Содержание

Введение. 3

1 РАЗРАБОТКА ТЕХНИЧЕСКОГО ЗАДАНИЯ.. 4

1.1 Постановка задачи. 4

1.2 Разработка технического задания. 6

2. ПРОЕКТИРОВАНИЕ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОГО УСТРОЙСТВА.. 8

2.1 Анализ технических характеристик вычислительного устройства. 8

2.2 Выбор модулей вычислительного устройства. 14

3 ПРОЕКТИРОВАНИЕ РАСПРЕДЕЛЕННОЙ ПОДСИСТЕМЫ ВВОДА ВЫВОДА.. 29

3.1 Анализ технических характеристик. 29

3.2 Структурная схема. 32

3.3 Выбор АЦП.. 33

3.4 Проектирование передаваемой информации. 36

3.5 Гальваническая изоляция. 39

3.6 Программная часть. 41

Что вы покупаете?

Это полная методическая разработка курсового проекта по дисциплине "Микропроцессорные устройства систем управления", которая служит отличным практическим руководством для студентов инженерных специальностей, разработчиков встраиваемых систем и специалистов по промышленной автоматизации.

Проект демонстрирует весь процесс разработки: от анализа технического задания до выбора конкретных компонентов и их интеграции в единую систему. Никакой теории ради теории — только практические решения, которые используются в реальной промышленной автоматике.

Первая часть проекта подробно разбирает процесс проектирования вычислительного устройства (ВУ) на базе промышленного компьютера формата PICMG 1.3 в корпусе 19". Автор пошагово показывает, как выбрать подходящую процессорную плату, процессор, объём оперативной памяти, накопители, интерфейсы и периферию. Для каждого компонента представлена таблица сравнения нескольких моделей конкурентов с анализом преимуществ и недостатков.

Выбранная конфигурация включает: процессорную плату PCIE-Q370, процессор Intel Core i5-8500 (3.0–4.1 ГГц), 32 ГБ оперативной памяти, жёсткий диск на 2 ТБ, SSD mSATA на 1 ТБ, ЖК-монитор 19", резиновую клавиатуру, мышь, ИБП и все необходимые интерфейсы (USB, RS-232, Gigabit Ethernet). Ориентировочная стоимость сборки: 178 509 рублей.

Вторая часть посвящена разработке платы аналогового ввода-вывода (ПАВВ) — удалённого модуля для сбора данных с датчиков и управления исполнительными механизмами. Проект охватывает выбор и описание функциональности каждого ключевого элемента: 16-битного АЦП AD7689 (8 каналов, 500 кСс), микроконтроллера STM32F103, преобразователей интерфейса, гальванических изолипаторов, DC/DC преобразователей питания.

Система использует надёжный и широко распространённый протокол Modbus RTU по интерфейсу RS-485, что позволяет подключить до 247 удалённых модулей в единую сеть. Входной сигнал: 0–5 В, разрядность 16 бит, частота ввода-вывода до 1000 отсчётов в секунду, гальваническая изоляция между цепями 1500 В.

Материал содержит функциональные схемы, структурные диаграммы, таблицы сравнения компонентов, рекомендации по подбору и расчёты. В приложениях представлен полный текст программного кода на C для инициализации микроконтроллера STM32F103, настройки всех периферийных интерфейсов (SPI, UART, GPIO, таймеры), работы с АЦП и передачи данных по Modbus RTU.