Система пожарной защиты самолета Ту-154М

- Шесть каналов ШИМ;

- программируемый сторожевой таймер со встроенным генератором;

- два полнодуплексных последовательных порта UART/USART с двойной буферизацией;

- интерфейс SPI с режимом Master/Slave;

- встроенная схема сброса при подаче напряжения питания и схема слежения за питанием;

-аналоговый компаратор;

- JTAG-порт для подключения внутрисхемного эмулятора ATJTAGICE;

- пять программируемых режимов пониженного энергопотребления;

 - диапазон напряжения питания:

 - от 1,8 до 5,5 В (для ATmega162V)

 - от 2,7 до 5,5 В (для ATmega162)

- высоконадежная защита от несанкционированного копирования содержимого ПЗУ;

- 40-выводной корпус DIP и 44-выводной корпус TQFP/MLF;

Структурная схема микроконтроллера ATmega162 представлена на рисунке 3.14.

 

Рисунок 3.14- Структурная схема микроконтроллера ATmega162

 

 

Информация о системе сигнализации пожара поступает на микроконтроллер ATmega162, который ведет мониторинг параметров с последующей записью этих параметров в энергозависимую память EEPROM 25LC512 (рисунок 3.15) [10].

 

Рисунок 3.15. Линейная интегральная микросхема памяти EEPROM 25LC512

 

Память такого типа может стираться и заполняться данными до миллиона раз, размер памяти составляет 128 байт, I max потребления в режиме чтения составляет 5 mA, а записи 10 mA. На рисунке 3.16 показано расположение выводов, на рисунке 3.17- структурная схема.

 

Рисунок 3.16. Расположение выводов памяти EEPROM 25LC512

 

Рисунок 3.17. Структурная схема памяти EEPROM 25LC512

 

В таблице 3.5 перечислены основные параметры памяти EEPROM 25LC512.

 

Таблица 3.5

Основные параметры памяти EEPROM 25LC512

 

 

Для питания микроконтроллера необходимо напряжение в 5 В. Для того, чтобы понизить напряжение от системы сигнализации пожара ССП-2А серия 2 (27 В) до требуемого нам (5 В) будем использовать понижающий DC-DC преобразователь на 5V на базе MC34063А. Работает с напряжением от 3 до 40 В , максимальный ток 1.5А, частота преобразования 100KHz. Внешний вид и назначение выводов MC34063А привидены на рисунке 3.18 [11].

 

Рисунок 3.18- Внешний вид и назначение выводов MC34063А

 

Выводы микросхемы:

1. SWC (switch collector) - коллектор выходного транзистора

2. SWE (switch emitter) - эмиттер выходного транзистора

3. Tc (timing capacitor) - вход для подключения времязадающего конденсатора

4. GND - земля

5. CII (comparator inverting input) - инвертирующий вход компаратора

6. Vcc - питание

7. Ipk - вход схемы ограничения максимального тока

8. DRC (driver collector) - коллектор драйвера выходного транзистора (в качестве драйвера выходного транзистора также используется биполярный транзистор)

 

 

В этом разделе рассматривается вопросы трассировки печатных проводников и размещения компонентов на поле печатной платы.

Печатная плата служит основанием для монтажа элементов и обеспечивает их коммуникацию в соответствии с принципиальной схемой. Применение печатных плат позволяет на один - два порядка повысить плотность компоновки элементов по сравнению с объемным монтажом и на порядок снизить массу.

В устройствах малой сложности и в аппаратуре, к которой не предъявляются высокие требования, применяют однослойные и двухслойные печатные платы. В аппаратуре средней и большой сложности часто используют многослойные печатные платы.

Для трассировки проводников используются специализированные пакеты как:

-PCAD (ACCEL EDA);

-Eagle;

-Proteus Electra;

-Ultiboard Workbench;

Наиболее широкие возможности представляет система P-CAD. Она предназначена для проектирования многослойных печатных плат (ПП) вычислительных и радиоэлектронных устройств. В состав P-СAD входят четыре основных модуля - P-CAD Schematic, P-CAD PCB, P-CAD Library Executive, P-CAD Autorouters и ряд других вспомогательных программ (рисунок 4.1).

 

Рисунок 4.1. Структура системы P-CAD

 

P-CAD Schematic и P-CAD PCB - соответственно графические редакторы принципиальных электрических схем и ПП. Редакторы имеют системы всплывающих меню в стиле Windows, а наиболее часто применяемым командам назначены пиктограммы. В поставляемых вместе с системой библиотеках зарубежных цифровых ИМС имеются три варианта графики: Normal - нормальный (в стандарте США), DeMorgan — обозначение логических функций, IEEE — в стандарте Института инженеров по электротехнике (наиболее близкий к российским стандартам).

Редактор P-CAD PCB может запускаться автономно и позволяет разместить модули на выбранном монтажно—коммутационном поле и проводить ручную, полуавтоматическую и автоматическую трассировку проводников. Если P-CAD PCB вызывается из редактора P-CAD Schematic, то автоматически составляется список соединений схемы и на поле ПП переносятся изображения корпусов компонентов с указанием линий электрических соединений между их выводами. Эта операция называется упаковкой схемы на печатную плату. Затем вычерчивается контур ПП, на нем размещаются компоненты и, наконец, производится трассировка проводников.

Применение шрифтов True Type позволяет использовать на схеме и ПП надписи на русском языке.

