Тема: проектирование отладочной платы для микроконтроллера mdr32f9q2i

Отчет по учебной практике в ОИЯИ

Студента I курса группа №1142

Сергеева Сергея Николаевича

Тема: ПРОЕКТИРОВАНИЕ ОТЛАДОЧНОЙ ПЛАТЫ ДЛЯ МИКРОКОНТРОЛЛЕРА MDR32F9Q2I

Утверждено

руководителем учебной практики:

Горбунов Н.В.

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ.. 3

1 О ПРЕДПРИЯТИИ.. 4

2 Тема практики. 6

2.2 О программном обеспечении: Altium Designer 6

2.3 Описание электрической схемы.. 7

2.4 Разводка печатной платы.. 8

2.5 Изготовление платы.. 10

2.6 Программирование и отладка платы.. 12

2.7 Применение на практике. 14

ЗАКЛЮЧЕНИЕ.. 15

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ.. 16

ВВЕДЕНИЕ

Я, Сергеев Сергей Николаевич, студент 1 курса университета “Дубна”, обучающийся по специальности «Конструирование и технология электронных средств» в июле месяце 2014 года проходил практику в Объединённом институте ядерных исследований, в Лаборатории физики высоких энергий им. В. И. Векслера и А.М. Балдина. В данном отчете будет представлена информация о месте проведения практики, описаны основные выполненные работы.

Руководитель практики Горбунов Николай Васильевич, ведущий научный сотрудник Лаборатории физики высоких энергий ОИЯИ.

1 О ПРЕДПРИЯТИИ

Объединённый институт ядерных исследований (ОИЯИ) — международная межправительственная научно-исследовательская организация, созданная на основе Соглашения, подписанного одиннадцатью странами-учредителями 26 марта 1956 г. и зарегистрированная ООН 1 февраля 1957 г. Расположен в Дубне, недалеко от Москвы, в Российской Федерации.

Институт создан в целях объединения усилий, научного и материального потенциала государств-членов для изучения фундаментальных свойств материи. Членами ОИЯИ сегодня являются 18 государств: Азербайджанская Республика, Республика Армения, Республика Беларусь, Республика Болгария, Социалистическая Республика Вьетнам, Республика Грузия, Республика Казахстан, Корейская Народно-Демократическая Республика, Республика Куба, Республика Молдова, Монголия, Республика Польша, Российская Федерация, Румыния, Словацкая Республика, Республика Узбекистан, Республика Украина, Чешская Республика. На правительственном уровне заключены Соглашения о сотрудничестве Института с Германией, Венгрией и Италией.

Основные направления теоретических и экспериментальных исследований в ОИЯИ: физика элементарных частиц, ядерная физика и физика конденсированных сред. Научную политику ОИЯИ вырабатывает Ученый совет.

В составе ОИЯИ семь крупных лабораторий, каждая из которых по масштабам исследований сопоставима с большим институтом. Штат насчитывает около 6000 человек, из них более 1000 — научные сотрудники, около 2000 — инженерно-технический персонал.

Важный аспект деятельности ОИЯИ — широкое международное научно-техническое сотрудничество: Институт поддерживает связи почти с 700 научными центрами и университетами из 60 стран мира. Только в России, крупнейшем партнере ОИЯИ, сотрудничество осуществляется со 150 исследовательскими центрами, университетами, промышленными предприятиями и фирмами из 40 российских городов.

Ежегодно в редакции многих журналов и оргкомитетов конференций Институт направляет более 500 научных статей и докладов, которые представляют около 3000 авторов. Публикации ОИЯИ рассылаются более чем в 50 стран мира.

На долю ОИЯИ приходится около 40 открытий в области ядерной физики, зарегистрированных в бывшем СССР. Как знак признания выдающегося вклада ученых Института в современную физику и химию можно расценить решение Международного союза чистой и прикладной химии о присвоении 105-му элементу Периодической системы элементов Д. И. Менделеева названия "дубний".

В институте существуют подразделения:

· Объединенный институт ядерных исследований, Лаборатория теоретической физики им. Н. Н. Боголюбова

· Объединенный институт ядерных исследований, Лаборатория ядерных проблем им. В. П. Джелепова

· Объединенный институт ядерных исследований, Лаборатория ядерных реакций им. Г. Н. Флерова

· Объединенный институт ядерных исследований, Лаборатория нейтронной физики им. И. М. Франка

· Объединенный институт ядерных исследований, Лаборатория информационных технологий

· Объединенный институт ядерных исследований, Лаборатория радиационной биологии

· Объединенный институт ядерных исследований, Лаборатория физики высоких энергий им. В.И. Векслера и А.М. Балдина

Я проходил практику в Лаборатории физики высоких энергий. Основную информацию о ОИЯИ вы можете просмотреть на сайте http://www.jinr.ru

2 Тема практики

Основным планом работы на практику являлись нижеприведенные пункты:

· Установить и изучить азы программы Altium Designer (ниже AD) в виде подборки видео уроков и семинарских занятий;

· Собрать в AD приложенную к заданию электрическую схему;

· Развести плату в AD;

· Изготовить печатную плату согласно электрической схеме;

· Проверить работоспособность печатной платы тестовой прошивкой.

