close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Дипломный проект. ПЗ

код для вставки
В данном дипломном проекте описывается технологический процесс изготовления печатной платы с толщиной в 1,5 мм для термометра-термостата. В работе описывается схема электрическая принципиальная и электрическая структурная. Приведен принцип работы ус
Содержание
Введение
5
1 Общий раздел
9
1.1
Общие требования к проектируемому устройству
9
1.2
Область применения проектируемого устройства
9
1.3
Обзор термометра-термостата - «РАТАР-02К»
9
1.4
Обзор термометра-термостата - «РАТАР-03.2УВ-Щ1»
11
1.5
Обзор термометра-термостата на микроконтроллере PIC16F84A
13
1.6
Автоматизированные системы проектирования электронных устройств
14
2 Конструкторский раздел
17
2.1
Алгоритм работы устройства
17
2.2
Схема электрическая структурная
19
2.3
Схема электрическая принципиальная
20
2.4
Элементная база устройства
21
2.5
Управляющая программа микроконтроллера
34
3 Технологический раздел
35
3.1
Выбор проводниковых и изоляционных материалов
35
3.2
Выбор и расчет формы и размеров печатного монтажа
36
3.2.1
Обоснование компоновки печатной платы
37
3.2.2
Обоснование трассировки печатной платы
39
3.2.3
Способы изготовления печатной платы
41
3.3
Технологический процесс изготовления платы проектируемого устройства
42
3.3.1
Резка заготовок
43
3.3.2
Пробивка базовых отверстий
44
3.3.3
Подготовка поверхности заготовок
44
3.3.4
Нанесение сухого пленочного фоторезиста
45
3.3.5
Нанесение защитного лака
45
3.3.6
Сверловка отверстий
45
3.3.7
Химическое меднение
46
3.3.8
Снятие защитного лака
47
3.3.9
Гальваническая затяжка
47
Изм Лист № докум.
Разраб.
Пров.
Реценз.
Н.контр.
Утв.
Жарких С.И.
Козина И.Л.
Козина И.Л.
Вафик А.В.
Подпись Дата
ППЭТ ДП 230113 10 000 ПЗ
Дипломный проект.
Пояснительная записка
Лит
у
Лист
Листов
3
73
КСК-12
3.3.10
Электролитическое меднение и нанесение защитного покрытия ПОС-61
48
3.3.11
Снятие фоторезиста
49
3.3.12
Травление печатной платы
49
3.3.13
Осветление печатной платы
50
3.3.14
Оплавление печатной платы
50
3.3.15
Механическая обработка
51
4 Охрана труда
53
4.1
Общие правила охраны труда на производстве
53
4.2
Техника безопасности при эксплуатации компьютерного оборудования
54
4.3
Техника безопасности при производстве печатных плат
56
4.4
Противопожарные мероприятия
57
4.5
Экологическая безопасность при производстве печатных плат
59
Заключение
61
Список использованных источников
62
Приложение А
64
Изм Лист № докум.
Подпись Дата
ППЭТ ДП 230113 10 000 ПЗ
Лист
4
Введение
Термостат - прибор для поддержания постоянной температуры. Поддержание
температуры
обеспечивается
либо
за
счёт
использования
терморегуляторов,
либо
осуществлением фазового перехода (например, таяние льда). Для уменьшения потерь тепла или
холода термостаты, как правило, теплоизолируют. Но не всегда. Широко известны
автомобильные моторы, где летом нет никакой теплоизоляции и за счёт действия восковых
термостатов поддерживается постоянная температура. Другим примером термостата является
холодильник.
Термостаты можно классифицировать по диапазону рабочих температур:

Термостаты высоких температур (от плюс 300 до плюс 1200 °C);

Термостаты средних температур (от минус 60 до плюс 500 °C);

Термостаты низких температур (не менее минус 60 °C (200 К)) — криостаты.
Термостаты можно классифицировать по рабочему телу (теплоносителю):

Воздушные;

Жидкостные;

Твердотельные (как правило, используются элементы Пельтье и воск).
Термостаты можно классифицировать по точности поддержания температуры:

5-10 градусов и хуже, как правило, достигается без перемешивания, за счёт
естественной конвекции;

1-2
градуса
(хорошая
тепловая
стабильность
для
воздушных,
очень
посредственная для жидкостных), как правило, с перемешиванием;

0,1 градуса (очень хорошая тепловая стабильность для воздушных, на уровне
лучших образцов, средняя для жидкостных);

0,01 градуса (как правило, достигается в жидкостных термостатах специальной
конструкции), практически невозможно получить в воздушном термостате с вентилятором.
Термостаты можно классифицировать по области и способу применения:

Промышленные термостаты;

Накладные термостаты;

Погружные термостаты;

Комнатные термостаты.
Изм Лист № докум.
Подпись Дата
ППЭТ ДП 230113 10 000 ПЗ
Лист
5
В термодинамике термостатом часто называют систему, обладающую столь большой
теплоёмкостью, что подводимое к ней тепло не меняет её температуру.
Термостатами называют две группы приборов:

законченное устройство, например, лабораторный термостат для поддержания
заданной температуры для культивирования микроорганизмов;

датчик, который при достижении некоторой установленной температуры,
включает или отключает исполнительный механизм.
Также термостаты подразделяются на два вида - механические и электронные. В
механических термостатах используются механические (физические) свойства материалов,
например, изменение геометрии материала или его объема. Особенность механических
термостатов заключается в том, что они не имеют собственного электропотребления. В
электронных термостатах используется термодатчик, показания с которого считываются
электронной схемой термостата.
Ртутные термостаты являются одним из самых первых типов термостатов и сейчас
ввиду токсичности ртути не используются. Существует два принципа работы ртутных
термостатов:

ртуть, поднявшись до назначенной высоты в термометрическом сосуде, замыкает
электрические контакты или воздействует на некоторое устройство. Точность такого
термостата достигала 0,01 °С. Данный термостат применялся в основном в промышленных
условиях.

ртутный датчик закреплен на биметаллическом элементе, который при изменении
температуры изменяет свою положение или конфигурацию и приводит в действие ртутный
датчик. Точность этого термостата зависела от точности биметаллического элемента и
достигала 0,5 °С. Термостат применялся как в промышленных так и в домашних условиях.
Колба с ртутью присоединена к биметаллическому элементу, реагирующему на
температуру и наклоняющему колбу в ту или другую сторону. Когда колба наклоняется в одну
сторону, происходит замыкание контактов, в другую сторону - контакты размыкаются.
Биметаллический элемент (диск, катушка, лента), в силу присущих ему свойств, при
достижении температуры срабатывания резко изгибается, приводя в действие исполнительный
механизм - электроконтакты или клапан. В исходное состояние термостат возвращается либо
автоматически, либо при воздействии на биметаллический элемент. Такие термостаты
соответственно называются термостаты с автоматическим сбросом и термостаты с ручным
сбросом. Данный вид термостатов обычно применяют в системах защиты систем от перегрева
Изм Лист № докум.
Подпись Дата
ППЭТ ДП 230113 10 000 ПЗ
Лист
6
или переохлаждения. Широко применяются регулируемые механические термостаты, в
которых при помощи ручки можно устанавливать желаемый уровень температуры. Обычно
используют в недорогих системах контроля температуры – домашние нагреватели, тепловые
завесы и т.п. Точность такого термостата обычно в диапазоне от 0,5 °С до 4°С и очень сильно
зависит от качества используемого биметалла.
Восковые
термостаты
обычно
применяются
для
регулирования
температуры
охлаждающей жидкости в системе охлаждения автомобильных двигателей. Регулируя поток
охлаждающей жидкости и смешивая жидкость разных температур (циркулирующую по
большому и малому контурам) термостат позволяет поддерживать температуру охлаждающей
жидкости на оптимальном уровне (в зависимости от марки автомобиля) от 70 до 95°С. При
низких температурах воск имеет твердую консистенцию, но при нагреве двигателя воск
плавится и расширяется. В герметичной камере, в которой находится восковая пластина,
расположено
специальное
устройство,
в
открывающее клапан. Воск, используемый
случае
увеличения
рабочей
температуры,
в термостатах, отличается от
обычного
парафинового воска: он содержит меньше молекул углерода, что и определяет его физические
свойства.
Существуют также решения использования воскового термостата в системах
отопления.
Капиллярные термостаты обычно используют для поддержания заданной температуры
в системах отопления, газовых печах, бойлерах, системах защиты от перегрева. По способу
исполнения различают термостаты настроенные на заданную температуру и регулируемые
термостаты. Термостат состоит из колбы, наполненной газом или жидкостью, соединенной с
управляющим элементом при помощи тонкой трубки - капилляра. Конец трубки помещен в
корпус термостата и соединен с диафрагмой. При нагреве газ (жидкость) расширяется и давит
на диафрагму, которая приводит в действие исполнительный механизм - электрические
контакты или клапан, регулирующий поток теплоносителя.
В зависимости от точности срабатывания термостата различают две основные схемы
электронных термостатов:

в качестве измерительного устройства используется механические термостаты,
«показания» с которых снимаются помощью электронного исполнительного устройства.
Точность измерения таких термостатов обычно не очень высока.

в качестве измерительного датчика используются электронные измерительные
устройства - термопары, резисторные датчики, p-n переходы полупроводниковых приборов,
инфракрасные датчики.
Изм Лист № докум.
Подпись Дата
ППЭТ ДП 230113 10 000 ПЗ
Лист
7
Поступающая информация с измерительных устройств подается на электронную схему,
которая подает команду(ы) на исполнительное устройство. Такие электронные термостаты
являются более точными приборами. Существует большое разнообразие таких термостатов - с
индикаторами температуры, программируемые, регулируемые и т.д. Основное достоинство
электронных термостатов это возможность значительного удаления измерительного датчика от
схем управления. Область применения – системы кондиционирования, системы «теплый пол»,
домашние электронагреватели с цифровым отображением информации, электропечи и т.д. и
т.п.
Представляют
собой
достаточно
сложное
устройство.
Предназначены
для
регулирования от минус 120 °С до плюс 400 °С (в зависимости от модели) и точного
поддержания (до 0,01К) температуры в лабораторных условиях. Общий принцип действия
термостата основан на поддержании заданной температуры путем нагревания и охлаждения
жидкого теплоносителя, циркулирующего в рабочей ванне. Подогрев теплоносителя и
поддержание заданной температуры осуществляется с помощью нагревателя и датчика
температуры, расположенных в резервуаре, и электронного регулятора, охлаждение - путем
теплообмена с окружающей средой, а при температурах близких к окружающей дополнительно с помощью теплообменника.
Предназначены
для
регулирования
и
точного
поддержания
температуры
в
лабораторных и/или промышленных условиях. Общий принцип действия термостата основан
на поддержании заданной температуры путем нагревания и охлаждения газа-теплоносителя (в
частности воздух), циркулирующего в рабочей камере термостата. Инкубатор – один из
примеров термостата суховоздушного.
Все термостаты имеют похожий принцип работы, который заключается в создании во
внутреннем пространстве емкости своего микроклимата, при котором все помещенные
микроорганизмы будут поддерживать свое здоровье и жизнедеятельность.
Устройства контролируют внутреннюю температуру, давление, влажность и прочие
важные параметры. Большинство агрегатов оборудованы специальной автономной системой,
которая в случае отключения основного питания способна поддерживать условия на
протяжении нескольких суток или недель.
Термометр-термостат
обеспечивает поддержку температурного режима. Порог
температуры включения и выключения термостата определяется значениями TH и TL в памяти
датчика, которые необходимо записать при помощи программатора DS1820. При превышении
текущей температуры значения TH на выходе датчика появится высокий уровень.
Изм Лист № докум.
Подпись Дата
ППЭТ ДП 230113 10 000 ПЗ
Лист
8
1 Общий раздел
Цель данной работы, овладение видом деятельности, применение микропроцессорных
систем, проектирование цифровых устройств.
Задача дипломного проекта, разработка схемы электрической принципиальной, схемы
электрической структурной, алгоритм работы термометра-термостата на микроконтроллере,
сборочного чертежа, печатной платы и технического процесса изготовления печатной платы.
1.1 Общие требования к проектируемому устройству

погрешность измерения температуры в диапазоне от минус 10 до плюс 85 °С не
более 0,5 °С;

напряжение питания от плюс 3 до плюс 5,5 В;

измеряемая температура от минус 55 до плюс 125 °С;

установка пороговых значений температуры по максимуму и минимуму;

максимальное время преобразования температуры в код 750 мс;

термодатчики не требуют индивидуальной настройки при замене.
1.2 Область применения проектируемого устройства
Термометр-термостат применяется в смесителях. Могут быть вмонтированы в водяной
смеситель, тем самым поддерживая без перепадов заданный уровень тепла воды. В качестве
дополнения к газовому котлу. Комнатный термостат используется для автоматической
корректировки работы газовых котлов, обогревающих помещение. Работа котла проводится
только в случае, если зафиксирована температура воздуха ниже заданной. Если же к котлу не
подключать такой аппарат, то он будет работать в зависимости от тепла воды в нем, что
приведет к перегреву или наоборот охлаждению помещения. Для регулировки системы пола с
подогревом. Это механический или электронный прибор, включающий системы подогрева пола
и позволяющий им работать только до достижения необходимой температуры. Электронное
оборудование запрограммировано на отключение системы подогрева в случае, если полом
будет достигнут требуемый уровень тепла.
1.3 Обзор термометра-термостата - «РАТАР-02К»
Регулятор температуры со встроенным таймером РАТАР-02К предназначен для
контроля и поддержания температуры объектов эксплуатации бытового и производственно–
технического назначения.
Изм Лист № докум.
Подпись Дата
ППЭТ ДП 230113 10 000 ПЗ
Лист
9
Прибор применяется в качестве блока управления электрическими каменками для бань
и саун, парогенераторами для саун, бань, фитобочек, ИК нагревателей саун, водонагревателями,
электрическими термокамерами и другими системами.
В качестве датчика температуры в приборе применяется датчик температуры на основе
полупроводникового чувствительного элемента ТС1047 .
Примечание: Датчик температуры, датчик уровня и термовыключатель в комплект
поставки прибора не входят и поставляются по заявке Заказчика.
Прибор позволяет:

автоматически включать нагрузку через заданное время;

автоматически отключать нагрузку через заданное время;

отключать нагрузку в случае аварийных режимов:

срабатывание защитного термовыключателя;

выход из стоя датчика температуры;

уровень воды ниже нормы.
Рисунок 1 - Регулятор температуры со встроенным таймером РАТАР-02К
Регулятор температуры со встроенным таймером РАТАР-02К предназначен для
контроля и поддержания температуры объектов эксплуатации бытового и производственно–
технического назначения.
Регулятор температуры применяется в качестве блока управления электрическими
каменками для бань и саун , парогенераторами для саун, бань, фитобочек, ИК нагревателей
саун, водонагревателями, электрическими термокамерами и другими системами.
Отличительные особенности терморегулятора:

два независимых канала;
Изм Лист № докум.
Подпись Дата
ППЭТ ДП 230113 10 000 ПЗ
Лист
10

два цифровых индикатора;

две уставки по времени;

вход от датчика уровня;

вход от термовыключателя;

разрешение 0,1°С.
Регулятор температуры Ратар-02К снабжен двумя дополнительными входами: для
подключения датчика уровня (кондуктометрического, поплавкового и т.д.), для подключения
термовыключателя (например термовыключатель с температурой размыкания контактов 140 °С
для сауны).
Два цифровых индикатора позволяют одновременно отслеживать температуру и время.
Регулятор температуры со встроенным таймером Ратар-02К может использоваться для
управления работой электрической каменки совместно с датчиком температуры для сауны.
Области применения терморегулятора Ратар-02У:

производство парогенераторов, отопительных и водогрейных котлов, фитобочек;

мелкое производство пива, кисломолочной продукции и т.д.;

фермерские хозяйства (для поддержания уровня и температуры воды);

дачи и частные жилые дома (для создания автоматически работающей системы
горячего водоснабжения, душа и т.д.).
1.4 Обзор термометра-термостата - «РАТАР-03.2УВЩ1»
Назначение устройства «РАТАР-03.2УВ-Щ1»
Терморегулятор РАТАР-03.2УВ-Щ1 предназначен для измерения и регулирования
температуры, а также других физических параметров.
Область применения «РАТАР-03.2УВ-Щ1»
Измерение и регулирование температуры или другой физической величины по двум
независимым каналам по двухпозиционному закону. Регулирование по одному каналу по
трехпозиционному
закону
(две
уставки,
два
устройства
управления)
Измерение
и
регулирование: по одному каналу – физической величины, по другому каналу - разницы
физических
величин.
Отображение
измеренных
величин
в
необходимых
единицах
(масштабирование) Возможность подключения к двум входам датчиков разных типов.
Отображение на алфавитно-цифровом жидкокристаллическом дисплее одновременно: значений
измеряемых величин и выставленных уставок. Работа в режиме милливольтметра.
Изм Лист № докум.
Подпись Дата
ППЭТ ДП 230113 10 000 ПЗ
Лист
11
Примечание - Датчики температуры в комплект поставки терморегулятора не входят и
поставляются по заявке Заказчика. Терморегулятор имеет два универсальных входа,
рассчитанных для работы со следующими входными сигналами.
Точность задания уставки - 1,0 единиц измеряемой величины.
Время измерения (смены показаний):

от 1,5 до 4 с для термопар, сигналов тока и напряжения;

от 3,0 до 12 с для термосопротивлений (настраивается потребителем);

Задержка на включение/выключение;

