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_

  1. 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.

    1. 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.

    1. 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. 2628.

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. 3740.

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.

  1. 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.

    1. 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



  1. 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.

    1. 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

  1. 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.