Устройство оповещения в салоне городского транспортного средства

Министерство образования Российской Федерации

ТОМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ СИСТЕМ

УПРАВЛЕНИЯ И РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ (ТУСУР)

Кафедра компьютерные системы в управлении

и проектировании (КСУП)









Устройство оповещения в салоне городского транспортного средства



Курсовой проект 

по дисциплине «Микропроцессорные устройства систем управления-1»









Выполнил: 

Студент 5-го курса















200_


Техническое задание



1.1 Введение



Целью курсового проекта является закрепление теоретических знаний и формирование практических навыков при выполнении самостоятельной разработки микропроцессорного устройства, а также приобретение навыков работы с отечественным и зарубежным информационно-справочным материалом.



Наименование разрабатываемого устройства



Устройство оповещения в салоне городского транспортного средства. 



1.3 Назначение разрабатываемого устройства – область применения



Устройство предназначено для оповещения пассажиров салона городского транспортного средства информацией о маршруте транспортного средства, городских достопримечательностях и рекламе товаров. Необходимо обратить внимание на механизм записи новых голосовых сообщений в устройство (реклама и т.д.), механизм определения местоположения транспорта, а также самотестирование прибора.




Обзорный анализ найденных аналогов



Обзорный анализ выполнен в виде таблицы. См. табл. 1.1.

Таблица 1.1

Наименование и область применения

Отличительные  положительные черты

Отрицательные черты

Фролов Д. Программируемый речевой информатор. Радио, 2005, № 7, с. 2628.

Современные схемотехнические решения и элементная база

Необходимость внешнегоконтроллера

Долгий А. Как записать в ПЗУ аудиоданные из WAV-файла и “проиграть” их.  Радио, 2001, № 5, с. 23, 24.

Использование ШИМ микроконтоллера в качестве ЦАП 

Не та функциональность

Гордеев А. Автомобильный речевой информатор.  Радио, 2002, № 5, с. 3740.

Доступные компоненты

Не та функциональность, большое число элементов

Баширов С. Речевой программируемый сигнализатор.  Радио, 2002, № 4, с. 28, 29.

Доступные компоненты

Не та функциональность

E. Котов. Речевой модуль для IBM PC. – 1997, № 7, с. 24.

Рассмотрена техника синтеза звука

Большое число елементов



1.5 Обоснование актуальности разработки устройства



Задачи информатизации общества и автоматизации труда водителей были и остаются актуальными. С развитием схемотехники и элементной базы становятся доступны более современные технические решения, призвонные расширить и обновить парк действующих устройств звукового оповещения. 


Разработка функциональной схемы разрабатываемого устройства и создание основного алгоритма работы устройства



2.1 Разработать структурную схему устройства



В ходе проектирования данного устройства разработана структурная схема (см. рис. 2.1), на которой обозначены: входные и выходные каналы с указанием их основных характеристик напряжение и тип сигнала; используемое для работы устройства внешнее оборудование.







Алгоритм работы следующий: при открывании двери транспортного средства замыкается датчик, звучит объявление остановки. После закрывания, через некоторое время воспроизводятся рекламные блоки. В устройстве предусмотрено отключение объявлений и смена состояния счетчика остановок. Загрузка сообщений осуществляется с помощью ПК.

Разработка функциональной схемы разрабатываемого устройства и создание основного алгоритма работы устройства



Внутренняя структура устройства представлена на функциональной схеме (рис. 2.2.).

Основной алгоритм управляющего микропроцессора приведен на рис.2.3






Разработка принципиальной схемы устройства и спецификации элементов



3.1 Выбор элементной базы



Устройство создано на основе следующих компонентов:

8-ми разрядный RISC-микроконтроллера PIC16F876-20I/SO, имеющий в своем составе модуль MSSP аппаратно реализующий режим ведущего шины SPI, микросхема памяти AT45DB161B-RI семейства DataFlash с объемом памяти 16 Мбайт, что позволяет записывать звуковые фрагменты порядка 120 мин. при использовании MP3-компрессии.



Принципиальная схема устройства



В соответствии с функциональной схемой разработана принципиальная схема устройства, см. файл Схема.sch в формате P-CAD 2002 и составлена спецификация элементов (см. табл. 3.1).

Таблица 3.1

	№

	Поз. обозн.

	Наименование

	Кол.

	Примечания

	

	

	Микросхемы

	

	

	1

	DD1

	PIC16F876-20I/SO

	1

	Корпус SOIC–28

	2

	DD6

	AT45DB161B-RI

	1

	Корпус SOIC–28

	3

	DA1

	LM7805

	1

	Корпус TO220(3 pin)

	4

	DA2

	КР572ПА1

	1

	Корпус DIP–16

	5

	DA3

	ICL7660SCBA

	1

	Корпус DIP–8

	6

	DA4

	LM741CN

	1

	Корпус DIP–8

	7

	DA5

	К174УН14

	1

	Корпус TO220(5 pin)

	

	

	Транзисторы

	

	

	8

	VT1-VT3

	BC817

	3

	SOT23

	9

	VT4

	BC807

	1

	SOT23

	

	

	Светодиоды

	

	

	11

	HL1

	АЛ307А

	1

	

	

	

	Стабилитроны

	

	

	12

	VD2, VD4

	BZX55C3V9

	2

	

	

	

	Диоды

	

	

	13

	VD1

	1N4001

	1

	DO-41

	14

	VD3

	BAS70

	1

	DO-35

	

	

	Конденсаторы 

	

	

	15

	C1

	220мк х 25В

	1

	Типа К50-35

	16

	С5

	47мк х 16В

	1

	Типа К50-35

	17

	С16

	1000мк х 16В

	1

	Типа К50-35

	18

	С…

	470мк х 16В

	

	Типа К50-35

	19

	С8

	33мк х 10В

	1

	EIA 3528-21

	20

	С11, С…

	10мк х 10В

	2

	EIA 3528-21

	21

	С2, С3, С9, С10

	X7R  0.10uF 10%  50V

	4

	SMD CL0805

	22

	C7, C13 

	X7R  1.0uF 10%  50V

	2

	SMD CL1206

	23

	C4, C6

	NP0 22pF 5%  50V

	2

	SMD CL0805


Создание пакета конструкторских документов



Чертеж конструкции устройства

См. файл Чертеж.cdw в формате Компас-3D V7.

Печатную плату устройства

См. файл Схема.pcb в формате P-CAD 2002.


Вывод



В ходе проделанной работы были проанализированы многие из опубликованных схемотехнических решений современных устройств записи и воспроизведения звука с использованием с использованием flash-памяти. И было разработано собственное устройство, удовлетворяющее большинству требований технического задания.

В качестве путей совершенствования изделия можно назвать использование графических или текстовых ЖК модулей с помощью которых можно отображать названия остановок и другую, служебную информацию.