Анализ известных разработок и технологий изготовления печатных плат для радиоэлектронной аппаратуры.
1.1 Анализ известных разработок по теме курсового проекта.
Схема принципиальная схема устройства MIDI-клавиатуры приведена на рис. 1.1.
Рис. 1.1. Принципиальная схема устройства.
Основой данного устройства является микроконтроллер PIC16F84 или PIC16C84, который предназначен для управления работой всей схемы.
Рис. 1.2. Микроконтроллер PIC16F84 или PIC16C84.
Технические характеристики данного микроконтроллера заключается в следующем:
- рабочая температура: - 40…+85 °С; - напряжение питания: 2,7…5,5 В;
- размер программируемой памяти: 2 Кбайт; - объём ROM-памяти: 128 байт;
- корпус: 18-DIP; - тактовая частота: 20 МГц.
Кроме микроконтроллера в этой схеме также имеются следующие элементы: Источник питания, Дешифратор, Светодиод, , Времязадающая цепь, Блок кнопок, Стабилизатор напряжения и т.д.
Данное устройство MIDI клавиатуры предназначенной для использования со стандартной звуковой картой ПК с MIDI / Game портом.
Кроме этого устройства я добавил два аналога устройства:
Первый аналог – устройство на микроконтроллере i8751Н.
Принципиальная схема данного устройства показана на рис. 1.3.
Рис. 1.3. Принципиальная схема устройства.
Основой данного устройства является микроконтроллер i8751Н, который предназначен для управления работой всей схемой.
Рис. 1.4. Микроконтроллер i8751Н.
Технические характеристики микроконтроллера i8751Н:
- разрядность: 8 бит;
- тактовая частота: 20 МГц;
- объём ROM-памяти: 4 Кбайт;
- объём RАM-памяти: 128 байт;
- рабочая температура: - 40…+85 °С;
- тип корпуса: DIP18.
Кроме микроконтроллера в этой схеме также имеются следующие элементы: Стабилизатор напряжения, Источник питания, Времязадающая цепь, Клавиатура, Канал, Выпрямитель и т.д.
Устройство выполнено на микроконтроллере i8751Н. Барабанный переключатель с шестнадцатиричным выходом заменит обычный на 16 положений и два направления с шифратором К155ИВ1. Одно направление такого переключателя используют для управления состоянием линии Р2.3 микроконтроллера DDI. другое - входами шифратора.
Второй аналог – устройство на микроконтроллере.
Принципиальная схема данного устройства показана на рис. 1.5.
Рис. 1.5. Принципиальная схема устройства.
Основой данного устройства является микроконтроллер PIC16F84, который предназначен для управления работой всей схемой.
Рис. 1.6. Микроконтроллер PIC16F84.
Технические характеристики микроконтроллера PIC16F84:
- рабочая температура: - 40…+85 °С;
- напряжение питания: 4…6 В;
- память EEPROM: 128;
- размер программируемой памяти: 2 Кбайт;
- тактовая частота: 20 МГц;
- размер ядра: 8 бит;
- тип корпуса: 18-SOIC.
Кроме микроконтроллера в данном устройстве имеются также следующие элементы: Адаптер, Стабилизатор напряжения, Фильтр 1, 2, Ключи 1…8, Мультиплексоры 1…6, Ограничитель тока 1…6 , 7, Микроконтроллер, Интегральный таймер, Фильтр 3, 4, Регулятор громкости, Время задающая цепь, индикаторы, нагрузка регистра, ключ установки, ограничитель тока 8, выход.
В таблице 1.1 приведено сравнение технических параметров схем.
Таблица 1.1 Сравнение технических решений
| Номер технического решения | Достоинства | Недостатки |
| Первое техническое решение | - простая конструкция; - низкая стоимость. | - низкое быстродействие; - небольшое количество памяти; - питается от аккумулятора; - не используется технология поверхностного монтажа. |
| Второе техническое решение | - высокое быстродействие; - большое количество памяти; -простая конструкция. | - высокая стоимость устройства; - не стабильная картинка; - не используется технология поверхностного монтажа. |
| Третье техническое решение | - простота конструкции; - не требует для работы никаких дополнительных драйверов; - стоимость и доступность компонентов; - использование технологии поверхностного монтажа. | - низкое быстродействие; - высокий потребляемый ток; |
1.2 Анализ технологий для решения поставленной задачи
Появление печатных плат (ПП) в их современном виде совпадает с началом использования полупроводниковых приборов в качестве элементной базы электроники.
Многообразие сфер применения электроники обусловило совместное существование различных типов печатных плат:
- односторонние печатные платы;
- двухсторонние печатные платы;
- многослойные печатные платы.
Типовые параметры плат:
- максимальные размеры заготовки - 400 мм x 330 мм;
- минимальный диаметр отверстия - 0,6-0,4 мм;
- минимальная ширина проводника - 0,15 мм;
- минимальный зазор - 0,15 мм;
- толщина фольги - 36 мкм;
- толщина платы - 0,4 - 1,6 мм.
Для реализации поверхностного монтажа существуют три основных варианта:
1.Чисто поверхностный монтаж на плате (односторонний или двухсторонний).
2. Смешанно - разнесенный вариант, когда традиционные (DIP) компоненты размещаются на лицевой стороне, а простые чип - компоненты - на обратной.
3. Смешанный монтаж, когда традиционные компоненты для поверхностного монтажа находятся на лицевой или обеих сторонах платы.
Для решения поставленной задачи применяем технологию поверхностного монтажа компонентов.
На рисунке 1.7 показано размещение компонентов на плате.
Рис. 1.7 Размещение компонентов на плате