РАЗРАБОТКА УСТРОЙСТВА ОХРАННОЙ СИСТЕМЫ («ХИТРОГО» ЗАМКА)..

За последние годы резко возросла конструктивная сложность навесных элементов, монтируемых на печатные платы. Наряду с традиционными корпусами ИМС на платы устанавливаются корпуса БИС и СБИС с большим количеством выводов (до ста и более) и уменьшенным шагом их расположения, носители кристаллов как с выводами, так и безвыводные, многокристальные микросборки, спе¬циальные микроминиатюрные разъемные соединители и др. Все шире используется метод монтажа установочных элементов на по-верхности, в том числе с применением ленточных носителей. В ряде случаев безкорпусные кристаллы БИС монтируются непосред¬ственно на печатные платы. Поэтому при создании ЭВМ актуальны проблемы, связанные с дальнейшим развитием технологии печатных плат, уменьшением размеров проводников, контактных площадок и отверстий при обеспечении необходимых электрических характе¬ристик, с повышением плотности размещения конструктивных эле¬ментов. В частности, предусматривается: повышение плотности монтажных элементов до шага планарных выводов 0,5 мм; повы¬шение трассировочной емкости сигнальных слоев МПП до 3—4 проводников между монтажными отверстиями; уменьшение ширины проводников до 0,1 мм, а диаметров контактных площадок — до 0,3 мм и др. Все больше межсоединений элементов размещается на печатных платах. По данным американских изготовителей ЭВМ, если в ап¬паратуре третьего поколения на долю печатных плат приходилось до одной трети общей длины всех соединений, то в ЭВМ четвертого поколения — не менее 70%. Стоимость соединений различных видов колеблется в пределах двух порядков, причем наиболее целесооб¬разной и экономичной является прокладка как можно большего числа межсоединений на кристалле (это обстоятельство и служит одной из основных причин развития СБИС). Однако в случае, когда экономические возможности на определенном уровне исчерпаны (в настоящее время ограничивающим фактором являются затраты на проектирование СБИС), приемлемо расположение межсоединений если не на одной (идеальное решение), то хотя бы на минимальном количестве плат. Вследствие этого одним из направлений развития конструкций ЭВМ является увеличение размеров применяемых плат. С другой стороны, гораздо проще выполнять раскладку печатных проводников на малой плате, нежели на большой, поэтому исполь¬зуется также и второй путь — увеличение числа коммутационных слоев. Прослеживается определенная тенденция и к увеличению числа сквозных отверстий для межслойных соединений, а также плотности размещения этих отверстий. Можно различить типы таких отверстий: скрытые (между двумя внутренними слоями), глухие (между верхним и внутренним слоями) и обычные сквозные. Использование скрытых переходных отверстий освобож¬дает наружную поверхность печатной платы благодаря повышенной плотности упаковки. Наиболее перспективной технологией изготовления крупноформатных МПП с высокоплотным монтажом является аддитивная технология. Она позволяет реализовывать проводники и зазоры между ними шириной порядка 100 мкм. Широко используются также полуаддитивные технологические методы изготовления МПП, позволяющие достаточно легко приспосабливать технологическое оборудование, используемое для субтрактивных методов. Это дает возможность значительно снижать стоимость изготовления МПП. В настоящее время весьма актуальной задачей является освоение новых технологических процессов в производстве интегральных микросхем, быстрейшее создание и повсеместное внедрение принципиально новой радиоэлектронной техники. Интегральные микросхемы в настоящее время являются одним из самых массовых изделий современной микроэлектроники. Применение микросхем облегчает расчет и проектирование функциональных узлов и блоков радиоэлектронной аппаратуры, ускоряет процесс создания принципиально новых аппаратов и внедрения их в серийное производство. В настоящее время наиболее популярны микросхемы на ТТЛ (ТТЛШ), КМОП (КМДП, МДП). КМОП (КМДП) – разновидность МДП транзисторов, в которых используются полевые транзисторы какс «р», так и с «n» каналами. Современные ИМС на КМОП транзисторах имеют низкую потребляемую мощность, высокую степень интеграции, широкий диапазон напряжения питания, также в них напряжение логического нуля и логической единицы согласуются и равны напряжению питания микросхемы. Недавно появились микросхемы «IGBT - модули», сочетающие в себе как биполярные, так и МДП транзисторы. Сегодня проектирование вообще и, в частности, проектирование печатных плат немыслимо без применения САПР - системы автоматизации проектирования. За последние годы современные технологии стали серьезным подспорьем в сложном труде проектировщика. На смену калькулятору, бумаге, карандашу и туши пришли специальные программы для расчета и графического построения. Это позволило вдвое сократить сроки проектирования, снизить трудоемкость данного процесса. Системы автоматизации проектирования, объединившие математику и графику, стали следующим шагом на этом пути. САПР - комплекс средств автоматизации проектирования, взаимосвязанный с подразделениями проектной организации и выполняющий автоматизированное проектирование. Под автоматизацией проектирования понимается такой способ проектирования, при котором все проектные операции и процедуры или их часть осуществляется при взаимодействии человека и ЭВМ. В результате функционирования САПР - от технического задания, последовательно, проходя ряд проектных стадий, пользователь получает рабочий проект объекта проектирования (рабочие чертежи, техническое описание и др.). Одной из важных составных частей САПР является машинная графика. САПР выполняет ряд процедур определенным образом логически связанных между собой и служащих для принятия проектных решений. САПР могут быть использованы в различных областях науки, техники и производства. Полностью весь цикл разработки и изготовления печатных плат можно автоматизировать с помощью САПР. Цель данного курсового проекта – разработка печатной платы в соответствии со схемой электрической принципиальной при использовании современных методов разработки. 1. Общая часть 1.1. Назначение проектируемого устройства Один из двух-трех дверных замков, которыми мы рано или поздно обзаводимся можно переделать в датчик охранной системы. На рисунке 1.1 показана установка контактного датчика на входной двери в помещение. На двери (1), расположенной в дверной коробке (2), установлен накладной замок (3) со щеколдой(4). Накладка замка (6), в которую упирается закрытая щеколда, удалена за ненадобностью. Основу контактного датчика составляет пластинка фольгированного стеклотекстолита (5). К фольге, оставленной лишь в средней ее части, припаивают «ус» (7), который изготовлен из тонкой упругой проволоки (сталь, фосфористая бронза). Это один электрод контактного датчика. Датчик крепят двумя винтами к металлическому основанию замка – другому его электроду. Рис. 1.1. Установка датчика охранной системы При попытке открыть замок, которым хозяева квартиры никогда не пользуются (ключи от него рекомендуется «потерять»), его щеколда входит в соприкосновение с «усом» контактного датчика и активизирует электронную часть устройства. Источником питания охранной системы может быть батарея, составленная из гальванических элементов или аккумуляторов, которая имеет общее напряжение Uпит = 6-12В и способна отдать в режиме тревоги ток, соответствующий потреблению исполнительного механизма. Заметим, что пьезоаккустические излучатели обладают высоким КПД. Например, ток, потребляемый пьезосиреной АС-10 близок к 0.25 мА. Ток,