от 1 до 100 с (настраивается потребителем).
Терморегулятор имеет два выходных устройства. Тип выходного устройства
указывается при заказе прибора.
Максимальный ток нагрузки и количество коммутационных циклов для различных
типов выходных устройств:

электромагнитное реле: 7 А, 220 В;

симистор: 1 А, 220 В;

транзистор (открытый коллектор): 50 мА, 5 В.
Выходы типов электромагнитное реле и симистор имеют встроенные в прибор RC
цепочки, что позволяет подключать к выходам прибора индуктивные нагрузки.
Диапазон отображения измеренных величин от
минус 9999 до 99999 единиц
измеряемой величины с разрешающей способностью 1,0, для диапазона от минус 99,9 до плюс
999,9 °С. Разрешающая способность 0,1 единиц измеряемой величины.
Диапазон настройки сдвига зависимости входной величины минус 500,0 до 500,0
единиц измеряемой величины с шагом 0,1.
Диапазон настройки наклона зависимости входной величины (множитель) от 0,500 до
2,000 с шагом 0,001.
Диапазон уставки гистерезиса от 0 до 100 единиц измеряемой величины с шагом 1.
Выбор или автоматическая настройка измерительного тока через термометры
сопротивления из ряда: 0,5; 5,0 мА.
Возможность отключения «холодного спая» для работы с дифференциальными
термопарами.
Время
установления
рабочего
режима,
исчисляемое
с
момента
включения
терморегулятора - не более 3 с.
Изм Лист № докум.
Подпись Дата
ППЭТ ДП 230113 10 000 ПЗ
Лист
12
Терморегулятор
обеспечивает
работоспособность
от
сети
переменного
тока
номинальным напряжением от 180 до 240 В частотой (50±1) Гц.
Потребляемая мощность – не более 4,5 ВА.
Средняя наработка на отказ – не менее 30000 ч (для варианта выходного устройства–
реле при 5 срабатываниях в минуту).
Средний срок службы - 5 лет (для варианта выходного устройства-реле при 4
срабатываниях в минуту).
Габаритные размеры терморегулятора, не более - 96х48х110 мм; 2,18 Масса
терморегулятора - не более 0,50 кг.
Внешний вид терморегулятора приведен на рисунке 2.
Рисунок 2 - Внешний вид регулятора температуры РАТАР-03.2УВ-Щ1
1.5 Обзор
термометра-термостата
на
микроконтроллере PIC16F84A
Описание
Основой термометра-термостата стал популярный микроконтроллер (МК) PIC16F84A.
Для измерения температуры использован интегральный цифровой датчик (ВК1) DS18B20
фирмы MAXIM. Эта микросхема не требует калибровки и позволяет измерять температуру
окружающей среды от -55 до +125 °С, причем в интервале -10...+85 °С производитель
гарантирует абсолютную погрешность измерения не хуже ±0,5 °С. Датчик DS18B20 - наиболее
совершенный из широко известного семейства DS18X2X, выпускавшихся ранее под маркой
Dallas Semiconductor. В отличие от функциональных аналогов DS1820 и DS18S20 он перед
началом измерения позволяет задать необходимую относительную точность преобразования
температуры из следующего ряда значений: 0,5; 0,25; 0,125 и 0,0625 °С, при этом время
измерения равно соответственно 93,75; 187,5; 375 и 750 мс.
Технические характеристики:

Напряжение питания термометра-термостата: от 8 до 15 В;
Изм Лист № докум.
Подпись Дата
ППЭТ ДП 230113 10 000 ПЗ
Лист
13

Измеряемая температура: от минус 55 до плюс 125°С;

Погрешность измерения температуры: от минус 10 до плюс 85 °С не более 0,5 °С;

В остальном диапазоне температур погрешность измерения: не более 2 °С;

Термодатчики не требуют индивидуальной настройки при замене;

Максимальная мощность управляюемой нагрузки: 1000 Вт.
Рисунок 3 - Внешний вид устройства
Преимущества перед аналогичными устройствами
Главное преимущество использования электронного термометра является возможность
контролировать температуру на расстоянии. Если нужно контролировать температуру,
например, в подвале дома, на чердаке или в любом подсобном помещении, обычный ртутный
(спиртовой) или механический термометр вряд ли подойдет, т.к. будет проблематично
постоянно выходить из комнаты, только чтобы взглянуть на шкалу термометра. Более пригоден
в
подобных
случаях
электронный
термометр,
позволяющий
измерять
температуру
дистанционно - на расстояниях в сотни метров. Причем в контролируемом помещении будет
располагаться лишь миниатюрный термочувствительный датчик, а в комнате на видном месте ЖКИ, отображающий текущую температуру.
1.6 Автоматизированные системы проектирования
электронных устройств
С внедрением систем автоматизированного проектирования (САПР) существенно
меняются функции разработчика электронной аппаратуры - инженер, не умеющий работать в
САПР, не может считаться полноценным специалистом, а предприятия, ведущие разработки
без использования САПР, оказываются неконкурентоспособными из-за больших материальных
и временных затрат на проектирование и невысокого качества проектов.
Изм Лист № докум.
Подпись Дата
ППЭТ ДП 230113 10 000 ПЗ
Лист
14
Составными
частями
САПР
являются
многие
современные
информационные
технологии.
Техническое обеспечение САПР основано на использовании вычислительных сетей и
телекоммуникационных технологий, персональных компьютеров и рабочих станций.
Математическое
используемых
обеспечение
методов
САПР
вычислительной
отличается
богатством
математики,
статистики,
и
разнообразием
математического
программирования, дискретной математики, искусственного интеллекта.
Программные комплексы САПР относятся к числу наиболее сложных современных
программных систем, включают реляционные и объектно-ориентированные базы данных,
стандарты обмена данными в компьютерных средах.
Поэтому, с целью подготовки специалистов в области создания и использования САПР
необходимо систематизированное изложение принципов организации САПР, применяемого
математического аппарата, методов автоматизированного проектирования, математических
моделей, программных и технических средств САПР.
Компас - семейство систем автоматизированного проектирования с возможностями
оформления проектной и конструкторской документации согласно стандартам серии ЕСКД и
СПДС.
Разрабатывается российской компанией
«Аскон». Название линейки является
акронимом от фразы «комплекс автоматизированных систем». В торговых марках используется
написание заглавными буквами: «КОМПАС». Первый выпуск «Компаса» (версия 1.0) состоялся
в 1989 году. Первая версия под Windows - «Компас 5.0» - вышла в 1997 году.
Программы данного семейства автоматически генерируют ассоциативные виды
трёхмерных моделей (в том числе разрезы, сечения, местные разрезы, местные виды, виды по
стрелке, виды с разрывом). Все они ассоциированы с моделью: изменения в модели приводят к
изменению изображения на чертеже.
Стандартные виды автоматически строятся в проекционной связи. Данные в основной
надписи чертежа (обозначение, наименование, масса) синхронизируются с данными из
трёхмерной модели. Имеется возможность связи трёхмерных моделей и чертежей со
спецификациями, то есть при «надлежащем» проектировании спецификация может быть
получена автоматически; кроме того, изменения в чертеже или модели будут передаваться в
спецификацию, и наоборот.
Система «Компас-3D» предназначена для создания трёхмерных ассоциативных
моделей отдельных деталей (в том числе, деталей, формируемых из листового материала путём
его гибки) и сборочных единиц, содержащих как оригинальные, так и стандартизованные
конструктивные элементы. Параметрическая технология позволяет быстро получать модели
Изм Лист № докум.
Подпись Дата
ППЭТ ДП 230113 10 000 ПЗ
Лист
15
типовых изделий на основе проектированного ранее прототипа. Многочисленные сервисные
функции облегчают решение вспомогательных задач проектирования и обслуживания
производства.
Система «Компас-3D» включает следующие компоненты: система трёхмерного
твердотельного моделирования, универсальная система автоматизированного проектирования
«Компас-График» и модуль формирования спецификаций. Ключевой особенностью «Компас3D» является использование собственного математического ядра и параметрических
технологий.
Рисунок 4 - Стартовая страница САПР-программы КОМПАС 3D V14
Изм Лист № докум.
Подпись Дата
ППЭТ ДП 230113 10 000 ПЗ
Лист
16
2 Конструкторский раздел
В
данном
разделе
производится
проектирование
схемы
электрической
принципиальной, электрической структурной и алгоритма работы устройства.
Проектирование проходит в несколько этапов:

Разработка алгоритма работы устройства;

Разработка схемы электрической структурной;

Разработка схемы электрической принципиальной.
2.1 Алгоритм работы устройства
Принцип измерения температуры основан на сравнении частоты двух генераторов.
Частота одного генератора не зависит от температуры, а частота второго изменяется с
изменением температуры. Разность частот двух генераторов определяет значение температуры.
Восьмиразрядный код температуры побитно, начиная с младшего бита, выводится в линию
связи. Девятый бит определяет знак измеренной температуры. Если девятый бит единичный, то
температура имеет знак минус, и наоборот. Передача каждого бита данных длится 60 мкс. Если
длительность низкого уровня в линии от 1 до 15 мкс, то импульс идентифицируется как лог. 1.
Лог. 0 идентифицируется при длительности низкого уровня в линии от 15 до 60 мкс.
Для начала работы с термодатчиком управляющий микроконтроллер должен
инициализировать его посылом необходимых команд.
Для начала работы с термодатчиком управляющий микроконтроллер должен
инициализировать его посылом необходимых команд.
Для того, чтобы термодатчик подготовить к приему информации, управляющий
микроконтроллер должен послать в линию импульс обнуления (Reset).
Импульс обнуления должен иметь длительность от 480 до 960 мкс. В ответ на
обнуление линии термодатчик посылает импульс присутствия (Presence). Если в устройстве не
предусмотрено отключение датчика, то импульс присутствия для упрощения программы можно
не проверять, а заполнить это время (около 100 мкс) паузой. Длительность импульса Presence
может быть в пределах от 60 до 240 мкс.
Если к одной линии подключено несколько термодатчиков, то проверка импульса
присутствия обязательна. Перед приемом каждого бита информации с датчика
микроконтроллер управления должен послать короткий импульс готовности (запроса)
длительностью от 1 до 3 мкс.
Изм Лист № докум.
Подпись Дата
ППЭТ ДП 230113 10 000 ПЗ
Лист
17
Рисунок 5 - Алгоритм работы
Обмен данными и командами начинается с младшего бита. Младший регистр
температуры (LS) несет информацию о температуре. В нулевой бит записана информация
о десятых долях температуры. Если нулевой бит единичный, то десятые доли равны 0,5
°С. Старший регистр температуры (MS) содержит информацию о знаке температуры. Если
значения регистра нулевые, то знак температуры положительный, и наоборот. Поскольку
все биты регистра MS одинаковы, то достаточно считать только младший бит.
Изм Лист № докум.
Подпись Дата
ППЭТ ДП 230113 10 000 ПЗ
Лист
18
2.2 Схема электрическая структурная
В основном режиме прибор регулирует температуру в помещении по введенному в
него графику, задаваемому на каждый час каждого дня недели. В любой момент его можно
перевести в режим термостат, и он станет независимо от графика поддерживать температуру,
заданную для этого режима. Этой возможностью удобно пользоваться, например, чтобы быстро
прогреть помещение. На индикатор прибора выводятся значения текущей (измеренной) и
заданной температуры, информация о дне недели и текущем времени. Температура может быть
задана в интервале от 5 до 35 °С. Погрешность ее измерения не превышает 0,5 °С.
Рисунок 6 - Схема электрическая структурная
Стабилизатор 12 В проще всего сделать на интегральном стабилизаторе КР142ЕН8Б.
Это стабилизатор в корпусе с тремя выводами, со стабилизированным выходным напряжением
12 вольт. Такие стабилизаторы применяются во множестве схем электронных устройств в
составе их источников питания: бытовая техника, измерительная техника, радиолюбительские
конструкции и т.д. В некоторых случаях, для ускорения переходных процессов, могут
применяться внешние компоненты.
Использование КР142ЕН8Б в качестве стабилизатора 12 вольт подкупает простотой
схемного решения. У него имеются все нужные защиты: по максимальному току нагрузки, по
перегреву. Цоколевку можно посмотреть в статье КРЕН стабилизатор.
Максимальный выходной ток блока питания, изготовленного на этом стабилизаторе 12
В - 1,5 А. Максимальное входное напряжение - 35 В. Особо стоит обратить внимание на
Изм Лист № докум.
Подпись Дата
ППЭТ ДП 230113 10 000 ПЗ
Лист
19
максимальную рассеиваемую мощность этой микросхемы, 8 В, т.к. её выходной ток ограничен
максимальной рассеиваемой мощностью! Что это значит? Это значит, что при входном
напряжении 35В (максимальное напряжение) максимальный выходной ток не должен
превышать 0,35А.
Кнопки управления на термометре-термостате служат для управления температурой.
Например, кнопка может задать нужную температуру, также и управлять ею. При её нажатии
сигнал подаётся на микроконтроллер. В термометре-термостате есть две кнопки:

Кнопка SB1 изменяет температуру;

Кнопка SB2 корректирует таймер.
Также кнопки управления служат при достижении нижнего или верхнего пределов.
2.3 Схема электрическая принципиальная
Конденсаторы С1 и С2 - керамические, СЗ - полярный электролитический. Все
резисторы - МЛТ, некоторые из них расположены под индикатором HG1, где имеется
свободное место. Диод VD1 установлен со стороны печатных проводников, его выводы
припаяны непосредственно к выводам обмотки реле.
Рисунок 7 - Схема электрическая принципиальная
Интегральный стабилизатор КР142ЕН5А можно заменить КР142ЕН5В или импортным
7805. У примененного автором реле SYS1-S-105L есть полный аналог HJR-4102-L-05V. Если
имеется реле с большим напряжением срабатывания, верхний вывод его обмотки вместе с
подключенным к нему катодом диода VD1 нужно соединить с плюсом источника
Изм Лист № докум.
Подпись Дата
ППЭТ ДП 230113 10 000 ПЗ
Лист
20
соответствующего напряжения в обход стабилизатора DA1. Светодиод КИП-М01 Б-1К можно
заменить любым другим подходящих размеров и цвета свечения, а индикатор BQ-M51DRD CA56-21SRWA. Потребляемый ток, если реле не сработало, не превышает 29, а при
сработавшем реле - 80 мА.
Чтобы
переработать
заставить
программу,
микроконтроллер
прежде
всего,
обслуживать
ее
участок,
новый
индикатор,
отвечающий
за
пришлось
установку
на
соответствующих выводах портов RA и RB высоких и низких уровней напряжения. Новая
программа устанавливает их инверсными относительно прототипа, что и требуется при
изменившейся полярности подключения светодиодов индикатора. В связи с этим претерпел
изменения и алгоритм определения состояния кнопок SB1 и SB2, причем логика установки
заданного значения температуры этими кнопками осталась прежней.
Следует иметь в виду, что при первом включении термометра в энергонезависимой
памяти микроконтроллера находятся случайные данные, не соответствующие, как правило,
никаким разумным значениям температуры. По этой причине светодиод HL1 может
беспорядочно мигать, а реле К1 - срабатывать. Все приходит в норму после первой же
установки температуры кнопками SB1 и SB2.
В процессе налаживания термометра обнаружено, что он не всегда правильно работает
при отрицательной температуре датчика и при заданном отрицательном значении температуры
стабилизации. Некоторые радиолюбители, с которыми пришлось обсуждать эту проблему,
считали ее несущественной, утверждая, что "мороз стабилизировать не нужно" Тем не менее,
недостаток есть недостаток. Чтобы устранить его, пришлось довольно существенно переделать
программу в части правильного считывания с датчика и обработки отрицательных значений
температуры.
2.4 Элементная база устройства
Резистор МЛТ-0,125
Выбор резисторов будем производить учитывая:

эксплуатационные факторы (интервал рабочих температур, относительную
влажность окружающей среды, атмосферное давление и др.);

значение электрических параметров и их допустимое отклонение в процессе
эксплуатации (номинальное сопротивление, допуск, и др.)