2.2 О программном обеспечении: Altium Designer

Altium Designer — комплексная система автоматизированного проектирования (САПР) радиоэлектронных средств, разработанная австралийской компанией Altium. Ранее эта же фирма разрабатывала САПР P-CAD, который приобрёл необычайную популярность среди российских разработчиков печатных плат. В 2008 году фирма Altium заявила о прекращении поставки программных пакетов P-CAD, и предложила разработчикам использовать программу Altium Designer, которая появилась в 2000 году и изначально имела название Protel. В 2006 был проведён ребрендинг программного продукта и он получил текущее название, последняя версия которого называется Altium Designer 14.

Сегодня Altium Designer — это система, позволяющая реализовывать проекты электронных средств на уровне схемы или программного кода с последующей передачей информации проектировщику ПЛИС или печатной платы. Отличительной особенностью программы является проектная структура и сквозная целостность ведения разработки на разных уровнях проектирования. Иными словами изменения в разработке на уровне платы могут мгновенно быть переданы на уровень ПЛИС или схемы и так же обратно. Так же в качестве приоритетного направления разработчиков данной программы стоит отметить интеграцию ECAD и MCAD систем. Теперь разработка печатной платы возможна в трёхмерном виде с двунаправленной передачей информации в механические САПР (Solid Works, Pro/ENGINEER, NX и др.)

2.3 Описание электрической схемы

.

Первым шагом была настройка среды проектирования AD.

Согласно плану работы, была воспроизведена электрическая схема отладочной платы «МК MDR32F9Q2I» в СAD-системе AD, схема представленная ниже (Рис 1).

Рис.1

2.4 Разводка печатной платы

Следующим этапом, стала проверка руководителем практики воспроизведенной электрической схемы на наличие ошибок и неточностей. Затем был создан PCB файл, в который была импортирована наша электрическая схема (Рис.2).

Рис.2

Расстановка элементов (Рис.3).

Рис.3

Расстановка элементов окончена (Рис.4).

Рис.4

Проведение дорожек и земляного полигона (Рис.5).

Рис.5

Рис.6 Готовая плата в AD

2.5 Изготовление платы

После разводки платы был отпечатан ламинированный зеркальный рисунок печатной платы на текстолите (Рис.7), после чего подготовленная заготовка (зачищенный и обезжиренный текстолит с медным напылением) была опущена в хлористое железо для проведения химической реакции. Затем слой ламинированной краски был очищен с поверхности заготовки (Рис.8). Следующим этапом работы была пайка электрических элементов (Рис.9). На этапе пайки возникло несколько проблем, которые были успешно исправлены. Этими проблемами были: короткое замыкание, «отхождение» дорожек.

Рис.7

Рис.8

Рис.9

2.6 Программирование и отладка платы

Для загрузки прошивки в микроконтроллер были использованы следующие программные средства:

· IAR Embedded Workbench - мощная и эффективная среда разработки программ для микроконтроллеров ARM на языке C, C++ и ассемблер (Рис.10).

· USB-UART загрузчик – приложение необходимое для загрузки скомпилированного двоичного кода (из приложения IAR) в микроконтроллер (Рис.11).

Рис.10

Рис.11

По завершению пайки была произведена тестовая загрузка прошивки в микроконтроллер для обнаружения незамеченных недочетов, в частности короткого замыкания (КЗ), во время пайки. Когда все недочёты были устранены (КЗ на землю возле некоторых ножек микроконтроллера и других электрических элементов) была написана небольшая программа (прошивка) для включения светодиодов.

Рис.12 Готовая плата

Рис.13 Платы в режиме программирования и работы прошивки

2.7 Применение на практике

Возможным применением на практике изготовленного мной устройства вижу в использовании, как управляющего элемента, в квадрокоптере (вертолет с четырьмя винтами).

Рис.14

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Во время прохождения учебной практики в ОИЯИ я освоил нормы и правила, технику безопасности и охраны труда, пожарной безопасности на рабочем месте; соблюдал дисциплину и трудовой распорядок работы, а также другие условия функционирования предприятия. Выполнял отдельные задания руководителя, согласующиеся с учебной программой и индивидуальным заданием руководителя практики от университета.

Также, я понял, что значит работать по той специальности, на которой я учусь и в дальнейшем буду работать.

Мне было приятно и интересно практиковаться в той сфере, на которую я иду, и я надеюсь, что и во время учебного года смогу ходить в ОИЯИ и продолжать работать с руководителем в той же сфере.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

1. [Электронный ресурс] Режим доступа: свободный, 18.07.14 http://easyelectronics.ru/vvodnaya-ili-chto-takoe-mikrokontroller.html

2. [Электронный ресурс] Режим доступа: свободный, 18.07.14 http://easyelectronics.ru/category/nachinayushhim/page/4

3. [Электронный ресурс] Режим доступа: свободный, 18.07.14 http://www.jinr.ru

4. [Электронный ресурс] Режим доступа: свободный, 15.07.14 http://www.altium-ru.com/

Дата добавления: 2015-08-17