• Название: Оглавление Анализ тз 4 Разработка функциональной схемы 5 Выбор модели мк (из семейства stm32F7 Cortex), датчиков, исполнительных устройств 5 Принципиальная схема
• Анкор: микропроцессоры
• Дата: 11.03.2023
• Размер: 1.42 Mb.
• Имя файла: Микропроцессоры Бобровский И.В. РИ-301221 1.docx
• Тип: Анализ; #980695

Оглавление

1.Анализ ТЗ 4

2.Разработка функциональной схемы 5

3.Выбор модели МК (из семейства STM32F7 Cortex), датчиков, исполнительных устройств 5

4.Принципиальная схема 7

5.Разработка программного обеспечения 8

6.Расчет себестоимости устройства 14

7 Выводы и рекомендации по совершенствованию конструкции 15

8. Список литературы 16

1.Анализ ТЗ

Техническое задание:

Внешнее питание от ПК по шине USB, алфавитно-цифровой светодиодный индикатор, управление от энкодера с кнопкой. Функции: Измерение амплитуды входного сигнала, генератор пилообразного напряжения с выбором периода и амплитуды, передача данных и управление генератором по шине USB.

Анализ:

Поворотный энкодер — это тип датчика положения, который преобразует угловое положение (вращение) ручки в выходной сигнал, используемый для определения направления вращения ручки.

Требования к устройству:

1. 
   Внешнее питание от ПК по шине USB – используется в качестве основного источника питания.
   
2. 
   Светодиодный индикатор – используется для вывода информации, для сборки устройства возьмем светодиодный индикатор на микросхеме TM1637.
   
3. 
   Управление через энкодер с кнопкой.
   

2.Разработка функциональной схемы

3.Выбор модели МК (из семейства STM32F7 Cortex), датчиков, исполнительных устройств

Для создания данного устройства были выбраны следующие компоненты:

1. 
   микроконтроллер STM32F767ZIT6;
   
2. 
   Импульсный DC-DC понижающий преобразователь на основе чипа LM2596 .
   

• 
  Тип компонента dc-dc преобразователь
  
• 
  Напряжение входное, В 4…40
  
• 
  Напряжение выходное, В 1.5…35
  
• 
  Максимальный выходной ток, А 3
  
• 
  Вес, г 11
  

3. 
   Сегментный светодиодный индикатор TM1637.
   

Характеристики

• 
  Напряжение питания: 3-5 В;
  
• 
  Драйвер: TM1637;
  

Контакты

• 
  GND - земля;
  
• 
  VCC - питание;
  
• 
  DIO - данные;
  
• 
  CLK - тактовый сигнал;
  

4. 
   Энкодер с кнопкой.
   

• 
  Предельная скорость вращения 120об/ мин.
  
• 
  Угол вращения 360°
  
• 
  Максимальный ток потребления 100мА
  
• 
  Рабочая температура -55°/ +125°
  
• 
  Износостойкость 25000 – 100000 оборотов
  

5. 
   Кварцевый резонатор 25 МГц
   

• 
  Резонансная частота, МГц 10.25
  
• 
  Номер гармоники 1
  
• 
  Точность настройки dF/Fх10-6 15
  
• 
  Температурный коэффициент, Ктх10-6 30
  
• 
  Рабочая температура, С -40…70
  
• 
  Корпус hc-49u
  
• 
  Длина корпуса L.,мм 13.5
  
• 
  Диаметр(ширина)корпуса, D(W),мм 11.5
  
• 
  Вес, г 1
  

4.Принципиальная схема

Описание работы устройства:

Схемы питания и тактирования обеспечивают корректную работу микроконтроллера, энкодер обеспечивает смену выводимой информации на индикатор. Возможен вывод либо напряжения на щупе, либо амплитуды генерируемых колебаний. Передача информации на ПК через USB и прием с него осуществляется постоянно.

5.Разработка программного обеспечения

При выборе програмного обеспечения для разработки мой выбор был сделан на STM Cube MX.

Начальная конфигурация всех используемых периферийных модулей МК в STM Cube MX:



Рисунок 1 - Pinout Configuration



Рисунок 2 - Pins Configuration (Часть 1)



Рисунок 3 - Pins Configuration (Часть 2)



Рисунок 4 - Clock Tree Configuration



. Рисунок 5-Блок схема функции Main



Рисунок 6-Блок схема функции прерывания таймера Tim 4

6.Расчет себестоимости устройства

Для расчета себестоимости разработанного нами устройства возьмем цены из общедоступного магазина, а именно «Чип и Дип.». Компоненты, которые мы использовали обошлись нам:

1. 
   Микроконтроллер STM32F767ZIT6 – 2500 руб.
   
2. 
   Импульсный DC-DC понижающий преобразователь на основе чипа LM2596 – 450 руб.
   
3. 
   Светодиодный индикатор ТМ1637–120 руб.
   
4. 
   1 резистор – 5 руб.
   
5. 
   Кварцевый резонатор HC-49S, номиналом 25 МГц – 13 руб.
   

.

Итого на сборка данного устройства обойдется в 3088 рублей. Расчеты себестоимости производились по каталогу магазина «Чип и Дип» из товаров в наличии.

7 Выводы и рекомендации по совершенствованию конструкции

Подводя итоги проведенной работе, можно сказать, что устройство получилось достаточно простым, не сложным в повторении. При этом его цена в 3088 рублей, на мой взгляд слишком высока. Для удешевления стоимости проекта можно заменить микроконтроллер STM32F767ZIT6 на любой другой, например, STM32F103C8T6, для задач выполняемых этой схемой его производительности будет более достаточно, при это цена на такой проект может снизиться более чем в 20%.

8. Список литературы

1. AN4661 - Application note «Getting started with STM32F7 Series MCU hardware development»

2. AN4899 - Application note «STM32 GPIO configuration for hardware settings and low-power consumption»

3. STM32F765xx, STM32F767xx, STM32F768Ax, STM32F769xx Datasheet – production data

4. PM0253 - Programming manual «STM32F7 Series and STM32H7 Series Cortex®-M7 processor programming manual»

5. UM1891 - User manual «Getting started with STM32CubeF7 MCU Package for STM32F7 Series»

6. RM0410 - Reference manual «STM32F76xxx and STM32F77xxx advanced Arm®-based 32-bit MCUs»

7. UM1905 – User manual «Description of STM32F7 HAL and low-layer drivers»

8. Рюмик С.М. 1000 и одна микроконтроллерная схема. Вып. 1. - М.: Додэка-XXI, 2010 - 356 с.: ил. + CD

9. Рюмик С.М. 1000 и одна микроконтроллерная схема. Вып. 2. - М.: Додэка-XXI, 2011 - 400 с.: ил. + CD

10. Рюмик С.М. 1000 и одна микроконтроллерная схема. Вып. 3. - М.: ДМК-Пресс, 2016 - 356 с.: ил.

11. Рюмик С.М. 1000 и одна микроконтроллерная схема. Вып. 4. - М.: ДМК-Пресс, 2017 - 336 с.: ил.