показатели надежности и долговечности;

конструкцию резисторов, способ монтажа, массу.
Изм Лист № докум.
Подпись Дата
ППЭТ ДП 230113 10 000 ПЗ
Лист
21
В целях повышения надежности и долговечности резисторов (и других ЭРЭ), во всех
возможных случаях следует использовать их при менее жестких нагрузках и в облегченных
режимах по сравнению с допустимыми.
Исходя из схемы электрической принципиальной, определяем, что постоянные
резисторы должны обеспечивать номинальную мощность 0,0125 Вт. При этом используются
резисторы сопротивлением 10 Ом.
Учитывая все эти характеристики (требования по габаритам и массе, требования в
области
кинематических
и
механических
воздействий),
можно
сделать
вывод,
что
перечисленным требованиям удовлетворяют постоянные непроволочные резисторы общего
назначения типа МЛТ.
Резисторы этого типа имеют характеристики, приведенные в таблице 1.
Таблица 1 - Эксплуатационные характеристики резисторов типа МЛТ
Характеристика
Диапазон номинальных сопротивлений при мощности 0,125 Вт
Значение
от 10 до 100000
Уровень собственных шумов, мкВ/В
1,5
Температура окружающей среды, °С
от минус 60 до
плюс 70 °С
Относительная влажность воздуха при температуре +35 °С, %
до 98
Пониженное атмосферное давление, Па
до 133
Предельное рабочее напряжение постоянного и переменного тока, В
Минимальная наработка, ч
200
25000
Срок сохраняемости, лет
25
Конденсатор К10-7В
Конденсаторы серий К10-7В, К10-19, КД-2 - однослойные керамические конденсаторы
постоянной ёмкости, накапливают заряд от 1 пФ до 0,47 мкФ при напряжении от 16 В до 50 В.
Допустимое отклонение ёмкости составляет ±5%, ±10%, ±20%. Предназначены для
эксплуатации в цепях постоянного, переменного и импульсного тока.
Конденсаторы выполнены в виде окукленного корпуса с однонаправленными гибкими
выводами проволочного типа. На корпусе конденсатора приведена краткая маркировка
номинала с указанием ёмкости.
Изм Лист № докум.
Подпись Дата
ППЭТ ДП 230113 10 000 ПЗ
Лист
22
Крепление керамических дисковых конденсаторов осуществляется за выводы с
помощью пайки или монтажа в отверстия (THT-технология - выводы монтируются
непосредственно в сквозные отверстия печатной платы).
Относительно
ТКЕ
(температурный
коэффициент
ёмкости)
керамические
конденсаторы представлены несколькими группами: NP0, N150, N220, N330, N470, N750, SL,
Y5V, Z5V, Z5U, Y5P, и имеют устойчивое линейное изменение ёмкости относительно
температуры.
Повышенная рабочая температура среды составляет не более плюс 85 °С, рабочая
пониженная температура - не ниже минус 30 °С. Предельный тангенс угла потерь tgδ не более
0,05, максимальный ток утечки - 3 мкА. Наработка при этом составляет не менее 10 000 ч.
К внешним воздействующим факторам, к которым устойчивы представленные
керамические конденсаторы, относят вибрации с частотой 1-5000Гц (ускорение до 40g),
механические удары многократного (ускорение до 15g) действия и линейные нагрузки
(ускорение до 100g).
Применяются керамические дисковые конденсаторы серий К10-7В, К10-19, КД-2 в
сглаживающих фильтрах источников электропитания, цепях межкаскадных связей, при
фильтрации помех и в другой радиоэлектронной аппаратуре.
Подробные характеристики, расшифровка маркировки, габаритные и установочные
размеры керамических конденсаторов К10-7В, К10-19, КД-2 указаны ниже. Наша компания
гарантирует качество и работу поставляемых конденсаторов в течение 2 лет с момента их
приобретения; предоставляются паспорта качества.
Цена на керамические однослойные конденсаторы К10-7В, К10-19, КД-2 зависит от
объема закупки, срока закрытия и способа оплаты заказа.
Технические характеристики К10-7В:

Диапазон номинальных значений емкости: от 1 нФ до 0,22 мкФ;

Температурный диапазон: от минус 25 до плюс 85 °С;

Типы диэлектриков: NP0, N150, N220, N330, N470, N750, SL, Y5V, Z5V, Z5U,

Точность: ±5%, ±10%, ±20%, +80-20%;

Рабочее напряжение: 16 В, 25 В, 50 В;
Y5P;
Изм Лист № докум.
Подпись Дата
ППЭТ ДП 230113 10 000 ПЗ
Лист
23
Рисунок 8 - Конденсатор К10-7В
Конденсатор К50-35
Конденсатор электролитический алюминиевый К50-35 из серии CD110 - предназначен
для использования в бытовой технике.
Диэлектриком электролитических конденсаторов является тонкий слой оксида
металла, нанесенный электролитическим способом на тонкую ленту из фольги - является одной
обкладкой
конденсатора.
Другая
обкладка
конденсатора
образуется
из
пропитанной
электролитом бумажной ленты и соприкасающейся с ней другой, не окисленной ленты из
фольги. Электролитические конденсаторы требуют определенной полярности включения их в
схему. Обычно корпус конденсатора подключается к отрицательному полюсу источника.
Основным преимуществом электролитических конденсаторов является их большая емкость при
небольших габаритных размерах.
Конденсаторы электролитические алюминиевые c радиальными выводами и для
поверхностного монтажа. Алюминиевые электролитические конденсаторы обладают большой
емкостью, в пересчете на единицу, низкой ценой и вседоступностью. Эти конденсаторы широко
применяются в импульсных блоках питания в качестве выходных фильтров с частотами до
150КГц. Рабочая частота в DC-DC преобразователях процессоров делает эти конденсаторы
неподходящими. Паразитный ESR (ЭПС) очень высок в диапазоне частот от 150КГц и сильно
зависит от температуры, по сравнению с конденсаторами других типов. Время жизни зависит
от температуры, а потеки могут повредить контакты в PCB расположенные под конденсатором.
Алюминиевые электролитические конденсаторы, благодаря электрохимическому
принципу работы, обладают следующими преимуществами:

высокая удельная емкость, позволяющая изготавливать конденсаторы емкостью
свыше 1Ф;
Изм Лист № докум.
Подпись Дата
ППЭТ ДП 230113 10 000 ПЗ
Лист
24

высокий максимально допустимый ток пульсации;

высокая надежность.
Предлагаемые алюминиевые электролитические конденсаторы являются аналогами
отечественных
конденсаторов:
K50-16,
K50-35,
K50-38,
K50-40,
K50-46.
В ассортименте представлены конденсаторы с двумя вариантами диапазона рабочих
температур: 85 и 105 °С.
Технические параметры К50-35:

Тип: к50-35;

Рабочее напряжение, В: 16;

Номинальная емкость, мкФ: 47;

Допуск номинальной емкости, %: 20;

Рабочая температура, °С: от минус 40 до плюс 105 °С;

Тангенс угла потерь, %: 0,16;

Ток утечки максимальный, мкА: 4;

Выводы/корпус: радиал.пров;

Диаметр корпуса D, мм: 5;

Длина корпуса L, мм: 11.
Рисунок 9 - Конденсатор К50-35
Микроконтроллер PIC16F84A
PIC16C84А относится к семейству КМОП микроконтроллеров. Отличается тем, что
имеет внутреннее 1K x 14 бит EEPROM для программ, 8-битовые данные и 64 байт EEPROM
памяти данных. При этом отличаются низкой стоимостью и высокой производительностью. Все
команды состоят из одного слова (14 бит шириной) и исполняются за один цикл (400 нс при 10
МГц), кроме команд перехода, которые выполняются за два цикла (800 нс). PIC16C84 имеет
прерывание, срабатывающее от четырех источников, и восьмиуровневый аппаратный стек.
Изм Лист № докум.
Подпись Дата
ППЭТ ДП 230113 10 000 ПЗ
Лист
25
Периферия включает в себя 8-битный таймер/счетчик с 8-битным программируемым
предварительным делителем (фактически 16-битный таймер) и13 линий двунаправленного
ввода/вывода. Высокая нагрузочная способность (25мА макс. втекающий ток, 20 мА макс.
вытекающий ток) линий ввода/вывода упрощают внешние драйверы и, тем самым,
уменьшается общая стоимость системы. Разработки на базе контроллеров PIC16C84
поддерживается ассемблером, программным симулятором, внутрисхемным эмулятором и
программатором.
Серия
PIC16C84А
высокоскоростного
экономичных
подходит
управления
удаленных
для
широкого
автомобильными
приемопередатчиков,
и
спектра
приложений
электрическими
показывающих
от
двигателями
приборов
и
схем
до
связных
процессоров. Наличие ПЗУ позволяет подстраивать параметры в прикладных программах (коды
передатчика, скорости двигателя, частоты приемника и т.д.).
Малые размеры корпусов, как для обычного, так и для поверхностного монтажа, делает
эту серию микроконтроллеров пригодной для портативных приложений. Низкая цена,
экономичность, быстродействие, простота использования и гибкость ввода/вывода делает
PIC16C84 привлекательным даже в тех областях, где ранее не применялись микроконтроллеры.
Например, таймеры, замена жесткой логики в больших системах, сопроцессоры.
Следует добавить, что встроенный автомат программирования EEPROM кристалла
PIC16C84 позволяет легко подстраивать программу и данные под конкретные требования даже
после завершения ассемблирования и тестирования. Эта возможность может быть использована
как для тиражирования, так и для занесения калибровочных данных уже после окончательного
тестирования.
Обзор характеристик PIC16F84A:

высокоскоростной RISC процессор;

только 35 простых команд;

все команды выполняются за один цикл(1 мкс), кроме команд перехода;

выполняющихся за два цикла;

рабочая частота от 0 Гц до 4 МГц (min 1 мкс цикл команды);

14-битовые команды;

8-битовые данные;

1024 х 14 электрически перепрограммируемой программной;

памяти на кристалле (EEPROM);

36 х 8 регистров общего использования;

15 специальных аппаратных регистров SFR;
Изм Лист № докум.
Подпись Дата
ППЭТ ДП 230113 10 000 ПЗ
Лист
26

64 x 8 электрически перепрограммируемой EEPROM памяти для данных;

восьмиуровневый аппаратный стек;

прямая, косвенная и относительная адресация данных и команд;

четыре источника прерывания;

внешний вход INT;

переполнение таймера TMR0,

прерывание при изменении сигналов на линиях порта B;

по завершению записи данных в память EEPROM.
Периферия и Ввод/Вывод:

13 линий ввода-вывода с индивидуальной настройкой;

входной/выходной ток для управления светодиодами;

макс. входной ток - 20 мА;

макс. выходной ток - 25 мА;

TMR0:
8-битный
таймер/счетчик
TMR0
с
8-битным
программируемым
предварительным делителем.
Специальные свойства:

автоматический сброс при включении;

таймер включения при сбросе;

таймер запуска генератора;

WatchDog таймер (WDT) с собственным встроенным;

генератором, обеспечивающим повышенную надежность;

EEPROM бит секретности для защиты кода;

экономичный режим SLEEP;

выбираемые пользователем биты для установки режима;
Возбуждения встроенного генератора:

RC генератор: RC;

обычный кварцевый резонатор: XT;

высокочастотный кварцевый резонатор: HS;

экономичный низкочастотный кристалл: LP;

встроенное устройство программирования EEPROM памяти

программ и данных; используются только две ножки.
КМОП технология:
Изм Лист № докум.
Подпись Дата
ППЭТ ДП 230113 10 000 ПЗ
Лист
27

экономичная высокоскоростная КМОП EPROM технология;

статический принцип в архитектуре;

широкий диапазон напряжений питания и температур:

коммерческий: от 2,0 до 6,0 В, от 0 до плюс 70 °С,

промышленный: от 2,0 до 6,0 В, от минус 40 до плюс 70 °С,

автомобильный: от 2,0 до 6,0 В, от 40 до плюс 125 °С;
Низкое потребление:

2 мА типично для 5В, 4МГц,

15 мкА типично для 2В, 32КГц,

1 мкА типично для SLEEP режима при 2В.
Типы корпусов и исполнений:
Обозначения корпусов для кристаллов PIC16F84А. Тип корпуса указывается в
маркировке при заказе микросхем. Корпуса бывают только с 18 выводами.
PDIP - Обычный пластмассовый двухрядный корпус
SOIC - Малогабаритный DIP корпус для монтажа на поверхность.
Рисунок 10 - Микроконтроллер PIC16F84A
Семисегментный индикатор BQ-M514RD
Таблица 2 - Технические характеристики 7-сегментного индикатора
Параметр
Значение
Напряжение питания
от 3,3 до 5 В
Количество символов
4
Изм Лист № докум.
Подпись Дата
ППЭТ ДП 230113 10 000 ПЗ
Лист
28
Параметр
Значение
Допустимый ток сегмента
от 0 до 30 мА
Максимальная тактовая частота
До 30 МГц
Рабочая температура
от минус 40 до плюс 85 °С
Цвет свечения
Зелёный
Высота символа
14,2 мм
Вес модуля
14 г
Размеры модуля
69x19x11 мм
Рисунок 11 - 7-сегментный индикатор BQ-M514RD
Термодатчик DS18B20
Основные характеристики DS18B20:

Уникальный интерфейс 1-WIRE;

Нет внешних элементов;

Питание от 3,0 до 5,5V;

Диапазон температур от минус 55 до плюс 125 °C;

Точность ±0,5°C (в диапазоне от минус 10 до плюс 85 °C);

Разрешение 9-12 бит (программируемое);

Корпус TO-92;

Быстродействие 750mS (12 бит).
Изм Лист № докум.
Подпись Дата
ППЭТ ДП 230113 10 000 ПЗ
Лист
29
Рисунок 12 - Термодатчик DS18B20
Реле HJR-4102-L-05V
Таблица 3 - Технические характеристики реле
Характеристика контактов
Схема
1А, 1С
Материал
Максимальный рабочий ток
Максимальное рабочее напряжение
Ag+Au
AgNi+Au
1А
3А
240В AC/60В DC
Максимальная рабочая мощность
120В A/30Вт
360В A/90Вт
Номинальная
нагрузка)
1A, 120В, AC;
1A, 24В, DC
3A, 120В, AC;
3A, 30В, DC
нагрузка
(резистивная
Сопротивление (при 6В DC 1A)
100 мОм
Характеристика катушки индуктивности
Номинальное напряжение
Номинальная мощность
Изм Лист № докум.
Подпись Дата
3-48В DC
200, 360, 450мВт
ППЭТ ДП 230113 10 000 ПЗ
Лист
30
Рисунок 13 - Реле HJR-4102-L-05V
Стабилизатор KP14EH5A
Производимый
отечественной
промышленностью
интегральный
стабилизатор
КР142ЕН5А представляет собой 3-х контактный стабилизатор, имеющий на выходе постоянное
и фиксированное напряжение в 5 вольт.
Область применения - в качестве источника питания для измерительной техники,
логических систем, приборов высококачественного воспроизведения и прочих радиоэлектронных устройств. При необходимости стабилизатор КР142ЕН5А можно заменить
аналогом - другим стабилизатором напряжения 7805 (78L05).
Основные характеристики КР142ЕН5А:

Выходное напряжение: 5В

Выходной ток: 2 А

Максимальное входное напряжение: 15 В

Разность напряжения вход-выход: 2,5 В

Мощность рассеивания (с радиатором): 10 Вт

Точность выходного напряжения: 0,05 В
Максимальные значения работы КР142ЕН5А:

Рассеиваемая мощность: внутренне ограничена

Температур хранения: от минус 55 до плюс 150 °С

Диапазон (рабочий) температур кристалла: от минус 45 до плюс 125 °С
Особенности стабилизатора КР142ЕН5А:

Коррекция участка безопасной работы выходного транзистора

Внутренняя защита от перегрева кристалла

Внутренний ограничитель тока короткого замыкания
Изм Лист № докум.
Подпись Дата
ППЭТ ДП 230113 10 000 ПЗ
Лист
31
Конечно же, главное предназначение КР142ЕН5А - источник постоянного и
фиксированного напряжения 5 вольт, но, не смотря на это, данный вид стабилизатора может
быть применен и как простой блок питания с функцией регулировки выходного напряжения в
диапазоне от 5,6 до 13 В. Этого можно добиться путем добавления нескольких внешних
компонентов.
Выпрямленное и нестабилизированное напряжение 16 В с диодного моста поступает на
вход (1) стабилизатора КР142ЕН5А. На управляющий вывод (2) поступает напряжение с
выхода (3) стабилизатора через транзистор VT1. Величина этого напряжения выставляется
переменным резистором R2. Положение движка резистора в верхнем положении определяет
минимальное значение напряжение (5,6 В) на выходе регулируемого блока питания
Минимальное выходное напряжение 5,6 В формируется из стандартного выходного
напряжения стабилизатора (5 В) и напряжения между эмиттером и коллектором (0,6В)
открытого транзистора VT1.
Емкость С1 сглаживает пульсации, а емкость С2 защищает от вероятного ВЧ
возбуждения микросхемы. Ток нагрузки стабилизатора может доходить до 2 А. Для нормальной
работы стабилизатора его необходимо разместить на радиаторе.
Рисунок 14 - Стабилизатор KP14EH5A
Кварцевый резонатор HC-49U
Кварцевые резонаторы предназначены для использования в аналогово-цифровых цепях
для стабилизации и выделения электрических колебаний определённой частоты или полосы
частот.
Принцип работы: в широкой полосе частот сопротивление прибора имеет ёмкостной
характер и только на некоторых (рабочих) частотах имеет широко выраженный резонанс
(уменьшение сопротивления).
Кварцевый резонатор имеет лучшие характеристики, чем другие приборы для
стабилизации частоты (колебательные контуры, пьезокерамические резонаторы): такие как
стабильность по частоте (уход частоты) и температуре (изменение частоты резонанса в
зависимости от температуры окружающей среды).
Изм Лист № докум.
Подпись Дата
ППЭТ ДП 230113 10 000 ПЗ
Лист
32
Избирательный, ярко выраженный резонансный характер сопротивления этих
компонентов
определяет
основные
области
применения
кварцевых
резонаторов
-
высокостабильные генераторы тактовых сигналов и опорных частот, цепи частотной селекции,
синтезаторы частоты и т.д.
Технические параметры HC-49U:

Резонансная частота, МГц: 10,7

Точность настройки dF/Fх10-6: 50

Температурный коэффициент, Ктх10-6: 50

Нагрузочная емкость, Пф: 32

Рабочая температура, °С: от минус 20 до + 70 °С

Корпус: hc-49u

Длина корпуса L, мм: 13,5

Диаметр(ширина)корпуса, D(W), мм: 11,5
Рисунок 15 - Кварцевый резонатор HC-49U
Транзистор КТ829А
На принципиальных схемах транзистор обозначается как буквенным кодом, так и
условным графическим. Буквенный код состоит из латинских букв VT и цифры (порядкового
номера на схеме). Условное графическое обозначение транзистора КТ829А обычно помещают в
кружок, символизирующий его корпус. Короткая черточка с линией от середины
символизирует базу, две наклонные линии, проведенные к ее краям под углом 60°, - эмиттер и
коллектор. Эмиттер имеет стрелку, направленную от базы.
Характеристики транзистора КТ829А:
Структура n-p-n:

Максимально допустимое (импульсное) напряжение коллектор-база 100 В;
Изм Лист № докум.
Подпись Дата
ППЭТ ДП 230113 10 000 ПЗ
Лист
33

Максимально допустимое (импульсное) напряжение коллектор-эмиттер 100 В;

Максимально допустимый постоянный(импульсный) ток коллектора 8000(12000)

Максимально допустимая постоянная рассеиваемая мощность коллектора без
мА;
теплоотвода (с теплоотводом) (60) Вт;

Статический коэффициент передачи тока биполярного транзистора в схеме с
общим эмиттером более 750 мкА;

Обратный ток коллектора менее 200 мкА;

Граничная частота коэффициента передачи тока в схеме с общим эмиттером
более 4 МГц;

Коэффициент шума биполярного транзистора меньше 2 дБ.
Аналоги транзистора КТ829А:
2SD686, 2SD691, 2SD692, BDW23C, BDх53C, BD263A, BD265A, BD267A, BD335,
BD647, BD681
Рисунок 16 - Транзистор КТ829А
2.5 Управляющая программа микроконтроллера
Управляющая программа микроконтроллера PIC16F84 приведена в приложении А.
Изм Лист № докум.
Подпись Дата
ППЭТ ДП 230113 10 000 ПЗ
Лист
34
3 Технологический раздел
3.1 Выбор
проводниковых
и
изоляционных
материалов
В качестве фольги, используемой для фольгирования диэлектрического основания
можно использовать медную, алюминиевую или никелевую фольгу. Однако, алюминиевая
фольга уступает медной из-за плохой паяемости, а никелевая - из-за высокой стоимости.
Поэтому в качестве фольги выбирается медь.
Медная фольга выпускается различной толщины. Стандартные толщины травления
меди по толщине травитель воздействует также на медную фольгу со стороны боковых кромок
под фоторезистом, вызывая так называемое подтравливание. Чтобы его уменьшить обычно
применяют более тонкую медную фольгу толщиной 35 и 17,5 мкм. Поэтому была выбрана
медная фольга толщиной 35 мкм.
Исходя из всех вышеперечисленных сравнений для изготовления печатной платы
позитивным комбинированным способом выбиран фольгированный стеклотекстолит СФ-2-35.
Самый
распространенный
и
дешевый
способ
защиты
гетинаксовых
и
стеклотекстолитовых печатных плат - покрытие их бакелитовыми, эпоксидными и другими
лаками или эпоксидной смолой. Наиболее стойко к действию влаги покрытие из эпоксидной
смолы, обеспечивающее самое высокое поверхостное сопротивление. Несколько хуже
защитные свойства перхлорвиниловых, фенольных и эпоксидных лаков. Плохо защищает
покрытие из полистирола, но в отличие от остальных, при помещении изделия в нормальные
условия оно быстро восстанавливает свои свойства.
Далее приведены наиболее распространенные материалы, применяемые для защитных
покрытий.
Лак СБ-1с, на основе фенолформальдегидной смолы, нанесенный на поверхность
сохнет при температуре 600 °С в течение 4 ч, наносят его до пяти слоев с сушкой после каждого
слоя, получается плотная эластичная пленка толщиной до 140 мкм.
Лак
УР-231
отличается
повышенной
эластичностью,
влагостойкостью
и
температуростойкостью, поэтому может применяться для гибких оснований. Лак приготовляют
перед нанесением в соответствии с инструкцией и наносят на поверхность пульверизацией,
погружением или кисточкой. Наносят четыре слоя с сушкой после каждого слоя при
температуре от 18 до 230 °С в течение 1,5 ч.
Изм Лист № докум.
Подпись Дата
ППЭТ ДП 230113 10 000 ПЗ
Лист
35
Для аппаратуры, работающей в тропических условиях, в качестве защитного покрытия
применяют лак на основе эпоксидной смолы Э-4100. Перед покрытием в лак добавляют 3,5 %
отвердителя № 1, смешивают и разводят смесью, состоящей из ацетона, этилцеллозольва и
ксилола до вязкости 18-20 сек по вискозиметру ВЗ-4. После смешивания жидкость фильтруют
через марлю, сложенную в несколько слоев. В полученную смесь погружают чистую
высушенную аппаратуру. После каждого погружения стряхивают излишки смеси и ставят
сушить на 10 мин, таким образом наносят шесть слоев. Это покрытие обладает малой усадкой и
плотной структурой.
Исходя из вышеперечисленных сравнений выбран для защитного покрытия от действия
влаги лак СБ-1с.
3.2 Выбор и расчет формы и размеров печатного
монтажа
Определяем стандартные размеры элементов, которые применяются в схеме, и сводим
данные в таблицу.
Таблица 4 - Определение площади печатной платы
Наименование
групп компонентов
Резисторы
металлические
Конденсаторы
электролитические
Конденсатор
пленочный
Диод кремниевый
КД522Б
Индикатор
BQ-M51RD
Микроконтроллер
PIC16F84
Светодиод
L-934LYD
Переключатели
PS22F11
Реле
SYS-S-105L
Транзистор
КТ829А
Кварцевый
резонатор HC-49U
Изм Лист № докум.
Колво N,
шт.
Длина
L, мм
Ширина
В, мм
15
20
6
1
11
2
5
5
25
1
1,9
1,9
3,61
1
50
19
950
1
22,86
6,35
145,161
Диаметр
D, мм
5
1
5
Площадь
S=L*В,
мм2
Площадь N
элементов
S*N, мм2
120
1800
55
50
19,63
2
6
6
36
1
11,5
15,5
178,25
1
28,9
10,3
297,67
1
11,5
4,7
54,05
Подпись Дата
Диаметр
выводов
d, мм
72
ППЭТ ДП 230113 10 000 ПЗ
Лист
36
Наименование
групп компонентов
Стабилизатор
КР142ЕН5А
Колво N,
шт.
Длина
L, мм
Ширина
В, мм
1
14,5
9,7
Диаметр
D, мм
Площадь
S=L*В,
мм2
Площадь N
элементов
S*N, мм2
140,65
4386,35
1)
Из таблицы получаем суммарную площадь Sсум= 3766,021 мм2
2)
Определяем установочную площадь всех элементов на плате, если
Диаметр
выводов
d, мм
Куст= 1,2; Куст – коэффициент установки.
Sуст= Sсум*1,2
Sуст= 3844,021*1,2 = 4519,2252 мм2
3)
Определяем площадь печатной платы, которая необходима для установки
элементов с учетом расстояния между элементами и выводами, а установки элементов с учётом
расстояния между элементами и выводами, а также для обеспечения нормальных тепловых
режимов работы по формуле
3.2.1
Обоснование компоновки печатной платы
Компоновка печатной платы - это процесс, при котором находят оптимальное
размещение навесных элементов и ИМС на печатной плате. Требования компоновки:
обеспечить оптимальную плотность расположения компонентов; -исключить заметные
паразитные электрические взаимосвязи, влияющие на технические характеристики изделия.
Компоновку можно выполнять вручную или с использованием САПР. Ручную компоновку
обычно выполняют с помощью шаблонов элементов, устанавливаемых на плате, изготовленных
из бумаги или из другого материала. Шаблоны выполняют в том же масштабе, в котором
оформлялся чертёж печатной платы. Эти шаблоны размещают на листе бумаги или другого
материала с нанесённой координатной сеткой и ищут такое расположение элементов, при
котором длина соединяющих их проводников минимальна. В результате компоновки находят
положение контактных площадок для подключения всех элементов. Автоматическая
компоновка выполняется с помощью программы Р-САD и графического редактора. Требования
к габаритным размерам плат определяются технологией их изготовления. Размеры ПП должны
быть экономически целесообразны (существенно ограничение на типоразмеры с целью
стандартизации инструментов и приспособлений). Отклонение от прямоугольной формы и
создание пазов во внешнем контуре приводит к повышенным производственным расходам и
неполному использованию исходных материалов. Размеры ПП должны соответствовать ГОСТ
10317-72, в котором рекомендовано 74 типа плат с соотношением сторон от 1 к 1 до 2 к 1.
Максимальная ширина не должна превышать 500 мм. Рекомендуемая толщина в мм: 0,8; 1; 1,5;
Изм Лист № докум.
Подпись Дата
ППЭТ ДП 230113 10 000 ПЗ
Лист
37
2; 2,5; 3. Печатную плату с установленными на ней электрорадиоэлементами называют
печатным узлом.
Рисунок 17 - Сборочный чертеж печатной платы
Если ЭРЭ имеют штыревые выводы, то их устанавливают в отверстия печатной платы
и запаивают. Если корпус ЭРЭ имеет планарные выводы, то их припаивают к соответствующим
контактным площадкам внахлест. ЭРЭ со штыревыми выводами нужно устанавливать на плату
с одной стороны (для плат с односторонней фольгой - на стороне где нет фольги). Это
обеспечивает
возможность
использования
высокопроизводительных
процессов
пайки,
например пайку «волной». Для ЭРЭ с планарными выводами пайку «волной» применять нельзя.
Поэтому их можно располагать с двух сторон печатной платы. При этом обеспечивается
большая плотность монтажа, так как на одной и той же плате можно расположить большее
количество элементов. При размещении ЭРЭ на печатной плате необходимо учитывать
следующее:
1)
Полупроводниковые приборы и микросхемы не следует располагать близко к
элементам, выделяющим большое количество теплоты, а также к источникам сильных
магнитных полей (постоянным магнитам, трансформаторам и др.);
2)
Должна
быть
предусмотрена
возможность
конвекции
воздуха
в
зоне
расположения элементов, выделяющих большое количество теплоты;
3)
Должна быть предусмотрена возможность лёгкого доступа к элементам, которые
подбирают при регулировании схемы.
Изм Лист № докум.
Подпись Дата
ППЭТ ДП 230113 10 000 ПЗ
Лист
38
Если элемент имеет электропроводной корпус и под корпусом проходит проводник, то
необходимо предусмотреть изоляцию корпуса или проводника. Изоляцию можно осуществлять
надеванием на корпус элемента трубок из изоляционного материала, нанесением тонкого слоя
эпоксидной смолы на плату в зоне расположения корпуса (эпоксидная маска), наклеиванием на
плату тонких изоляционных прокладок. От правильного расположения корпусов микросхем на
печатной
плате
зависят
такие
параметры
ЭВМ
как
габариты,
масса,
надежность,
помехоустойчивость.
Шаг установки интегральных микросхем определяется требуемой плотностью
компоновки, температурными режимами работы компонентов на плате, методом разработки
топологии ПП (ручная, машинная), типом корпуса и сложностью электрической схемы.
Рекомендуемый шаг установки ИМС - 2,5 мм. Зазоры между корпусами должны быть не менее
1,5 мм. ИМС со штырьковыми выводами располагаются с одной стороны печатной платы, так
как монтаж штырьковых выводов производится в сквозные отверстия, причем концы выводов
выступают на обратную сторону платы. Корпуса ИМС прочно удерживаются на плате
запаянными выводами и выдерживают практически любые механические воздействия.
3.2.2
Обоснование трассировки печатной платы
Трассировка печатной платы - это проведение проводников, соединяющих площадки,
так, чтобы они имели минимальную длину, и минимальное число переходов на другие слои с
целью устранения пересечений.
Чертежи печатных плат выполняют на бумаге имеющей координатную сетку,
нанесённую с определённым шагом. Наличие сетки позволяет не ставить на чертеже размеры
на все элементы печатного проводника. При этом по сетке можно воспроизвести рисунок
печатной платы при изготовлении фотооригиналов, с которых будут изготовлять шаблоны для
нанесения рисунка платы на заготовку. Координатную сетку наносят на чертёж с шагом 2,5 или
1,25 мм. Шаг 1,25 мм применяют в том случае, если на плату устанавливают многовыводные
элементы с шагом расположения выводов 1,25 мм. Центры монтажных и переходных отверстий
должны быть расположены в узлах (точках пересечений линий) координатной сетки. Если
устанавливаемый на печатную плату элемент имеет два и более вывода, расстояние между
которыми кратно шагу координатной сетки, то отверстия под все такие выводы должны быть
расположены в узлах сетки. Диаметр отверстий в печатной плате должен быть большего
диаметра вставляемого в него вывода, что обеспечит возможность свободной установки
электрорадиоэлемента. При диаметре вывода до 0,8 мм диаметр неметаллизированного
отверстия делают на 0,2 мм больше диаметра вывода; при диаметре вывода более 0,8 мм – на
0,3 мм больше.
Изм Лист № докум.
Подпись Дата
ППЭТ ДП 230113 10 000 ПЗ
Лист
39
Рисунок 18 - Печатная плата
Диаметр металлизированного отверстия зависит от диаметра вставляемого в него
вывода и от толщины платы. Связанно это с тем, что при гальваническом осаждении металла на
стенках отверстия малого диаметра, сделанного в толстой плате, толщина слоя металла
получится неравномерной, а при большом отношении длины к диаметру некоторые места могут
остаться непокрытыми. Диаметр металлизированного отверстия должен составлять не менее
половины толщины платы. Отверстия на плате нужно располагать таким образом, чтобы
расстояние между краями отверстий было не меньше толщины платы. В противном случае
перемычка между отверстиями не будет иметь достаточной механической прочности.
Чтобы обеспечить надёжное соединение металлизированного отверстия с печатным
проводником, вокруг отверстия делают контактную площадку. Контактные площадки
отверстий рекомендуется делать в форме кольца.
Печатные проводники рекомендуется выполнять прямоугольной конфигурации,
располагая их параллельно линиям координатной сетки.
Проводники на всём их протяжении должны иметь одинаковую ширину. Если один или
несколько проводников проходят через узкое место, ширина проводников может быть
уменьшена. При этом длина участка, на котором уменьшена ширина, должна быть
минимальной.
Следует иметь в виду, что узкие проводники (шириной 0,3 - 0,4 мм) могут отслаиваться
от изоляционного основания при незначительных нагрузках. Если такие проводники имеют
большую длину, то следует увеличивать прочность сцепления проводника с основанием,
Изм Лист № докум.
Подпись Дата
ППЭТ ДП 230113 10 000 ПЗ
Лист
40
располагая через каждые 25 - 30 мм по длине проводника металлизированные отверстия или
местные расширения типа контактной площадки с размером 1х1мм или более. Если проводник
проходит в узком месте между двумя отверстиями, то нужно прокладывать его так, чтобы он
был перпендикулярен линии, соединяющей центры отверстий. При этом можно обеспечить
максимальную ширину проводников и максимальное расстояние между ними. Экраны и
проводники шириной более 5 мм следует выполнять с вырезами Связанно это с тем, что при
нагревании плат в процессе из изоляционного основания могут выделяться газы. Если
проводник или экран имеет большую ширину, то газы не находят выхода и могут вспучить
фольгу Участки платы, по которым не должны проходить печатные проводники, обводят
штрихпунктирной линией и соответствующие указание делают в технических требованиях.
Зенковку на отверстиях графически не показывают. Кроме перечисленных данных в
технических требованиях чертежа должно быть указано:
А)
Номер ГОСТа или ТУ, которым должна соответствовать плата;
Б)
Шаг координатной сетки;
В)
Указания о гальваническом покрытии проводников печатной платы, например:
«Печатный монтаж серебрить Ср 9».
3.2.3
Способы изготовления печатной платы
Все процессы изготовления печатных плат можно разделить на субтрактивные,
аддитивные и полуаддитивные.
Субтрактивный процесс (subtraction - отнимать) получения проводящего рисунка
заключается в избирательном удалении участков проводящей фольги путем травления.
Аддитивный процесс (additio - прибавлять) в избирательном осаждении проводящего
материала на нефольгированный материал основания;
Полуаддитивный процесс предусматривает предваритель­ное нанесение тонкого
(вспомогательного) проводящего покрытия, впоследствии удаляемого с пробельных мест.
В соответствии
с ГОСТ 23751-86 конструирование печатных
плат
следует
осуществлять с учетом следующих методов изготовле­ния: химического для ОПП, ГПК;
комбинированного позитивного (для ДПП, ГПП); электрохимического (полуаддитивного) для
ДПП; металлизации сквозных отверстий для МПП. Все рекомендуемые методы (кроме
полуаддитивного) являются субтрактивными.
Основные способы изготовления печатных плат:

Субтрактивная технология;

Тентинг метод;

Аддитивная технология;
Изм Лист № докум.
Подпись Дата
ППЭТ ДП 230113 10 000 ПЗ
Лист
41

Метод ПАФОС;

Комбинированный позитивный метод;

Полуаддитивный метод;

Метод оконтуривания;

Рельефные платы.
3.3 Технологический процесс изготовления платы
проектируемого устройства
Позитивный
комбинированный
способ
является
основным
при
изготовлении
двусторонних печатных плат. Преимуществом позитивного комбинированного метода по
сравнению с негативным является хорошая адгезия проводника, повышенная надежность
монтажных и переходных отверстий, высокие электроизоляционные свойства. Последнее
объясняется тем, что при длительной обработке в химически агрессивных растворах (растворы
химического меднения, электролиты и др.) диэлектрическое основание защищено фольгой.
Технологический
процесс
изготовления
печатной
платы
комбинированным
позитивным методом состоит из следующих операций:

Резка заготовок;

Пробивка базовых отверстий;

Подготовка поверхности заготовок;

Нанесение сухого пленочного фоторезиста;

Нанесение защитного лака;

Сверловка отверстий;

Химическое меднение;

Снятие защитного лака;

Гальваническая затяжка;

