Проектирование локальной сети связи для обмена речевыми сообщениями (стр. 7 из 9)
delay 12;задержка 25 мкс
goto inver1
end
;reciver.asm
list p=16f84,f=inhx8m;подпрограммаприемаадреса
#INCLUDE P16f84.INC;
#INCLUDE delay.asm
recivcod macro
movlw 8;загрузкасчетчикациклов
movf 0f
clrf 0d;сбросячейкипамяти 0d
loop delay 12;задержка на 25 мкс
btfsc portb,rb0;проверка содержимого линии RB0
bsf 0d,0;установка 0-го бита 0d
rlf 0d,1;сдвиг влево на один бит
decfsz 0f,1
goto loop
endm
end
;transmit.asm
; подпрограмма генерации кода адреса в линию
list p=16f84,f=inhx8m;код выдается старшими битами вперед
#INCLUDE P16f84.INC
#INCLUDE delay.asm
COD equ 12
transmitcod macro
movlw d'4';загрузкасчетчикациклов
movf 0f
bsf status,rp0;настройка линии порта rb0 на вывод
bcf trisb,0
bcf status,rp0
m1 delay 12;задержкана 25 мкс
btfss cod,7;инверсия RB0 если бит "0"
comf portb,rb0
rlf cod,1;сдвиг переменной cod на один бит влево
decfzc 0f
goto m1
endm
end
;int.asm
list p=16f84,f=inhx8m;подпрограмма обработки прерывания
#INCLUDE P16f84.INC
#INCLUDE reciver.asm
int macro
bcf intcon,inte;запрет прерываний по линии RB0
recivcod;прием адресной части сообщения
bcf status,z;сброс бита нулевого результата
movf 0d,0;
andwf 0e,1;логическое "и" принятого и собственного адреса
btfss status,z;
goto wait
movf 0d,0;подсветка индикатора
movwf portb
bsf porta,ra0
bcf portb,rb1;включение режима "прием"
canal;ожидание окончания сообщения
bcf porta,ra0;отключить подсветку
bsf portb,rb1;отключение режима "прием"
bsf intcon,inte;разрешение прерываний
goto ret
wait canal;ожидание окончания сообщений
ret retfie;возврат из прерывания
endm
end
;canal.asm
list p=16f84,f=inhx8m;подпрограмма проверки канала
#INCLUDE P16f84.INC
canal macro
bsf status,rp0;настройка RB0 наввод
bsf trisb,0
bcf status,rp0
m2 molw 10;загрузкасчетчикациклов
movwf 0f
movwf 11
m1 btfss portb,rb0;проверкалинии RB0
decf 11;если в канале "0", то декремент 11
decfsz 0f,1
goto m1
movf 0f,0
subwf 11,0;если 10 периодов ШИМ "пустые" то канал свободен
btfss status,z
goto m2
bsf status,rp0;настройка RB0 навывод
bсf trisb,0
bcf status,rp0
endm
end
list p=16f84,f=inhx8m;модуль сканирования
#INCLUDE P16f84.INC
scankeyb macro;подпрограмма сканирования клавиатуры
bcf status,rp0
movlw 0
movwf portb
m incf portb,1;сканирование клавиатуры
btfss porta,4;проверка нажатия клавиши
goto m1
goto m
m1 movf portb,0
bsf porta,ra0;включить подсветку
movwf 0с;сохранение кода нажатой клавиши в 0С
endm
scanadres macro;подпрограмма чтения собственого адреса
bcf status,rp0
movlw 0
movwf portb
m incf portb,1;сканирование клавиатуры
btfss porta,4;
goto m1
goto m
m1 movf portb,0;чтение собственного адреса
movwf 0e;сохранение кода адреса в 0e
endm
end
;delay.asm
list p=16f84,f=inhx8m;подпрогармма задержки
#INCLUDE P16f84.INC
timedelay equ 10
delay macro timedelay
n decfsz 10,1
goto n
endm
end
6. Расчет системных параметров
Выбранная структура системы связи позволяет перейти к выбору соответствующей математической модели, описывающей механизм ее функционирования.
Будем полагать, что в нашей системе поток вызовов является случайной величиной. В этом случае количественные характеристики потока и качественные характеристики всей системы связи за рассматриваемый отрезок времени не могут быть определены точно и указываются с соответствующими вероятностями. Поэтому для них наилучшим приближением с точки зрения математического описания является модель массового обслуживания.
Мы будем считать, что входящий поток является пуассоновским (поток, обладающий стационарностью, ординарностью и отсутствием последействия, называется пуассоновским), так как такая модель довольно часто отражает реальную картину.
Стационарность означает, что для любой группы из конечного числа непересекающихся промежутков времени вероятность поступления определенного числа событий на протяжении каждого из них зависит от числа этих событий и от длительности промежутков времени, но не изменяется от сдвига всех временных отрезков на одну и ту же величину.
Отсутствие последействия означает, что вероятность поступления k событий в течение промежутка времени от T до T+t не зависит от того, сколько раз и как появлялись события ранее. Если за сколь угодно малый промежуток вероятность одновременного появления двух или нескольких событий бесконечно мала, то процесс, обладающий таким свойством, называется ординарным.