Автотрассировщики вызываются из управляющей оболочки P-CAD РСВ, где и производится настройка стратегии трассировки. Информацию об особенностях трассировки отдельных цепей можно с помощью стандартных атрибутов ввести на этапах создания принципиальной схемы или ПП. Первый трассировщик QuickRoute относится к трассировщикам лабиринтного типа и предназначен для трассировки простейших ПП. Второй автоматический трассировщик PRO Route трассирует ПП с числом сигнальных слоев до 32. Трассировщик Shape-Based Autorouter - бессеточная программа автотрассировки ПП. Программа предназначена для автоматической разводки многослойных печатных плат с высокой плотностью размещения элементов. Эффективна при поверхностном монтаже корпусов элементов, выполненных в различных системах координат. Имеется возможность размещения проводников под различными углами на разных слоях платы, оптимизации их длины и числа переходных отверстий.

Document Toolbox - дополнительная опция P-CAD РСВ и P-CAD Schematic для размещения на чертежах схем или ПП различных диаграмм и таблиц, составления различных списков и отчетов, которые динамически обновляются, таблиц сверловки, данных о структуре платы, технологической и учетной информации, размещения на чертежах схем списков соединений, выводов подключения питания и другой текстовой информации. Программа предназначена для расширения возможностей выпуска технической документации без использования чертежных программ типа AutoCAD. Document Toolbox позволяет автоматизировать создание конструкторской документации, необходимой для производства проектируемых ПП.

SPECCTRA - программа ручного, полуавтоматического и автоматического размещения компонентов и трассировки проводников. Трассирует ПП большой сложности с числом слоев до 256. В программе используется так называемая бессеточная Shape-Based - технология трассировки. За счет этого повышается эффективность трассировки ПП с высокой плотностью размещения компонентов, а также обеспечивается трассировка одной и той же цепи трассами различной ширины. Программа SPECCTRA имеет модуль AutoPlace, предназначенный для автоматического размещения компонентов на ПП. Вызов программы производится автономно из среды Windows или из программы P-CAD РСВ.

P-CAD Library Executive - менеджер библиотек. Интегрированные библиотеки P-CAD содержат как графическую информацию о символах и типовых корпусах компонентов, так и текстовую информацию (число секций в корпусе компонента, номера и имена выводов, коды логической эквивалентности выводов и т.д.). Программа имеет встроенные модули: Symbol Editor — для создания и редактирования символов компонентов и Pattern Editor — для создания и редактирования посадочного места и корпуса компонента. Упаковка вентилей компонента, ведение и контроль библиотек осуществляются модулем Library Executive. Модуль имеет средства просмотра библиотечных файлов, поиска компонентов, символов и корпусов компонентов по всем возможным атрибутам.

Вспомогательные утилиты, образующие интерфейс DBX (Data Base Exchange), в частности, производят перенумерацию компонентов, создают отчеты в требуемом формате, автоматически создают компоненты, выводы которых расположены на окружности или образуют массив, рассчитывают паразитные параметры ПП и т. п.

Общие характеристики системы проектирования P-CAD:

-32-разрядная база данных;

-разрешающая способность P-CAD РСВ и других программ равна 0,001 мм;

-до 100 открытых одновременно библиотек;

-число компонентов в одной библиотеке - неограничено;

-до 64 000 электрических цепей в одном проекте;

-до 10 000 выводов в одном компоненте;

-до 5000 секций (вентилей) в одном компоненте;

-до 2000 символов в атрибуте компонента;

-до 2000 символов в текстовой строке;

-до 20 символов в имени вывода, имени цепи, позиционном обозначении вывода (пробелы, знаки табуляции, точки и скобки не допускаются);

-до 16 символов в имени типа компонента (пробелы и знаки табуляции не допускаются);

-до 30 символов в позиционном обозначении компонента (двоеточие, пробелы, знаки табуляции, точка и точка с запятой не допускаются);

-до 8 символов в имени файла (в том числе и при работе в среде Windows);

-многошаговый «откат» вперед и назад. По умолчанию количество запоминаемых шагов установлено равным 10, но эту величину можно при необходимости изменить, редактируя файл конфигурации *.ini.

-минимальный шаг сетки 0,1 mil в английской системе и 0,001 мм в метрической системе (1 mil = 0,001 дюйма = 0,0254 мм, 1 мм = 40 mil). Систему единиц можно изменять в любой фазе проекта.

Графический редактор принципиальных схем P-CAD Schematic:

-до 99 листов схем в одном проекте, максимальный размер листа 60 х 60 дюймов;

-поддержка стандартных форматов листов от А до Е, А0-А4 и др. форматов;

-дискретность угла поворота компонента 90°;

-работает утилита ERC для просмотра и сортировки ошибок в принципиальных схемах;

-перекрестные связи между P-CAD Schematic и P-CAD РСВ позволяют для выбранной на схеме цепи высветить на ПП соответствующий ей проводник и наоборот;

-возможна передача данных в программу моделирования PSpice A/D.

Графический редактор печатных плат, P-CAD РСВ:

-до 99 слоев в ПП, из них 11 слоев предварительно определены;

-максимальный размер ПП 60 х 60 дюймов;

-автоматическая коррекция принципиальных схем по изменениям в печатной плате и наоборот (коррекция «назад» и «вперед»);

-до 64 000 типов контактных площадок в проекте;

-ширина проводника на ПП до 10 мм;

-до 64 000 стилей стеков контактных площадок в проекте;

-контактные площадки различных форм: эллипс, овал, прямоугольник, скругленный прямоугольник, сквозное переходное отверстие, перекрестье для сверления (target), непосредственное соединение, тепловой барьер с 2 или 4 перемычками;

-контроль соблюдения зазоров и полноты разводки ПП;

-минимальный дискрет угла поворота текста и графических объектов — 0,1 град;

-поддержка управляющих файлов фотоплоттеров Gerber и сверлильных станков с ЧПУ типа Excellon.