Электролитическое меднение и нанесение защитного покрытия ПОС-61;

Снятие фоторезиста;

Травление печатной платы;

Осветление печатной платы;

Оплавление печатной платы;

Механическая обработка.
Изм Лист № докум.
Подпись Дата
ППЭТ ДП 230113 10 000 ПЗ
Лист
42
Рисунок 19 - Технологический процесс
3.3.1
Резка заготовок
Фольгированные диэлектрики выпускаются размерами 1000-1200 мм, поэтому первой
операцией практически любого технологического процесса является резка заготовок. Для резки
фольгированных диэлектриков используют роликовые одноножевые, многоножевые и
гильотинные прецизионные ножницы. На одноножевых роликовых ножницах можно получить
заготовки размером от 50 х 50 до 500 х 900 мм при толщине материала 0,025-3 мм. Скорость
резания плавно регулируется в пределах 2-13,5 м/мин. Точность резания ± 1,0 мм. Для удаления
пыли, образующейся при резании заготовки, ножницы оборудованы пылесосом. В данном
технологическом процессе будем применять одноножевые роликовые ножницы при скорости
резания 5 м/мин.
Из листов фольгированного диэлектрика одноножевыми роликовыми ножницами
нарезаем заготовки требуемых размеров с припуском на технологическое поле по 10 мм с
каждой стороны. Далее с торцов заготовки необходимо снять напильником заусенцы во
избежание повреждения рук во время технологического процесса. Качество снятия заусенцев
определяется визуально.
Изм Лист № докум.
Подпись Дата
ППЭТ ДП 230113 10 000 ПЗ
Лист
43
Резка заготовок не должна вызывать расслаивания диэлектрического основания,
образования трещин, сколов, а также царапин на поверхности заготовок.
3.3.2
Пробивка базовых отверстий
Сверловка отверстий является разновидностью механической обработки. Это одна из
самых трудоемких и важных операций. При выборе сверлильного оборудования необходимо
учитывать следующие основные особенности: изготовление нескольких тысяч отверстий в
смену, необходимость обеспечения перпендикулярных отверстий поверхности платы,
обработка плат без заусенцев. При сверлении важнейшими характеристиками операции
являются: конструкция сверлильного станка, геометрия сверла, скорость резания и скорость
осевой подачи. Для правильной фиксации сверла используются специальные высокоточные
кондукторы. Кроме того, необходимо обеспечить моментальное удаление стружки из зоны
сверления. Как известно стеклотекстолит является высокоабразивным материалом, поэтому
необходимо применять твердосплавные сверла. Применение сверл из твердого сплава
позволяет значительно повысить производительность труда при сверлении и улучшить чистоту
обработки отверстий. В большинстве случаев заготовки сверлят в пакете, высота пакета до 6
мм.
3.3.3
Подготовка поверхности заготовок
Удаление оксидного слоя толщиной не менее 0,5 мкм производят механической
очисткой крацевальными щетками или абразивными валками. Недостаток этого способа быстрое зажиривание очищающих валков, а затем, и очищающей поверхности. Часто для
удаления оксидной пленки применяют гидроабразивную обработку. Высокое качество зачистки
получают при обработке распыленной абразивной пульпой. Гидроабразивная обработка
удаляет с фольги заусенцы, образующиеся после сверления, и очищает внутренние медные
торцы контактных площадок в отверстиях многосторонних печатных плат от эпоксидной
смолы.
Высокое качество очистки получают при сочетании гидроабразивной обработки с
использованием водной суспензии и крацевания. На этом принципе работают установки для
зачистки боковых поверхностей заготовок и отверстий печатных плат нейлоновыми щетками и
пемзовой суспензией.
Для двусторонней механической зачистки поверхности фольгированного диэлектрика
часто применяют специальную крацевальную установку. Обработка поверхности производится
вращающимися латунными щетками в струе технологического раствора. Установка может
обрабатывать заготовки максимальным размером 500х500 мм при их толщине 0,1-3,0 мм,
частота вращения щеток 1200 об/мин, усилие поджатия плат к щеткам 147 Н.
Изм Лист № докум.
Подпись Дата
ППЭТ ДП 230113 10 000 ПЗ
Лист
44
Химическое удаление оксидной пленки (декапирование) наиболее эффективно
осуществляется в 10 %-ном растворе соляной кислоты.
К качеству очистки фольгированной поверхности предъявляют высокие требования,
так как от этого во многом зависят адгезия фоторезиста и качество рисунка схемы.
Нанесение сухого пленочного фоторезиста
3.3.4
От фоторезиста очень часто требуется высокое разрешение, а это достигается только на
однородных, без проколов пленках фоторезистов, имеющих хорошее сцепление с фольгой. Вот
почему предъявляются такие высокие требования к предыдущим операциям. Необходимо
свести до минимума содержание влаги на плате или фоторезисте, так как она может стать
причиной проколов или плохой адгезии. Все операции с фоторезистом нужно проводить в
помещении при относительной влажности не более 50 %. Для удаления влаги с поверхности
платы применяют сушку в термошкафах.
Нанесение защитного лака
3.3.5
Лак наносится для того, чтобы защитить поверхность платы от процесса химического
меднения. Лак обычно наносится окунанием в ванну с лаком, поливом платы с наклоном в 10150или распылением из пульверизатора. Затем плата сушится в сушильном шкафу при
температуре 60-150 °С в течение 2-3 ч. Температура сушки задается предельно допустимой
температурой для навесных электрорадиоэлементов, установленных на печатную плату.
В данном технологическом процессе в качестве защитного покрытия применяется лак
СБ-1с. Для нанесения лака на поверхность заготовки необходимо окунуть заготовки в кювету с
лаком на 2-3 сек, температура лака должна быть в пределах 18-25 °С, а затем следует сушить
заготовки в термошкафе КП 4506 в течение полутора часов при температуре 120 °С.
Сверловка отверстий
3.3.6
Чаще всего сверла изготавливают из твердоуглеродистых сталей марки У-10, У-18, У-7.
В основном используют две формы сверла: сложнопрофильные и цилиндрические. Так как
стеклотекстолит является высокоабразивным материалом, то стойкость сверл невелика. Так,
например, стойкость тонких сверл - около 10 000 сверлений.
В
данном
технологическом
процессе
сверление
отверстий
производится
на
одношпиндельном сверлильном станке КД-10. Необходимо обеспечивать следующие режимы
сверления: 20 000-25 000 об/мин, скорость осевой подачи шпинделя 2-10 мм/мин.
Перед сверлением отверстий необходимо подготовить заготовки и оборудование к
работе. Для этого нужно промыть заготовки в растворе очистителя в течение 1-2 мин при
температуре 20 °С, промыть заготовки в холодной проточной воде в течение 1-2 мин при
температуре 20 °С, промыть заготовки в 10% растворе аммиака в течение 1-2 мин при
Изм Лист № докум.
Подпись Дата
ППЭТ ДП 230113 10 000 ПЗ
Лист
45
температуре 20 °С, снова промыть заготовки в холодной проточной воде в течение 2-3 мин при
температуре 18-20 °С, подготовить станок КД-10 к работе согласно инструкции по
эксплуатации, затем обезжирить сверло в спирто-бензиновой смеси, собрать пакет из трех плат
и фотошаблона, далее сверлить отверстия согласно чертежу.
3.3.7
Химическое меднение
Химическое меднение, является первым этапом металлизации отверстий. При этом
возможно получение плавного перехода от диэлектрического основания к металлическому
покрытию, имеющих разные коэффициенты теплового расширения. Процесс химического
меднения основан на восстановлении ионов двухвалентной меди из ее комплексных солей.
Толщина слоя химически осажденной меди 0,2-0,3 мкм. Химическое меднение можно
проводить только после специальной подготовки - каталитической активации, которая может
проводиться одноступенчатым и двухступенчатым способом.
При двухступенчатой активации печатную плату сначала обезжиривают, затем
декапируют торцы контактных площадок. Далее следует первый шаг активации сенсибилизация, для чего платы опускают на 2-3 мин в соляно-кислый раствор дихлорида
олова. Второй шаг активации - палладирование, для чего платы помещают на 2-3 мин в солянокислый
раствор
дихлорида
палладия.
Адсорбированные
атомы
палладия
являются
высокоактивным катализатором для любой химической реакции. При одноступенчатой
активации предварительная обработка (обезжиривание и декапирование) остается такой же, а
активация происходит в коллоидном растворе, который содержит концентрированную серную
кислоту.
В данном случае процесс химического меднения состоит из следующих операций:

обезжирить платы в растворе тринатрий фосфата и кальцинированной соли в
течение 5-10 мин при температуре 50-60 °С;

промыть платы горячей проточной водой в течение 1-2 мин при температуре 50-

промыть платы холодной проточной водой в течение 1-2 мин при температуре 20

декапировать торцы контактных площадок в 10 процентном растворе соляной
60 °С;
°С;
кислоты в течение 3-5 сек при температуре 18-25 °С;

промыть платы холодной проточной водой в течение 1-2 мин при температуре 18-

промыть платы в дистиллированной воде в течение 1-2 мин при температуре 18-
25 °С;
25 °С;
Изм Лист № докум.
Подпись Дата
ППЭТ ДП 230113 10 000 ПЗ
Лист
46

активировать в растворе хлористого палладия, соляной кислоты, двухлористого
олова и дистиллированной воды в течение 10 мин при температуре 18-25 °С;

промыть платы в дистиллированной воде в течение 1-2 мин при температуре 20

промыть платы в холодной проточной воде в течение 1-2 мин при температуре 20

обработать платы в растворе ускорителя в течение 5 мин при температуре 20 °С;

промыть платы в холодной проточной воде в течение 1-2 мин при температуре 20

произвести операцию электрополировки с целью снятия металлического палладия
°С;
°С;
°С;
с поверхности платы в течение 2 мин при температуре 20 °С;

промыть платы горячей проточной водой в течение 2-3 мин при температуре 50

протереть поверхность платы бязевым раствором в течение 2-3 мин; промыть
°С;
платы холодной проточной водой в течение 1-2 мин при температуре 20 °С;

произвести визуальный контроль электрополировки (плата должна иметь
блестящий или матовый вид, при появлении на плате темных пятен, которые не удаляются во
время промывки, необходимо увеличить время электрополировки до 6 мин);

произвести операцию химического меднения в течение 10 мин при температуре

промыть платы в холодной проточной воде в течение 1-2 мин при температуре 20

визуально контролировать покрытие в отверстиях.
20 °С;
°С;
3.3.8
Снятие защитного лака
В данном технологическом процессе защитный лак снимается в растворителе 386. Для
этого платы необходимо замочить на 2 часа в растворителе 386, а затем снять слой лака
беличьей кистью, после этого промыть платы в холодной проточной воде в течение 2-3 мин при
температуре 20 °С, контролировать качество снятия защитного лака (на поверхности лака не
должны оставаться места, покрытые пленками лака).
3.3.9
Гальваническая затяжка
Слой химически осажденной меди обычно имеет небольшую толщину (0,2-0,3 мкм),
рыхлую структуру, легко окисляется на воздухе, непригоден для токопрохождения, поэтому его
защищают гальваническим наращиванием («затяжкой») 1-2 мкм гальванической меди.
Изм Лист № докум.
Подпись Дата
ППЭТ ДП 230113 10 000 ПЗ
Лист
47
Для этого необходимо декапировать платы в 5 процентный растворе соляной кислоты в
течение 1-3 сек при температуре 18-25 °С, промыть платы в холодной проточной воде в течение
2-3 мин при температуре 18-25 °С, зачистить платы венской известью в течение 2-3 мин при
температуре 18-25 °С, промыть платы в холодной проточной воде в течение 2-3 мин при
температуре 18-25 °С, снова декапировать заготовки в 5%-ном растворе соляной кислоты в
течение 1-3 сек при температуре 18-25 °С, промыть платы в холодной проточной воде в течение
1-2 мин при температуре 20 °С, промыть платы в дистиллированной воде в течение 1-2 мин при
температуре произвести гальваническую затяжку в течение 10-15 мин при температуре 20 °С,
промыть платы холодной проточной водой в течение 1-2 мин при температуре 18-25 °С, сушить
платы сжатым воздухом при температуре 18-25 °С до полного их высыхания, контролировать
качество гальванической затяжки (отверстия не должны иметь непокрытий, осадок должен
быть плотный, розовый, мелкокристаллический).
3.3.10
Электролитическое меднение и нанесение защитного
покрытия ПОС-61
После гальванической затяжки слой осажденной меди имеет толщину 1-2 мкм.
Электролитическое меднение доводит толщину в отверстиях до 25 мкм, на проводниках - до 4050 мкм.
Электролитическое меднение включает в себя следующие операции:

ретушь под микроскопом краской НЦ-25 беличьей кистью № 1;

декапирование плат в 5 процентном растворе соляной кислоты в течение 1-3 сек
при температуре 200 С;

промывка плат холодной проточной водой в течение 1-2 мин при температуре 200

зачистка плат венской известью в течение 2-3 мин при температуре 18-250 С;

промывка плат холодной проточной водой в течение1-2 мин при температуре 18-

декапирование плат в 5 процентном растворе соляной кислоты в течение 1 мин
С;
250 С;
при температуре 18-250 С;

промыть платы холодной проточной водой в течение 1-2 мин при температуре 18-

произвести
250 С;
гальваническое
меднение
в
растворе
борфтористоводородной
кислоты, борной кислоты, борфтористоводородной меди и дистиллированной воды в течение
80-90 мин при температуре 20 С;
Изм Лист № докум.
Подпись Дата
ППЭТ ДП 230113 10 000 ПЗ
Лист
48