Для такого потока вероятность появления n вызовов за время t определяется по формуле (6.1);
, (6.1)где N - число абонентов в системе (в нашем случае 15).
l1 - интенсивность потока вызовов, поступающих в моноканал с одного абонентского устройства за один час;
t- временной интервал в течение которого возможна конфликтная ситуация (определяется длительностью стартового бита, затягиванием фронта и временем обработки стартового бита), выраженный в часах;
Будем рассматривать нашу систему на временном интервале в один час и полагаем, что с каждого абонентского устройства поступает в среднем 10 вызовов за час. Тогда вероятность того, что в канале связи за время t возникнет конфликтная ситуация можно определить по следующему выражению.
, (6.2)При отсутствии контроля сигналов вероятность сбоя можно вычислить по следующему выражению.
(6.3)В вышеприведенной формуле t- время передачи сообщения, выраженное в часах. Вероятностные характеристики приведены на рис. 6.1, 6.2.
 |
Рис. 6.1 Вероятность сбоя при контроле несущей
 |
Рис. 6.2 Вероятность сбоя при отсутствии контроля несущей
Таким образом на основании проведенных расчетов вероятность сбоя при отсутствии контроля сигналов в линии выше чем при случае проверки сигналов в линии микроконтроллером. Поэтому в проектируемой системе будет осуществляться контроль сигналов в линии и эту функцию будет выполнять микроконтроллер.
7. Разработка конструкции печатной платы
Под конструктивным расчетом печатной платы понимается расчет геометрических размеров платы, компоновка радиодеталей на плате, выбор материала платы и др.
В данном дипломном проекте необходимо произвести расчет платы абонентского устройства. В начале произведем расчет предполагаемой площади и геометрических размеров, затем выберем материал печатной платы, и произведем разводку. Для расчета площади платы необходимо подсчитать количество компонентов каждого класса, определить геометрические размеры этой платы.
По размещению проводящего рисунка печатные платы делятся на односторонние, двусторонние и многослойные.
Односторонняя печатная плата проста по конструкции и несложна в изготовлении, и идеально подходит для абонентского устройства.
В качестве основного материала для печатных плат используется фольгированные и нефольгированные листовые диэлектрики. Исходными для изготовления фольгированных диэлектриков могут быть бумага или стеклоткань, пропитанные синтетическими смолами или полимерные пленки из лавсана, фторопласта. На поверхность этих материалов приклеивается металлическая фольга.
В качестве материала для печатной платы выберем стеклотекстолит фольгированный СТФ - 2 со следующими параметрами: толщина фольги 35 мкм, толщина материала с фольгой 2 мм, прочность сцепления 450 гс/3 мм.
Размещение элементов конструкции печатной платы регламентируется условной координатной сеткой из двух взаимно перпендикулярных систем параллельных линий, расположенных на одинаковом ( 2.5 мм или 1.25 мм) расстоянии друг от друга. Центры монтажных отверстий и контактных площадок под выводы навесных радиоэлементов располагают в узлах координатной сетки.
Расчет размеров печатной платы произведем по формуле:
Sэ = k*(S1 + S2) (7.1)
где Sэ-суммарная площадь элементов;
S1-площадь малых элементов;
S2-площадь больших элементов; k - коэффициент плотности.
Для определения суммарной площади определим количество элементов.
Таблица 7.1
| Наименование | Кол-во элементов, шт | Площадь элемента, см2 |
| РЕЗИСТОРЫ | 18 | 0.4 |
| КОНДЕНСАТОРЫ | 18 | 0.3 |
| ДИОДЫ | 8 | 0.4 |
| КВАРЦ | 1 | 5.5 |
| ТРАНЗИСТОРЫ | 8 | 0.6 |
| МИКРОСХЕМЫ | 3 | 1.5 |
S1=18´0,4+18´0,3+8´0,4+8´0,6=28,6 см2
S2=5,5+8´0,6+3´1,5=14,8 см2
К=12 , (Монтаж односторонний при средней плотности)
Sэ=4´(28,6+14,8)=173,6 см2
Печатная плата разведена вручную, элементы размещались на площади 85:120 мм. Перед разводкой произведена компоновка отдельных узлов с целью обеспечения электромагнитной совместимости. Слабосигнальные цепи располагаются удаленно от цепей питания и каскадов, которые могут влиять на них. При разводке минимизировалась длина проводников.
В результате конструктивного расчета получили, что абонентское устройство будет располагаться на односторонней стеклотекстолитовой фольгированной плате размерами 85х120 мм.
Вид печатной платы со стороны деталей изображен на чертеже “Конструкция печатной платы”.
8.Моделирование работы составных частей системы
Целью данного раздела является проверка правильности электрического расчета узлов проектируемой системы, оценка работы системы в целом.
В проектируемой системе моделируется усилитель, охваченный цепью АРУ звука и работа системы в целом. Для моделирования применяется программный пакет «ElectronicsWorcbench 5.0». Рассмотрим допущения, которые проводились при составлении модели.
При моделировании усилителя с АРУ используются зарубежные аналоги элементов, выбранных при электрическом расчете аналоговой части проектируемой системы. Усилительный каскад на инверторе DD2.1 заменяется идеальным усилителем с коэффициентом усиления К, равным 10. Нагрузкой усилителя служит сопротивление величиной 20 кОм, которое имитирует входное сопротивление следующего каскада. Источник питания 5 В, подключенный к усилителю, эквивалентен высокому уровню сигнала, выставленного на линию RB0 микроконтроллера. Таким образом осуществляется моделирование усилителя, охваченного цепью АРУ, при работе абонентского устройства, работающего в режиме передачи речевых сигналов. Электрическая принципиальная схема модели каскада показана на рис. 8.1.