1. Пояснительная записка....2

Введение. ... 5

1. Общая часть

1.1. Назначение устройства управления...8

1.2. Выбор и обоснование функциональной схемы устройства. ..10

1.3. Состав проектируемого устройства. 11

2. Специальная часть

2.1. Выбор элементной базы проектируемого устройства...12

2.2. Выбор и обоснование схемы электрической принципиальной устройства..27

2.3. Описание функционирования устройства28

2.4. Расчет надежности устройства...29

2.5. Выбор и описание конструктивного оформления устройства.35

2.6. Выбор и описание типа печатной платы40

2.7. Выбор и описание технологии изготовления печатной платы....44

2.8. Монтаж радиоэлементов на печатную плату.48

2.9. Автоматизация проектирования печатной платы устройства......50

3. Графическая часть проекта

Лист 1. Схема функциональная устройства.

Лист 2. Схема электрическая принципиальная.

Лист 3. Общий вид печатной платы (вид со стороны радиоэлементов).

Лист 4. Общий вид печатной платы (вид со стороны печатного монтажа).

Заключение...54

Список литературы. ....55

1. «Конструирование электронных вычислительных машин и систем», Л.Н. Преснухин, В.А. Шахнов, издательство «Высшая школа», 1986 год.
2. «Импульсные и цифровые устройства», Ю.А. Браммер, И.Н. Пащук, издательство «Высшая школа», 2003 год.
3. «Методические рекомендации по оформлению курсовых и дипломных проектов», Н.И. Лагутина, Ленинград, 1987 год.
4. «Надежность радиоэлектронной аппаратуры», Н.И. Лагутина, Ленинград, 1985 год.
5. Электронный справочник по ИМС.
6. Курс лекций по предмету «КПЭ», А.К. Дудкин.
7. «Методические указания к выполнению курсового проекта по предмету «лектронные цифровые вычислительные машины и микропроцессоры»», И.В. Пушницкая, А.В. Чечурина, Ленинград, 1990 год.
8. «Справочник по интегральным микросхемам», И.И. Тарабин, Москва 1981год.