промыть платы холодной проточной водой в течение 1-2 мин при температуре 200

произвести визуальный контроль покрытия (покрытие должно быть сплошным
С;
без подгара, не допускаются механические повреждения, отслоения и вздутия).
Чтобы при травлении проводники и контактные площадки не стравливались их
необходимо
покрыть
защитным
металлическим
покрытием.
Существует
различные
металлические покрытия (в основном сплавы), применяемые для защитного покрытия. В
данном технологическом процессе применяется сплав олово-свинец. Сплав олово-свинец стоек
к воздействию травильных растворов на основе персульфата аммония, хромового ангидрида и
других, но разрушается в растворе хлорного железа, поэтому в качестве травителя раствор
хлорного железа применять нельзя.
Для нанесения защитного покрытия необходимо промыть платы дистиллированной
водой в течение 1-2 мин при температуре 18-25 °С, затем произвести гальваническое покрытие
сплавом олово-свинец в растворе борфтористоводородной кислоты, борной кислоты,
мездрового клея, нафтохинондисульфоновой кислоты, 25 процентов аммиака, металлического
свинца, металлического олова, гидрохинона и дистиллированной воды в течение 12-15 мин при
температуре 20 °С, промыть платы в горячей проточной воде в течение 1-2 мин при
температуре 50 °С, промыть платы в холодной водопроводной воде в течение 1-2 мин при
температуре 20 °С, сушить платы сжатым воздухом в течение 2-3 мин при температуре 20 °С,
удалить ретушь ацетоном с поля платы, контролировать качество покрытия (покрытие должно
быть сплошным без подгара, не допускаются механические повреждения, отслоения и вздутия).
3.3.11
Снятие фоторезиста
Перед операцией травления фоторезист с поверхности платы необходимо снять. При
большом объеме выпуска плат это следует делать в установках снятия фоторезиста (например,
АРС-2.950.000). При небольшом количестве плат фоторезист целесообразней снимать в
металлической кювете щетинной кистью в растворе хлористого метилена.
В данном технологическом процессе фоторезист снимаетсять в установке снятия
фоторезиста АРС-2.950.000 в течение 5-10 мин при температуре 18-25 °С, после этого
необходимо промыть платы в холодной проточной воде в течение 2-5 мин при температуре 1825 °С.
3.3.12
Травление печатной платы
Травление предназначено для удаления незащищенных участков фольги с поверхности
платы с целью формирования рисунка схемы.
Изм Лист № докум.
Подпись Дата
ППЭТ ДП 230113 10 000 ПЗ
Лист
49
Существует несколько видов травления: травление погружением, травление с
барботажем, травление разбрызгиванием, травление распылением. Травление с барботажем
заключается в создании в объеме травильного раствора большого количества пузырьков
воздуха, которые приводят к перемешиванию травильного раствора во всем объеме, что
способствует увеличению скорости травления.
Существует также несколько видов растворов для травления: раствор хлорного железа,
раствор персульфата аммония, раствор хромового ангидрида и другие. Чаще всего применяют
раствор хлорного железа.
Скорость травления больше всего зависит от концентрации раствора. При сильно и
слабо концентрированном растворе травление происходит медленно. Наилучшие результаты
травления получаются при плотности раствора 1,3 г/см3. Процесс травления зависит также и от
температуры травления. При температуре выше 25 °С процесс ускоряется, но портится
защитная пленка. При комнатной температуре медная фольга растворяется за 30 сек до 1 мкм.
В данном технологическом процессе в качестве защитного покрытия использован
сплав олово-свинец, который разрушается в растворе хлорного железа. Поэтому в качестве
травильного раствора применяется раствор на основе персульфата аммония. В данном случае
применяется травление с барботажем. Для этого необходимо высушить плату на воздухе в
течение 5-10 мин при температуре 18-20 °С, при необходимости произвести ретушь рисунка
белой краской НЦ-25, травить платы в растворе персульфата аммония в течение 5-10 мин при
температуре не более 500 °С, промыть платы в 5%-ном растворе водного аммиака, промыть
платы в горячей проточной воде в течение 3-5 мин при температуре 50-60 °С, промыть платы в
холодной проточной воде в течение 2-5 мин при температуре 18-25 °С, сушить платы на
воздухе в течение 5-10 мин при температуре 18-25 °С, контролировать качество травления
(фольга должна быть вытравлена в местах, где нет рисунка. Оставшуюся около проводников
медь подрезать скальпелем. На проводниках не должно быть протравов).
3.3.13
Осветление печатной платы
Осветление покрытия олово-свинец проводится в растворе двухлористого олова,
соляной кислоты и тиомочевины. Для этого необходимо погрузить плату на 2-3 мин в раствор
осветления при температуре 60-70 °С, промыть платы горячей проточной водой в течение 2-3
мин при температуре 50 °С, промыть платы холодной проточной водой в течение 1-2 мин при
температуре 18-20 °С, промыть платы дистиллированной водой в течение 1-2 мин при
температуре 18-50 °С.
3.3.14
Изм Лист № докум.
Оплавление печатной платы
Подпись Дата
ППЭТ ДП 230113 10 000 ПЗ
Лист
50
Оплавление печатной платы производится с целью покрытия проводников и
металлизированных отверстий оловянно-свинцовым припоем. Наиболее часто применяют
конвейерную установку инфракрасного оплавления ПР-3796.
Для оплавления печатных плат необходимо высушить платы в сушильном шкафу КП4506 в течение 1 часа при температуре 80 °С, затем флюсовать платы флюсом ВФ-130 в течение
1-2 мин при температуре 20-50 °С, выдержать платы перед оплавлением в сушильном шкафу в
вертикальном положении в течение 15-20 мин при температуре 80-50 °С, подготовить
установку оплавления ПР-3796 согласно инструкции по эксплуатации, загрузить платы на
конвейер установки, оплавить плату в течение 20 мин при температуре 50-100 °С, промыть
платы от остатков флюса горячей проточной водой в течение 1-2 мин при температуре 50-100
С, промыть плату холодной проточной водой в течение 1-2 мин при температуре 18-25 °С,
промыть плату дистиллированной водой в течение 1-2 мин при температуре 20-50 °С, сушить
платы в течение 45 мин при температуре 50-85 °С в сушильном шкафу КП-4506,
контролировать качество оплавления на поверхности проводников и в металлизированных
отверстиях визуально.
Проводники должны иметь блестящую гладкую поверхность. Допускается на
поверхности проводников наличие следов кристаллизации припоя и частично непокрытые
торцы проводников.
3.3.15
Механическая обработка
Механическая обработка необходима для обрезки печатных плат по размерам (отрезка
технологического поля) и снятия фаски. Существует несколько способов механической
обработки печатных плат по контуру. Бесстружечная обработка печатных плат по контуру
отличается низкими затратами при использовании специальных инструментов. При этом
исключается нагрев обрабатываемого материала. Обработка осуществляется дисковыми
ножницами. Линия реза должна быть направлена так, чтобы не возникло расслоения материала.
Внешний контур односторонних печатных плат при больших сериях формируется на
скоростных прессах со специальным режущим инструментом. Многосторонние печатные платы
бесстружечным методом не обрабатываются, так как велика возможность расслоения.
Механическая
обработка
печатных
плат
по
контуру
со
снятием
стружки
осуществляется на специальных дисковых пилах, а также на станках для снятия фаски. Эти
станки снабжены инструментами или фрезами из твердых сплавов или алмазными
инструментами. Скорость резания таких станков 500-2000 мм/мин. эти станки имеют
следующие особенности: высокую скорость резания, применение твердосплавных или
Изм Лист № докум.
Подпись Дата
ППЭТ ДП 230113 10 000 ПЗ
Лист
51
алмазных инструментов, резка идет с обязательным равномерным охлаждением инструмента,
обеспечение незначительных допусков, простая и быстрая замена инструмента.
Широко используют широкоуниверсальный фрезерный станок повышенной точности
типа 675П. На станке выполняют фрезерные работы цилиндрическими, дисковыми,
фасонными, торцовыми, концевыми, шпоночными и другими фрезами.
В данном технологическом процессе обрезка платы производится с помощью дисковых
ножниц, а снятие фасок - на станке для снятия фасок типа ГФ-646. Для этого необходимо
обрезать платы на дисковых ножницах, снять фаски на станке для снятия фасок ГФ-646,
промыть платы в горячей воде с применением стирально-моющего средства в течение 2-3 мин
при температуре ±55 °С, затем промыть платы в дистиллированной воде в течение 1-2 мин при
температуре ±20 С, сушить платы в сушильном шкафу КП 4506. После этого следует визуально
проконтролировать печатные платы на отслаивание проводников.
Изм Лист № докум.
Подпись Дата
ППЭТ ДП 230113 10 000 ПЗ
Лист
52
4 Охрана труда
4.1 Общие правила охраны труда на производстве
Администрация
предприятий,
учреждений,
организаций
обязана
обеспечивать
надлежащее техническое оборудование всех рабочих мест и создавать на них условия работы,
соответствующие правилам по охране труда. Существует несколько видов инструктажа:
вводный, первичный на рабочем месте, повторный, внеплановый, текущий.
Вводный инструктаж обязаны пройти все вновь поступающие на предприятие, а также
командированные и учащиеся. Его проводит главный инженер.
Первичный инструктаж на рабочем месте проводят со всеми вновь принятыми на
предприятие, переводимыми из одного предприятия в другое.
Вторичный инструктаж проводится не реже чем через шесть месяцев. Цель этого
инструктажа восстановление в памяти рабочего правил по технике безопасности, а также
разборка конкретных нарушений из практики цеха и предприятия.
Внеплановый инструктаж проводят при изменении технологического процесса,
изменение правил по охране труда, внедрение новой техники, нарушение работниками
требований безопасности труда, которые могут привести к травматизму, аварии, взрыву; при
перерывах в работе, к которым предъявляются дополнительные требования безопасности труда,
более чем на 30 календарных дней.
Текущий инструктаж проводят с работниками перед работой на которую оформляется
допуск-наряд.
Важное значение для безопасного труда имеет профессиональный отбор, цель которого
выявление лиц, непригодных по своим физическим данным к участию в производственном
процессе. Кроме того важное значение имеет соблюдение инструкции по охране труда, которые
разрабатываются и утверждаются администрацией предприятия совместно с профсоюзом.
Особую роль в организации работы по предупреждению несчастных случаев играет служба
охраны труда.
В условиях современного производства отдельные мероприятия по улучшению
условий труда, предупреждению травматизма оказываются недостаточными, поэтому они
осуществляются комплексно, образуя систему управления безопасности труда (СУБТ). Она
представляет совокупность объекта управления и управляющей части, связанных каналами
передачи информации. Объектом управления служит безопасность труда на рабочем месте,
участке и характеризуется взаимодействием людей с предметом и орудием труда.
Изм Лист № докум.
Подпись Дата
ППЭТ ДП 230113 10 000 ПЗ
Лист
53
Управляющая часть включает руководителей структурных подразделений, службы охраны
труда.
4.2 Техника
безопасности
при
эксплуатации
компьютерного оборудования
Общие требования безопасности
Настоящая инструкция распространяется на персонал, эксплуатирующий средства
вычислительной техники и периферийное оборудование. Инструкция содержит общие указания
по безопасному применению электрооборудования в учреждении. Требования настоящей
инструкции являются обязательными, отступления от нее не допускаются.
К самостоятельной эксплуатации электроаппаратуры допускается только специально
обученный персонал не моложе 18 лет, пригодный по состоянию здоровья и квалификации к
выполнению указанных работ. Требования безопасности перед началом работы Перед началом
работы следует убедиться в исправности электропроводки, выключателей, штепсельных
розеток, при помощи которых оборудование включается в сеть, наличии заземления
компьютера, его работоспособности, Требования безопасности во время работы Для снижения
или предотвращения влияния опасных и вредных факторов необходимо соблюдать?
Санитарные правила и нормы. гигиенические требования к видеодисплейным терминалам,
персональным электронно-вычислительным машинам и организации работы (Утверждено
Постановлением Госкомсанэпиднадзора России от 14 июля 1996 г. N 14 СанПиН 2.2.2.542-96),
и Приложение 1,2
Во избежание повреждения изоляции проводов и возникновения коротких замыканий
не разрешается: вешать что-либо на провода, закрашивать и белить шнуры и провода,
закладывать провода и шнуры за газовые и водопроводные трубы, за батареи отопительной
системы, выдергивать штепсельную вилку из розетки за шнур, усилие должно быть приложено
к корпусу вилки. Для исключения поражения электрическим током запрещается: часто
включать и выключать компьютер без необходимости, прикасаться к экрану и к тыльной
стороне блоков компьютера, работать на средствах вычислительной техники и периферийном
оборудовании
мокрыми
руками, работать
на средствах
вычислительной
техники
и
периферийном оборудовании, имеющих нарушения целостности корпуса, нарушения изоляции
проводов, неисправную индикацию включения питания, с признаками электрического
напряжения на корпусе, класть на средства вычислительной техники и периферийном
оборудовании посторонние предметы. Запрещается под напряжением очищать от пыли и
загрязнения электрооборудование.
Изм Лист № докум.
Подпись Дата
ППЭТ ДП 230113 10 000 ПЗ
Лист
54
Запрещается проверять работоспособность электрооборудования в неприспособленных
для эксплуатации помещениях с токопроводящими полами, сырых, не позволяющих заземлить
доступные металлические части. Недопустимо под напряжением проводить ремонт средств
вычислительной
техники и
периферийного оборудования. Ремонт
электроаппаратуры
производится только специалистами-техниками с соблюдением необходимых технических
требований.
Во
электроприборами
отопления,
избежание
поражения
электрическим
током,
при
пользовании
нельзя касаться одновременно каких-либо трубопроводов, батарей
металлических
конструкций,
соединенных
с
землей.
При
пользовании
электроэнергией в сырых помещениях соблюдать особую осторожность. Требования
безопасности в аварийных ситуациях. При обнаружении неисправности немедленно обесточить
электрооборудование, оповестить администрацию. Продолжение работы возможно только
после устранения неисправности. При обнаружении оборвавшегося провода необходимо
немедленно сообщить об этом администрации, принять меры по исключению контакта с ним
людей. Прикосновение к проводу опасно для жизни. Во всех случаях поражения человека
электрическим током немедленно вызывают врача.
До прибытия врача нужно, не теряя времени, приступить к оказанию первой помощи
пострадавшему. Необходимо немедленно начать производить искусственное дыхание, наиболее
эффективным из которых является метод ?рот в рот или ?рот в нос, а также наружный массаж
сердца.
Искусственное дыхание пораженному электрическим током производится вплоть до
прибытия врача. На рабочем месте запрещается иметь огнеопасные вещества В помещениях
запрещается:

зажигать огонь;

включать электрооборудование, если в помещении пахнет газом;

курить;

сушить что-либо на отопительных приборах;

закрывать вентиляционные отверстия в электроаппаратуре.
Источниками воспламенения являются:

искра при разряде статического электричества;

искры от электрооборудования;

искры от удара и трения;

открытое пламя.
При возникновении пожароопасной ситуации или пожара персонал должен немедленно
принять необходимые меры для его ликвидации, одновременно оповестить о пожаре
Изм Лист № докум.
Подпись Дата
ППЭТ ДП 230113 10 000 ПЗ
Лист
55
администрацию. Помещения с электрооборудованием должны быть оснащены огнетушителями
типа ОУ-2 или ОУБ-3. Требования безопасности по окончании работы
После окончания работы необходимо обесточить все средства вычислительной техники
и периферийное оборудование.
4.3 Техника
безопасности
при
производстве
печатных плат
Изготовление печатных плат непосредственно связано с применением различного рода
химикатов, которые при попадании на кожу могут вызвать ожоги. Эти вещества, кроме того,
являются ядовитыми. При подготовке поверхности платы к покраске, а также при удалении
защитного слоя краски после травления обычно пользуются растворителями (ацетон, бензин).
Эти вещества являются летучими и легковоспламеняемыми. Неаккуратное обращение с ними
может привести к пожару или отравлению.
Монтаж макета производится электрическим паяльником. Пайка ведётся свинцовооловянным припоем ПОС-61 с использованием канифоли. При пайке выделяются ядовитые
пары свинца, олова и канифоли, которые могут вызвать отравление при попадании в организм
через дыхательные пути.
При монтаже и настройке макета используются приборы, питание которых
осуществляется от сети переменного тока напряжением 220В. При работе с этими приборами
возникает опасность поражения электрическим током.
Поражение током может произойти:

при нарушении изолирующего слоя проводов питания;

при появлении напряжения на корпусах используемых приборов.
Кроме того, неосторожное обращение с приборами, особенно с электрическим
паяльником, может привести к возникновению пожара.
Напряжения, используемые для питания лабораторного макета не превышают 5В, и
опасными не являются.
При работе с травящими растворами кожа рук должна быть защищена резиновыми
перчатками, которые перед началом работы проверяются на герметичность.
Работа с летучими веществами должна производиться при наличии вытяжной
вентиляции.
Хранение растворителей осуществляется в стеклянных или полиэтиленовых бутылях с
хорошо пригнанными пробками.
Изм Лист № докум.
Подпись Дата
ППЭТ ДП 230113 10 000 ПЗ
Лист
56
Во время работы с растворителями в помещении запрещается курить или разводить
огонь.
При работе с электрическими приборами необходимо заземлять корпуса всех приборов.
Согласно ГОСТ 12.1.019-79* «Электробезопасность. Общие требования».
Для электроустановок с напряжением до 1000В, сопротивление заземляющего
устройства не должно превышать 4 Ом.
При включении приборов, используемых при монтаже или настройке, необходимо
проверить изоляцию проводов питания.
Для
обеспечения
пожарной
безопасности
предусматриваются
устройства
для
отключения тока при коротком замыкании как всей цепи (распределительный щит в
лаборатории), так и непосредственно в приборах (плавкие предохранители). Освещённость
рабочего места должна составлять 300-500 лк. Арматура светильников должна обеспечивать
защиту глаз от слепящего света. Покрытие рабочих столов должно быть тёмным и матовым,
чтобы отражённые блики не утомляли глаза.
Для ликвидации возможного пожара в лаборатории необходимо иметь углекислотные
огнетушители ОУ-2 или ОУ-5 и противопожарное одеяло. Доступ к противопожарным
средствам должен быть свободным в любое время.
4.4 Противопожарные мероприятия
Пожары в ВЦ представляют особую опасность, так как сопряжены с большими
материальными потерями. Характерная особенность ВЦ – небольшие площади помещений. Как
известно пожар может возникнуть при взаимодействии горючих веществ, окисления и
источников зажигания. В помещениях ВЦ присутствуют все три основные фактора,
необходимые для возникновения пожара.
Горючими компонентами на ВЦ являются: строительные материалы для акустической
и эстетической отделки помещений, перегородки, двери, полы, перфокарты и перфоленты,
изоляция кабелей и др.
Противопожарная
защита
-
это
комплекс
организационных
и
технических
мероприятий, направленных на обеспечение безопасности людей, на предотвращение пожара,
ограничение его распространения, а также на создание условий для успешного тушения
пожара.
Источниками зажигания в ВЦ могут быть электронные схемы от ЭВМ, приборы,
применяемые для технического обслуживания, устройства электропитания, кондиционирования
Изм Лист № докум.
Подпись Дата
ППЭТ ДП 230113 10 000 ПЗ
Лист
57
воздуха, где в результате различных нарушений образуются перегретые элементы,
электрические искры и дуги, способные вызвать загорания горючих материалов.
В современных ЭВМ очень высокая плотность размещения элементов электронных
схем. В непосредственной близости друг от друга располагаются соединительные провода,
кабели. При протекании по ним электрического тока выделяется значительное количество
теплоты. При этом возможно оплавление изоляции. Для отвода избыточной теплоты от ЭВМ
служат системы вентиляции и кондиционирования воздуха. При постоянном действии эти
системы представляют собой дополнительную пожарную опасность.
Энергоснабжение ВЦ осуществляется от трансформаторной станции и двигательгенераторных агрегатов. На трансформаторных подстанциях особую опасность представляют
трансформаторы с масляным охлаждением. В связи с этим предпочтение следует отдавать
сухим трансформатором.
Пожарная опасность двигатель-генераторных агрегатов обусловлена возможностью
коротких замыканий, перегрузки, электрического искрения. Для безопасной работы необходим
правильный расчет и выбор аппаратов защиты. При поведении обслуживающих, ремонтных и
профилактических
работ
используются
различные
смазочные
вещества,
легковоспламеняющиеся жидкости, прокладываются временные электропроводники, ведут
пайку и чистку отдельных узлов. Возникает дополнительная пожарная опасность, требующая
дополнительных мер пожарной защиты. В частности, при работе с паяльником следует
использовать несгораемую подставку с несложными приспособлениями для уменьшения
потребляемой мощности в нерабочем состоянии.
Для большинства помещений ВЦ установлена категория пожарной опасности В.
Одной из наиболее важных задач пожарной защиты является защита строительных
помещений от разрушений и обеспечение их достаточной прочности в условиях воздействия
высоких температур при пожаре. Учитывая высокую стоимость электронного оборудования
ВЦ, а также категорию его пожарной опасности, здания для ВЦ и части здания другого
назначения, в которых предусмотрено размещение ЭВМ должны быть 1 и 2 степени
огнестойкости.
Для изготовления строительных конструкций используются, как правило, кирпич,
железобетон, стекло, металл и другие негорючие материалы. Применение дерева должно быть
ограниченно, а в случае использования необходимо пропитывать его огнезащитными
составами. В ВЦ противопожарные преграды в виде перегородок из несгораемых материалов
устанавливают между машинными залами.
Изм Лист № докум.
Подпись Дата
ППЭТ ДП 230113 10 000 ПЗ
Лист
58
К средствам тушения пожара, предназначенных для локализации небольших загораний,
относятся пожарные стволы, внутренние пожарные водопроводы, огнетушители, сухой песок,
асбестовые одеяла и т. п.
В зданиях ВЦ пожарные краны устанавливаются в коридорах, на площадках
лестничных клеток и входов. Вода используется для тушения пожаров в помещениях
программистов, библиотеках, вспомогательных и служебных помещениях. Применение воды в
машинных залах ЭВМ, хранилищах носителей информации, помещениях контрольноизмерительных приборов ввиду опасности повреждения или полного выхода из строя
дорогостоящего оборудования возможно в исключительных случаях, когда пожар принимает
угрожающе крупные размеры. При этом количество воды должно быть минимальным, а
устройства ЭВМ необходимо защитить от попадания воды, накрывая их брезентом или
полотном.
Для тушения пожаров на начальных стадиях широко применяются огнетушители. По
виду используемого огнетушащего вещества огнетушители подразделяются на следующие
основные группы.
Пенные огнетушители, применяются для тушения горящих жидкостей, различных
материалов, конструктивных элементов и оборудования, кроме электрооборудования,
находящегося под напряжением.
Газовые огнетушители применяются для тушения жидких и твердых веществ, а также
электроустановок, находящихся под напряжением.
В производственных помещениях ВЦ применяются главным образом углекислотные
огнетушители, достоинством которых является высокая эффективность тушения пожара,
сохранность электронного оборудования, диэлектрические свойства углекислого газа, что
позволяет использовать эти огнетушители даже в том случае, когда не удается обесточить
электроустановку сразу.
Объекты ВЦ кроме АПС необходимо оборудовать установками стационарного
автоматического пожаротушения. Наиболее целесообразно применять в ВЦ установки газового
тушения пожара, действие которых основано на быстром заполнении помещения огнетушащим
газовым веществом с резким сжижением содержания в воздухе кислорода.
4.5 Экологическая безопасность при производстве
печатных плат
В современном мире, где экологический аспект ставится на первое место, процесс
«химического меднения» признается экологически вредным и небезопасным для работы людей.
Изм Лист № докум.
Подпись Дата
ППЭТ ДП 230113 10 000 ПЗ
Лист
59
Рассмотрим проблемы, возникающие при использовании процесса стандартного
химического меднения:

большое время выхода заготовок при операции химического меднения около 2ч;

большой экологический вред;

постоянная работа с формалином;

постоянная работа с каустиком и приготовление концентрата каустика;

необходимость перекачки раствора химического меднения в запасную емкость;

необходимость добавления в ванну стабилизирующих добавок;

нестабильность раствора химического меднения;

большой объем анализов;

частая корректировка.
Современный рынок печатных плат предъявляет все более жесткие требования к
качеству продукции. Это, в свою очередь, вызывает необходимость обновления и пополнения
ассортимента расходных материалов, использование современных технологи, а также работы
на более совершенном оборудовании. Самым доступным вариантом является применение
новых современных технологий на имеющемся оборудовании. Рассмотрим варианты замены
процесса химического меднения.
Изм Лист № докум.
Подпись Дата
ППЭТ ДП 230113 10 000 ПЗ
Лист
60
Заключение
В данном дипломном проекте разработан термометр-термостат на микроконтроллере,
предназначенный для поддержания заданной температуры воздуха в помещении. Он может
устанавливаться как в квартирах с центральным отоплением, так и в коттеджах с
индивидуальной системой обогрева, а также в любых других помещениях независимо от года
постройки здания. Устройство соответствует техническим характеристикам задания.
Повышение качества и экономичности производства во многом зависит от уровня
автоматизации технологического процесса. Автоматизация развивается в направлении от
автоматизации отдельных операций (пайка, сварка и др.) к широкому использованию
автоматизированных линий.
Особенностью производства ЭВМ является также большая трудоемкость контрольных
операций. На отдельных предприятиях количество контролеров достигает до 30 - 40% от
общего числа рабочих.
Автоматизация технологических процессов и сокращение количества работающих
способствуют
централизации
объектов
обслуживания,
их
укрупнению.
При
полной
автоматизации и дистанционном управлении производством или группой производств
существенно изменяется организация обслуживания.
Также в дипломном проекте были разработаны чертежи: схема электрическая
принципиальная, схема электрическая структурная, сборочный чертеж печатной платы
устройства, чертёж печатной платы с двух сторон, алгоритм работы термометра-термостата,
также был разработан технологический процесс изготовления печатной платы. Все чертежи
были выполнены в программе «КОМПАС 3D»
Изм Лист № докум.
Подпись Дата
ППЭТ ДП 230113 10 000 ПЗ
Лист
61
Список использованных источников
1
Партыка, Т.Л. Периферийные устройства вычислительной техники [Текст]:
учебное пособие / Т.Л.Партыка, И.И.Попов.- Москва: ФОРУМ, 2012.- 432с.
2
Гребенюк, Е.И. Технические средства информатизации [Текст]: учебник для студ.
учреждений сред. проф. образования/Е.И.Гребенюк, Н.А.Гребенюк.- Москва: ИЦ «Академия»,
2012.- 352с.
3
Келим, Ю.М. Вычислительная техника [Текст]: учебник для студ. учреждений
сред. проф. образования / Ю.М.Келим.- Москва: ИЦ « Академия»,2013.-368с.
4
Александров, Е.К. Микропроцессорные системы [Текст]: учеб. пособие для вузов
/ Е.К.Александров, Р.И.Грушвицкий.- Санкт-Петербург: «Политехника», 2012.- 935с.
5
Угрюмов, Е.П. Цифровая схемотехника [Текст]: учеб. пособие для студ. сред.
проф. учеб. заведений / Е.П.Угрюмов.- Москва: ИНФРА-М, 2013.- 183с.
6
Калашников, В.И. Электроника и микропроцессорная техника [Текст]: учебник
для студ. учреждений высш. проф. образования / В.И.Калашников, С.В. Нефедов; под ред.
проф. Г.Г.Раннева.- Москва: Издательский центр «Академия», 2012.- 368с.
7
Трищенко, К. Термометр-термостат на микроконтроллере [Текст]: К.Трищенко /
Радио.- 2006.- №1.- 43-45с.
8
Регулятор температуры со встроенным таймером [Электронный ресурс]: - Режим
доступа: http://relsib.com/product/regulyator-temperatury-so-vstroennym-tajmerom-ratar-02k
9
Регулятор
температуры
[Электронный
ресурс]:
-
Режим
доступа:
http://www.relsib.com/product/regulyator-temperatury-ratar-032uvsch1-dvuhkanalnyj-suniversalnymi-vhodami
10
Чип и Дип [Электронный ресурс]: - Режим доступа: http://www.chipdip.ru/
11
Пирогова, Е.В. Проектирование и технология печатных плат [Текс]: Учебник / Е.
В. Пирогова.- Москва: ИНФА-М, 2012.- 560с.
12
Пестриков, В.М. Уроки радиотехники. Практическое использование современных
радиоэлектронных схем и радиокомпонентов [Текст]: учеб. пособие для студ. сред. проф. учеб.
заведений / В.М. Пестриков.- Санкт - Петербург: КОРОНА, 2012.- 592с,
13
Билибин, К.И. Конструкторско-технологическое проектирование электронной
аппаратуры [Текст]: учеб. пособие для студ. сред. проф. учеб. заведений / К.И.Билибин, В.А.
Шахнов
14
Алгоритмы и их свойства основные конструкции алгоритмов [Электронный
ресурс]: - Режим доступа: http://de.nspu.ru/file.php/348/books/informat1/Part02/p2aa1.html
Изм Лист № докум.
Подпись Дата
ППЭТ ДП 230113 10 000 ПЗ
Лист
62
15
Парфенов, Е.М. Проектирование конструкций электронной аппаратуры [Текст]:
учеб. пособие для студ. сред. проф. учеб. заведений / Е.М.Парфенов.- Москва: Радио и связь,
2012.- 312с.
16
Молчанов, А.П. Курс электротехники и радиотехники [Электронный ресурс].-
Санкт-Петербург: БХВ-Петербург, 2011.- Режим доступа: http://znanium.com.-ЭБС « Знаниум»
Изм Лист № докум.
Подпись Дата
ППЭТ ДП 230113 10 000 ПЗ
Лист
63
Приложение А
(обязательное)
Программа работы микроконтроллера PIC16F84A
#include <P16F84.INC>
__config _XT_OSC & _WDT_OFF & _PWRTE_ON
F0
EQU
0
RTIF equ
2
;Переменные и константы, используемые в программе
NumL EQU
0x0C
NumH EQU
0x0D
Thou EQU
0x0E
Hund EQU
0x0F
Tens
EQU
0x10
Ones EQU
0x11
I
EQU
0x13
A
EQU
0x14
BACKUPW
EQU
0x15
BACKUPS
EQU
0x16
RAZR0 EQU
0x17
;Три ячейки, содержат семисегментный код для
вывода на индикатор
RAZR1 EQU 0x18
RAZR2 EQU 0x19
;В переменной FLAGS каждый бит сигнализирует о:
;0 - нажата кнопка вызова таймера
;1 - нажата кнопка установки таймера
;2 - необходимости обновления в экранном буфере оставшегося времени в таймере
;3 - произошло нажатие кнопки вызова таймера, необходимо подать короткий звуковой сигнал
;4 - закончилась выдержка времени таймера, необходимо подать условный звуковой сигнал
;5 - раз в секунду сигнализирует о необходимости считывания показаний DS1820
;6 - необходимости вывода десятичной точки
FLAGS EQU 0x1A
J
EQU
0x1B
K
EQU
0x1C
TIME0 EQU
0x1D
TIME1 EQU
0x1E
PA
EQU 0x1F
T7SEG0 EQU
0x20
T7SEG1 EQU
0x21
T7SEG2 EQU
0x22
T_IND EQU
0x23
TEMP_READH
EQU
0x24
TEMP_READL
EQU
0x25
TL
EQU
0x26
TH
EQU
0x27
TIME2
EQU
0x28
I_BYTE
EQU
0x29
_N
EQU
0x2A
TEMP
EQU
0x2B
O_BYTE
EQU
0x2C
LOOP1
EQU
0x2D
LOOP2
EQU
0x2E
T_ALARM
EQU
0x2F
DT_ALARM
EQU
0x30
CONSTANT
DATA_PIN=7
;****** Начальная инициализация контроллера и программы *******
BSF STATUS, RP0
CLRF TRISA
CLRF
TRISB
GOTO
BEGIN_PROG
;Устанавливаем страницу памяти 1
;Настраиваем все линии порта А и В на вывод
;***** Точка входа в процедуру обработки прерываний от таймера*************
BCF
INTCON, GIE
MOVWF BACKUPW
рабочего регистра
MOVF
STATUS, 0
MOVWF BACKUPS
;Запрещаем прерывания
;Сохраняем
содержимое
;и регистра STATUS
;Програмные таймеры
INCF
TIME0, 1
MOVF
TIME0, 0
Изм Лист № докум.
Подпись Дата
ППЭТ ДП 230113 10 000 ПЗ
Лист
64
SUBLW
BTFSC
GOTO
CLRF
INCF
L18
MOVF
SUBLW
измерения температуры равным 1 сек.
BTFSC
GOTO
CLRF
BSF
L26
BTFSS
нажатии кнопки
GOTO
BTFSS
GOTO
BCF
BSF
INCF
MOVF
SUBLW
до -55 градусов
BTFSS
GOTO
MOVLW
MOVWF
.81
STATUS, C
L22
TIME0
TIME2, 1
TIME2, 0
.2
;122
;Устанавливаем
STATUS, C
L26
TIME2
FLAGS, 5
FLAGS, 0
;Корректировка таймера возможна только при
;вызова таймера
;Если нажата кнопка установки таймера
L22
FLAGS, 1
L22
FLAGS, 2
FLAGS, 7
T_ALARM, 1
T_ALARM, 0
0x7D
;Если достиг 125 градусов, сбрасываем
STATUS, Z
L22
0xC9
T_ALARM
;Опрос состояния кнопок управления
BCF
PA, 0
BCF
FLAGS, 1
BCF
PA, 1
BCF
PA, 2
BSF
PA, 4
MOVF
PA, 0
MOVWF PORTA
BSF STATUS, RP0
BSF
TRISB, 5
L22
период
;Флаги, показывающие
;состояние кнопок.
;Выключаем индикаторы
;Устанавливаем страницу памяти 1
;Разряды порта В, подключенные к
кнопкам настраиваем на ввод
BSF
TRISB, 6
BCF STATUS, RP0
BTFSC PORTB, 6
;Устанавливаем страницу памяти 0
;Устанавливаем флаги в зависимости от состояния
кнопок
GOTO
L23
BSF
FLAGS, 0
MOVLW .255
MOVWF T_IND
L23
DECFSZ T_IND
GOTO
L24
BCF
FLAGS, 0
BTFSC FLAGS, 7
CALL
SEEPROM
BCF
FLAGS, 7
L24
BTFSS PORTB, 5
BSF
FLAGS, 1
BSF STATUS, RP0
BCF
TRISB, 5
кнопкам настраиваем на вывод
BCF
TRISB, 6
BCF STATUS, RP0
;Устанавливаем страницу памяти 1
;Разряды порта В, подключенные к
;Устанавливаем страницу памяти 1
;Динамическая индикация содержимого RAZR0, RAZR1, RAZR2
MOVLW .0
SUBWF
BTFSS
GOTO
MOVLW
ANDWF
I, 0
STATUS, Z
L2
B'10000000'
PORTB, 1
MOVF
IORWF
BSF
RAZR0, 0
PORTB, 1
MOVF
MOVWF
GOTO
MOVLW
PA, 0
PORTA
L4
.1
;Очищаем
;Отображаем разряд 0
разряды
порта,
подключенные
к
индикатору
PA, 0
;Выводим отображаемую цифру
;Включаем соответствующий
разряд индикатора
L2
Изм Лист № докум.
Подпись Дата
;Отображаем разряд 1
ППЭТ ДП 230113 10 000 ПЗ
Лист
65
SUBWF
BTFSS
GOTO
MOVLW
ANDWF
I, 0
STATUS, Z
L3
B'10000000'
PORTB, 1
;Очищаем
MOVF
IORWF
BSF
BTFSC
BCF
BTFSS
BSF
MOVF
MOVWF
GOTO
MOVLW
ANDWF
RAZR1, 0
PORTB, 1
;Выводим отображаемую цифру
PA, 4
PA, 0
PORTA
L4
B'10000000'
PORTB, 1
;Очищаем
MOVF
IORWF
BSF
MOVF
MOVWF
INCF
MOVLW
RAZR2, 0
PORTB, 1
;Выводим отображаемую цифру
разряды
порта,
подключенные
к
подключенные
к
индикатору
L3
PA, 1
FLAGS, 6
PA, 4
FLAGS, 6
разряды
порта,
индикатору
L4
PA, 2
PA, 0
PORTA
I, 1
.3
;Обнулить счетчик разрядов,
если достиг 3
SUBWF I, 0
BTFSC STATUS, Z
CLRF
I
IRET
BCF
;Завершение обработки прерывания от таймера
INTCON, RTIF
;Сброс флага прерывания от таймера
MOVF
BACKUPS, 0
MOVWF STATUS
MOVF
BACKUPW, 0
;Востановление рабочего регистра
BSF
INTCON, GIE
;Разрешение прерываний
RETFIE
;Возврат из обработки прерывания
;****** Продолжение начальной инициализации *****************************
BEGIN_PROG
MOVLW B'01000011'
;Подключаем пределитель к таймеру и устанавливаем
коэффициент
MOVWF OPTION_REG
;деления 1:16, сигнал на таймер от внутреннего генератора
BCF STATUS, RP0
;Устанавливаем страницу памяти 0
CLRF
PORTB
MOVLW B'00000111'
MOVWF PA
MOVF
PA, 0
MOVWF PORTA
CLRF
I
;Инициализируем используемые в программе
CLRF
FLAGS
;переменные
CALL
START_DS
CLRF
TMR0
CLRF
TEMP_READL
CLRF
TEMP_READH
CALL
LEEPROM
MOVLW 0x02
MOVWF DT_ALARM
CLRF
TIME0
CLRF
TIME2
CLRF
TMR0
MOVLW B'10100000'
;Разрешаем прерывание от переполнения таймера
MOVWF INTCON
BCF
FLAGS, 5
BCF
FLAGS, 3
MOVLW B'10111111'
;(три тире при старте)
MOVWF RAZR0
MOVWF RAZR1
MOVWF RAZR2
CALL
START_DS
;Пауза до получения первого достоверного результата измерения температуры
L0
BTFSS FLAGS, 5
GOTO
L0
CALL
START_DS
BCF
FLAGS, 5
L00
BTFSS FLAGS, 5
GOTO
L00
Изм Лист № докум.
Подпись Дата
ППЭТ ДП 230113 10 000 ПЗ
Лист
66
;****** Основной цикл программы ******
L10
CLRWDT
L25
BTFSS FLAGS, 0
GOTO
L12
BTFSC FLAGS, 2
GOTO
L10
BSF
FLAGS, 2
BCF
FLAGS, 6
BTFSC T_ALARM, 7
GOTO
L70
MOVF
T_ALARM, 0
MOVWF NumL
GOTO
L71
L70
MOVLW 0xFF
MOVWF NumL
MOVF
