к заказу 93749

Оглавление

Введение

1 Анализ требований к системе сбора данных аэроклиматического комплекса

1.1 Структура и технические характеристики ССД комплекса

1.1.1 Анализ модулей мониторинга

1.1.2 Анализ технических характеристик платы LA-TMS231

1.2 Принципы организации полевой шины CAN

1.2.1 Преимущества шины CAN

1.2.2 Топология сети CAN

1.3 Выбор управляющего микроконтроллера модуля мониторинга

1.4 Разработка требований к разрабатываемому модулю мониторинга

2 Методика изготовления и применения пленочных структур в качестве датчиков микрометеороидов

2.1 Методика получения МДМ - структур на основе

полиметилметакрилата

2.2 Методы и средства регистрации частиц естественного и искусственного происхождения на основе тонких пленок

2.3 Преобразователь на основе МДМ - структуры

3 Проектирование микропроцессорного модуля мониторинга

3.1 Структура и параметры однокристальной системы C8051F04х

3.1.1 Выбор управляющего микроконтроллера

3.1.2 Структурная схема и функциональные возможности микроконтроллера С8051F043

3.2 Построение функциональной схемы разрабатываемого модуля мониторинга аэроклиматических параметров

3.3 Выбор элементной базы модуля мониторинга аэроклиматических параметров

3.3.1 Выбор аналогового фильтра низких частот

3.3.2 Приемопередатчик интерфейса UART\RS-232

3.3.3 Контроллер управления светодиодным индикатором

3.4 Организация интерфейсов управления и обмена данными

3.4.1 Организация канала аналого-цифрового преобразования

3.4.2 Организация канала передачи данных локальной сети CAN

3.4.3 Организация интерфейса SPI

3.4.4 Интерфейс управления ЖК индикатором

4 Реализация и ввод в эксплуатацию модуля мониторинга

4.1 Разработка печатного узла модуля мониторинга

4.2 Особенности программирования управляющего МК

4.2.1 Интерфейс внутрисхемного программирования JTAG

4.2.2 Средства поддержки и отладки

4.3 Модуль универсального приемо-передатчика USART

4.4 Статистическая обработка результатов преобразования

Заключение

Библиографический список

Приложения

Введение

В твердых телах под высоким давлением, создаваемым высокоскоростным ударом, наблюдаются самые разнообразные явления: вспышка, ионизации, химические превращения в твердых телах, изменение проводимости и запрещенной зоны ударносжатых полупроводников и диэлектриков (1-7). Создание физико - математических моделей, описывающие такие эффекты представляет собой достаточно трудоемкую задачу, требующую проведения дорогостоящих экспериментов.

По изменению проводимости ударносжатых МДМ - структур можно в частности судить о протекающих в них физико-химических процессах. Знание зависимости изменения проводимости от давления для различных материалов позволяет создавать датчики давления, контролировать процесс обработки материалов в экстремальных условиях.

Параметры состояния конденсированного вещества за фронтом ударной волны могут быть рассчитаны при совместном решении уравнений сохранения массы, количества движения и энергии. Поскольку ударная адиабата вещества, как правило, известна или может быть построена с достаточной точностью, достоверность рассчитанных параметров состояния определяется правильностью выбора уравнения состояния конденсированного вещества при высоких давлениях и температурах (8).

В предпороговой области увеличение давления при фиксированной разности потенциалов на полимерном образце приводит к изменению характера инжекции носителей заряда в пленку. Обнаружено (9) также, что в полимере происходит значительное увеличение концентрации электронов и их подвижности по сравнению с теми же параметрами дырок, что приводит к смене типа основных носителей заряда после перехода в высокопроводящее состояние. Изменение электропроводности полимерной пленки часто происходит скачком из диэлектрического состояния в металлоподобное, при этом проводимость возрастает на 12 -г-16 порядков.

Исследование в области физики высокого давления началось с начала 18 века с работ Дж. Кантона по исследованию сжимаемости воды. В настоящее время работы ведутся в академических и промышленных лабораториях всего мира, причем уровень давлений возрастает, и достигаются все более важные результаты. Важный вклад в этой области внесли П.В.Бриджмен, Я.Б.Зельдович, Л.В. Альтшулер, Р.Ф,Трунин, Г.И.Канель, В.Е.Фортов, Ф.А.Баум, Л.П.Орленко, К.П. Станюкович, Л.С.Новиков, С.Д.Гилев и др.

Габариты и состав систем мониторинга и управления процессами свободно изменяются, они могут быть как совсем простыми, с одной переменной, так и крупными распределенными системами управления. Очень часто термин «управление процессами» употребляется для обозначения больших и дорогих систем. Но, на самом деле, существует целый ряд типовой недорогой аппарату- ры и программного обеспечения, которые легко можно интегрировать в малые, но функционально сложные системы управления. Такие системы подходят не для всех видов управления и автоматизации, но могут являться альтернативой покупной дорогостоящей аппаратуре и программному обеспечению, переконфи- гурация которых на несколько приложений может быть затруднена. Идея созда- ния гибких автоматизированных систем сбора данных и управления с примене- нием модульного аппаратного и программного обеспечения в настоящее время стала очень популярной.

Ключом к организации гибкой системы управления процессами служит объединение технологии измерения и управления с компьютерной технологией общего назначения.

Требования к модулям сбора данных весьма разнообразны – от минимальных массогабаритных показателей и энергопотребления, до многофункциональности и высокой точности при большом количестве контролируемых параметров. Учитывая, что метрологические характеристики аэроклиматического комплекса и его функциональные возможности напрямую связаны с соответствующими параметрами модулей сбора данных, разработка автономного многоканального модуля мониторинга является весьма актуальной задачей.

Целью дипломной работы является разработка модуля измерения параметров высокоскоростных пылевых частиц.