Расчетный раздел. 
Универсальный одноплатный контроллер

Расчет потребляемой мощности и быстродействия будет выполнен согласно схемы электрической принципиальной, показанной в графической части лист 1 Э3.

Расчет потребляемой мощности.

Для расчета потребляемой мощности были взяты исходные данные из справочной литературы [3,5,6,8]. Расчет потребляемой мощности выполняем по формуле Рпотр=Iпотр * Uи.п.

где I_потр — ток потребления;

U_и.п. — напряжение источника питания.

Расчитаем значение потребляемой мощности всех элементов схемы электрической принципиальной по формуле:

где Р_потр.1 -мощность, потребляемая ИМС D1.

Расчет быстродействия Расчитаем быстродействие схемы, показанной в графической части лист 1 Э3 по самой «длинной» цепочке: D1, D2.

Вычисление быстродействия осуществляется по формуле:

t_быстр = t_здр.i + … + t_здр.i+1

где t_здр.i — время задержки сигнала i-ой ИМС.

Из пункта 4 пояснительной записки выбираем значения времени задержки указанных микросхем и подставляем их в формулу.

Описание конструкции

Рассмотрим конструкцию универсального одноплатного микроконтроллера на однокристальной ЭВМ, показанной в графической, части лист Э7. Разработка конструкции будет выполняться согласно схемы электрической принципиальной, показанной в графической части лист Э3.

Микроконтроллер расположен на двухсторонней печатной плате размером 120*180 мм. Масса микроконтроллера — не более 0,8 кг. При описании конструкции необходимо рассмотреть основные характеристики материалов используемых при установлении печатной платы, а также осиновые моменты, которые необходимо учитывать при монтаже.

Шаг координатной сетки выбран в соответствии с ГОСТ 10 317–79 и равен 1,25 мм, что согласуется с шагом позиций выводов корпусов ИМС. Класс точности изготовления печатных плат соответствует ГОСТ 23 751–86, в данном случае 2-й класс, так как монтаж печатной платы с навесными дискретными элементами.

Основанием печатных плат служит фольгированный диэлектрик — стеклотекстолит. Изготовление печатных плат осуществляется комбинированным негативным методом. Для получения защитного рисунка используют метод фотопечати с негативным фоторезистом. Монтажные отверстия необходимо сверлить сверлом диаметром 0,75 мм. Так как печатная плата двухсторонняя, то связь между ИМС, дискретными элементами осуществляется с помощью металлизации отверстий (для контактных площадок — поясок меди не менее 50мкм). Диаметр металлизированных отверстий равен 0,8 мм.

Микросхемы на печатной плате располагаются линейно — многорядно. Корпуса ИМС со штыревыми выводами устанавливаются только со стороны печатной платы.

Монтаж производится с зазором 1−2мм. Величина выступающей части вывода с обратной стороны платы 0,5−1,5 мм. Выводы дискретных элементов перед монтажом формуются, лудятся и обрезаются. Монтаж осуществляется с помощью припоя ПОС61 ГОСТ 21 931;76. Диаметр отверстий от 2 мм до 3 мм. Расстояние между корпусами дискретных элементов не менее 1 мм, расстояние между ними по торцу 1,5 мм. Технические требования по объемному монтажу по ОСТ 410.054.

Для защиты от воздействия внешней среды печатную плату покрывают лаком УГ-231 ТУ6−10−263−84 С1−9 (толщина слоя 35−100 мкм).

Маркировать обозначение печатной платы и первых контактов разъема методом травления, остальное краской ТИПФ-53 черная ТУ 79−02−889−79. Ширина линии 0,3 мм, шрифт ПО-2 ГОСТ 293–62.

При эксплуатации устройства необходимо соблюдать следующие требования:

• — недопустимо наличие теплового удара, попадание паров, что вызывает коррозию металла
• — стараться не допускать воздействия вибрационных нагрузок и ударов, влекущих за собой разрушение конструкции.
• — относительная влажность воздуха в рабочем состоянии должна быть не более 80%.
• — запрещается эксплуатировать микроЭВМ в помещениях с химически активной средой.
• — воздействии ударных нагрузок с ускорением 15g при длительности импульса от 10 до 15 мс и частоте от 80 до 120 ударов в минуту.
• — не допускается вибраций, которые имеют частоту, совпадающую с частотой собственных колебаний устройства.

Расстановка и крепление транспортной тары с упакованными ОЭВМ в транспортных средствах должны обеспечивать устойчивое положение транспортной тары и отсутствие ее перемещения во время транспортирования.

При транспортировании должна быть обеспечена защита транспортной тары с упакованной ОЭВМ от атмосферных осадков.