T_ALARM, 0
SUBWF NumL, 1
L71
CLRF
NumH
CALL
Convert
MOVF
Ones, 0
CALL
DS7SEG
MOVWF RAZR0
MOVF
Tens, 0
CALL
DS7SEG
MOVWF RAZR1
MOVF
Hund, 0
CALL
DS7SEG
MOVWF RAZR2
BTFSC T_ALARM, 7
BCF
RAZR2, 6
;Необходимо отображение температуры
;Отключение запятой
;Вычисление целой части
;Температура ниже нуля
;Включение знака минус при отрицательной температуре
GOTO
L10
BCF
FLAGS, 2
;Отображение температуры
BTFSC FLAGS, 3
CALL
CONV_T
BCF
FLAGS, 3
BTFSS FLAGS, 5
GOTO
L10
;Передается управление каждую секунду
BCF
FLAGS, 5
BSF
FLAGS, 3
CALL
READ_T
CALL
START_DS
ANDLW 0xFF
BTFSS STATUS, Z
GOTO
L10
MOVLW B'00000001'
MOVWF RAZR0
MOVWF RAZR1
MOVWF RAZR2
BCF
FLAGS, 3
GOTO
L10
;Возвращаемся на начало цикла
;****************************************************************************
L12
;Процедура преобразования десятичной цифры из WREG в код 7-ми сегментного индикатора
DS7SEG
ADDWF PCL, 1
RETLW
B'01000000'
;0
RETLW
B'01111001'
;1
RETLW
B'00100100'
;2
RETLW
B'00110000'
;3
RETLW
B'00011001'
;4
RETLW
B'00010010'
;5
RETLW
B'00000010'
;6
RETLW
B'01111000'
;7
RETLW
B'00000000'
;8
RETLW
B'00010000'
;9
RETLW
B'01111111'
;Пробел
RETLW
B'00111111'
;Минус
;*****************************************************************************
;Процедура перевода числа формата HEX16 (переменые NumL, NumH) в формат BSD
;(переменные Thou, Hund, Tens, Ones)
Convert swapf NumH,w
IORLW
B'11110000'
movwf Thou
addwf Thou, 1
addlw 0xE2
Изм Лист № докум.
Подпись Дата
ППЭТ ДП 230113 10 000 ПЗ
Лист
67
movwf Hund
addlw 0x32
movwf Ones
movf NumH, 0
andlw 0x0F
addwf Hund, 1
addwf Hund, 1
addwf Ones, 1
addlw 0xE9
movwf Tens
addwf Tens, 1
addwf Tens, 1
swapf NumL, 0
andlw 0x0F
addwf Tens, 1
addwf Ones, 1
rlf Tens, 1
rlf Ones, 1
comf Ones, 1
rlf Ones, 1
movf NumL, 0
andlw 0x0F
addwf Ones, 1
rlf Thou, 1
movlw 0x0A
Lb1:
addwf Ones, 1
decf Tens, 1
btfss 3, 0
goto Lb1
Lb2:
addwf Tens, 1
decf Hund, 1
btfss 3, 0
goto Lb2
Lb3:
addwf Hund, 1
decf Thou, 1
btfss 3, 0
goto Lb3
Lb4:
addwf Thou, 1
btfss 3, 0
goto Lb4
MOVLW Thou
MOVWF FSR
MOVLW 3
MOVWF I
L54
MOVF
F0, 0
ANDLW 0x0F
BTFSS STATUS, Z
RETURN
MOVLW 0x0A
MOVWF F0
INCF
FSR
DECFSZ I
GOTO
L54
RETURN
;Удаление незначащих нулей
;Разряд не равен 0
;Процедура вычисления температуры с точностью до 0.1 по данным полученным от DS18В20
;Входные параметры: TEMP_READH, TEMP_READL,результат помещается в экранный буфер
CONV_T
MOVF
TEMP_READL, 0
MOVWF NumL
MOVF
TEMP_READH, 0
MOVWF NumH
BTFSC TEMP_READH, 7
;Вычисление целой части
GOTO
L30
;Температура ниже нуля
MOVLW .4
;Выделяем целую часть значения температуры делением на
.16d
L61
L30
MOVWF
BCF
RRF
RRF
DECFSZ
GOTO
MOVF
MOVWF
MOVF
ANDLW
GOTO
MOVLW
A
STATUS, C
NumH, 1
NumL, 1
A, 1
L61
NumL, 0
TH
TEMP_READL, 0
B'00001111'
L50
.4
;Вычисляем десятичную часть
;Выделяем целую часть значения температуры делением на
.16d
Изм Лист № докум.
Подпись Дата
ППЭТ ДП 230113 10 000 ПЗ
Лист
68
L62
L50
L63
MOVWF
BCF
RRF
RRF
DECFSZ
GOTO
MOVLW
MOVWF
MOVF
SUBWF
movlw
movwf
MOVF
ANDLW
SUBWF
ANDLW
MOVWF
CLRF
MOVLW
MOVWF
MOVF
ADDWF
DECFSZ
GOTO
MOVF
MOVWF
CLRF
CALL
MOVLW
SUBWF
BTFSC
CLRF
MOVLW
SUBWF
BTFSC
INCF
MOVF
MOVWF
A
STATUS, C
NumH, 1
NumL, 1
A, 1
L62
0xFF
TH
NumL, 0
TH, 1
0xFF
NumH
TEMP_READL, 0
B'00001111'
NumH, 0
B'00001111'
NumL
NumH
.6
A
NumL, 0
NumH, 1
A, 1
L63
NumH, 0
NumL
NumH
Convert
0x0A
Tens, 0
STATUS, Z
Tens
.5
Ones, 0
STATUS, C
Tens, 1
Tens, 0
TL
;Вычисляем десятичную часть
;Округление
;Сравнение температур
BTFSC
T_ALARM, 7
; Проверяем уставку
GOTO
L72
;Уставка ниже нуля, значит переход
MOVF
T_ALARM, 0
;Уставка выше нуля
MOVWF
NumL
;Прибавим к NumL значение уставки и
MOVLW
.54
;добавим 54, чобы не мучиться при сравнении
ADDWF
NumL, 1
;положительной температуры и отрицательной уставки (или наоборот)
GOTO
L73
;Переход
L72 MOVLW
0xFF
;Появляемся здесь при условии отрицательной уставки
MOVWF
NumL
MOVF
T_ALARM, 0
SUBWF
NumL, 1
L73 BTFSC
TEMP_READH, 7 ; Проверяем считанный код с датчика температуры
GOTO
L74
;Температура ниже нуля
MOVF
TH, 0
;Температура выше нуля и опять добавим 54,но
MOVWF
NumH
;не к считанным с датчика данным,
MOVLW
.54
;а к целой части вычисленной температуры
ADDWF
NumH, 1
GOTO
L76
;Переход
L74 MOVF
TH ,0
;Появляемся здесь при условии отрицательной температуры
MOVWF
NumH
BTFSC PA, 3
;Проверим, включен ли нагреватель!
CALL
L2E
;включен, значит сходим, добавим гистерезис и вернемся
MOVF
NumH, 0
;Нет не включен значит сравниваем,
DECF
NumL, 1
SUBWF
NumL, 0
; вычитая из уставки температуру
BTFSC
STATUS, C
GOTO
L2A
;Переход
L2B BSF
PA, 3
;если измеренная температура ниже- включение нагревателя
MOVF
PA, 0
MOVWF
PORTA
GOTO
L31
;Выход из подпрограммы
L2A
BTFSC
T_ALARM, 7
; Проверяем еще раз уставку, на случай положительной температуры,
но
GOTO
GOTO
L2C BCF
L2C
L2B
PA, 3
MOVF
MOVWF
Изм Лист № докум.
Подпись Дата
; отрицательной уставки, чтобы не было проблем при переходе через 0
; соответственно отключаем или включаем нагреватель
;если измеренная температура выше- выключение нагревателя
PA, 0
PORTA
ППЭТ ДП 230113 10 000 ПЗ
Лист
69
L76
BTFSC
L2D MOVF
L2E
MOVF
L88
BSF
L31
L31
;Выход из подпрограммы
;Появляемся здесь при условии положительной температуры
L2D
;Проверим, включен ли нагреватель? Да , сбегаем и добавим;гистерезис
NumH, 0
;Нет не включен, значит сравниваем,
NumL, 1
NumL, 0
STATUS, C
; вычитая из уставки температуру
L88
PA, 3
PA, 0
PORTA
L31
DT_ALARM, 0
;Добавим 2 град. гистерезиса, чтобы выключить нагреватель
ADDWF
NumL, 1
;на 2 град.выше
RETURN
DT_ALARM, 0
;Вычтем 2 град. гистерезиса, чтобы выключить нагреватель
SUBWF
NumL, 1
;на 2 град.выше, при отрицательной температуре.
RETURN
PA, 3
MOVF
PA, 0
MOVWF
PORTA
GOTO
PA, 3
CALL
MOVF
DECF
SUBWF
BTFSC
GOTO
BCF
MOVF
MOVWF
GOTO
;Запись полученного значения температуры в экранный буфер
BTFSS TEMP_READH, 7
GOTO
L36
MOVF
TH, 0
SUBLW .19
BTFSC STATUS, C
GOTO
L36
;Температура выше нуля
;Температура выше минус 19
градусов
;при температуре меньше -19.9
MOVF
TH, 0
;Занесение
MOVWF
CLRF
CALL
MOVF
CALL
MOVWF
MOVF
CALL
MOVWF
MOVLW
CALL
MOVWF
BCF
RAZR2, 6
;Включение
FLAGS, 6
;Отключить вывод десятичной точки
значения
температуры
в
экранный буфер
NumL
NumH
Convert
Ones, 0
DS7SEG
RAZR0
Tens, 0
DS7SEG
RAZR1
0x0A
DS7SEG
RAZR2
знака
минус
при
отрицательной температуре
L36
BCF
RETURN
MOVF
SUBLW
BTFSC
GOTO
TH, 0
.99
STATUS, C
L37
MOVF
TH, 0
;Температура выше плюс 99
градусов
;Занесение
значения
температуры
в
экранный буфер
L37
экранный буфер
MOVWF NumL
CLRF
NumH
CALL
Convert
MOVF
Ones, 0
CALL
DS7SEG
MOVWF RAZR0
MOVF
Tens, 0
CALL
DS7SEG
MOVWF RAZR1
MOVF
Hund, 0
CALL
DS7SEG
MOVWF RAZR2
BCF
FLAGS, 6
RETURN
;при температуре от -19.9 до 99.9
MOVF
TL, 0
MOVWF
CLRF
CALL
MOVF
CALL
Изм Лист № докум.
;Отключить вывод десятичной точки
;Занесение
значения
температуры
в
NumL
NumH
Convert
Ones, 0
DS7SEG
Подпись Дата
ППЭТ ДП 230113 10 000 ПЗ
Лист
70
MOVWF RAZR0
MOVF
TH, 0
;Занесение
значения
температуры
в
экранный буфер
MOVWF
CLRF
CALL
MOVF
CALL
MOVWF
MOVF
CALL
MOVWF
BTFSC
NumL
NumH
Convert
Ones, 0
DS7SEG
RAZR1
Tens, 0
DS7SEG
RAZR2
TEMP_READH, 7
;Включение
знака
минус
при
отрицательной
температуре
BCF
BSF
RETURN
RAZR2, 6
FLAGS, 6
;Включить вывод десятичной точки
;Процедура считывает данные об измеренной температуре из DS18В20
READ_T
CALL
INIT
MOVLW 0xCC
MOVWF O_BYTE
CALL
OUT_BYTE
MOVLW 0xBE
MOVWF O_BYTE
CALL
OUT_BYTE
;Прием данных
CALL
IN_BYTE
MOVWF TEMP_READL
CALL
IN_BYTE
MOVWF TEMP_READH
CALL
IN_BYTE
CALL
IN_BYTE
CALL
IN_BYTE
CALL
IN_BYTE
CALL
IN_BYTE
CALL
IN_BYTE
CALL
IN_BYTE
;Подсчет и сравнение контрольной суммы пропущено
RETLW 0xFF
;Skip ROM
;Read Scratchpad
;0
;1
;2
;3
;4
;5
;6
;7
;8
;Процедура выдает команду на старт измерения температуры для датчика DS18В20
START_DS
CALL
INIT
MOVLW 0xCC
MOVWF O_BYTE
CALL
OUT_BYTE
MOVLW 0x44
MOVWF O_BYTE
CALL
OUT_BYTE
RETLW 0xFF
; The following are common 1-Wire routines used in all applications
INIT: CALL
PIN_HI
CALL
PIN_LO
MOVLW .50
; 500 us delay
CALL
DELAY_10USEC
CALL
PIN_HI
MOVLW
.50
CALL
DELAY_10USEC
RETURN
IN_BYTE:
CLRF
IN_BYTE_1:
;Skip ROM
;Convert T
; 500 usec delay
; returns byte in W
MOVLW .8
MOVWF _N
I_BYTE
CALL PIN_LO
; momentary low on DATA_PIN
NOP
CALL PIN_HI
NOP
NOP
NOP
NOP
NOP
NOP
MOVF
Изм Лист № докум.
PORTB, W
MOVWF TEMP
Подпись Дата
; 7 usecs later, fetch from DATA_PIN
ППЭТ ДП 230113 10 000 ПЗ
Лист
71
BTFSS TEMP, DATA_PIN
BCF STATUS, C
BTFSC TEMP, DATA_PIN
BSF STATUS, C
I_BYTE, F
MOVLW .6
DELAY_10USEC
_N, F
IN_BYTE_1
I_BYTE, 0
RRF
CALL
DECFSZ
GOTO
MOVF
RETURN
; its a zero
; its a one
; now delay 60 usecs
; return the result in W
OUT_BYTE:
MOVLW .8
_N
MOVWF
OUT_BYTE_1:
RRF
STATUS, C
GOTO
OUT_0
GOTO
OUT_1
BTFSS
O_BYTE, F
OUT_BYTE_2:
DECFSZ _N, F
OUT_BYTE_1
GOTO
RETURN
OUT_0: CALL
PIN_LO
MOVLW .6
CALL
DELAY_10USEC
PIN_HI
OUT_BYTE_2
PIN_LO
PIN_HI
.6
CALL
DELAY_10USEC
OUT_BYTE_2
CALL
GOTO
OUT_1: CALL
CALL
MOVLW
GOTO
PIN_HI: BCF
BSF
BSF
BCF
BSF
RETURN
PIN_LO:
BCF
BCF
BSF
BCF
BCF
BSF
RETURN
; bring DATA_PIN low
; for 60 usecs
; momentary low
INTCON, GIE
STATUS, RP0
TRISB, DATA_PIN
STATUS, RP0
INTCON, GIE
; high impedance
INTCON, GIE
PORTB, DATA_PIN
STATUS, RP0
TRISB, DATA_PIN
; low impedance zero
STATUS, RP0
INTCON, GIE
DELAY_LONG
DELAY_N_MS:
OUTTER
MOVLW .250
MOVWF LOOP1
; 250 msec delay
MOVLW .110
MOVWF LOOP2
; close to 1.0 msec delay when set to .110
INNER NOP
NOP
NOP
NOP
NOP
NOP
DECFSZ
GOTO
DECFSZ
GOTO
RETURN
LOOP2, F
INNER
LOOP1, F
OUTTER
DELAY_10USEC:
; decrement and leave result in LOOP2
; skip next statement if zero
; provides a delay equal to W * 10 usecs
MOVWF LOOP1
DELAY_100USEC_1:
NOP
NOP
NOP
NOP
NOP
NOP
NOP
DECFSZ LOOP1, F
Изм Лист № докум.
Подпись Дата
ППЭТ ДП 230113 10 000 ПЗ
Лист
72
GOTO
DELAY_100USEC_1
RETURN
;*****************************************************************************
;Процедура сохраняет значение переменной T_ALARM
;в энергонезависимой памяти данных
SEEPROM
MOVLW .50
MOVWF EEADR
MOVF
T_ALARM, 0
CALL
L21
RETURN
L21
MOVWF EEDATA
;Подпрограмма записи EEROM
BCF
INTCON, GIE
;Запрещение всех прерываний
BSF STATUS, RP0
;Устанавливаем страницу памяти 1
BSF
EECON1, WREN
;Разрешаем запись в EEROM
MOVLW 0x55
;Даем набор команд для записи
MOVWF EECON2
MOVLW 0xAA
MOVWF EECON2
BSF
EECON1, WR
L20
NOP
;Ожидаем завершения записи
BTFSC EECON1, WR
GOTO
L20
BCF
EECON1, WREN
;Запрещаем запись в EEROM
BCF STATUS, RP0
;Устанавливаем страницу памяти 0
BSF
INTCON, GIE
;Разрешение всех прерываний
INCF
EEADR, 1
RETURN
;Процедура загружает значение переменной T_ALARM
;из энергонезависимой памяти данных
LEEPROM
MOVLW .50
MOVWF EEADR
CALL
RROM
MOVWF T_ALARM
RETURN
;Подпрограмма считывания данных из EEROM
RROM BSF STATUS, RP0
;Устанавливаем страницу памяти 1
BSF
EECON1, RD
;Команда на чтение EEROM
BCF STATUS, RP0
;Устанавливаем страницу памяти 0
INCF
EEADR, 1
MOVF
EEDATA, 0
RETURN
END
Изм Лист № докум.
Подпись Дата
;Конец программы.
ППЭТ ДП 230113 10 000 ПЗ
Лист
73
Документ
Категория
Образование
Просмотров
214
Размер файла
2 532 Кб
Теги
#PZ #ПЗ, #diplom2016 #диплом2016
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа