Разработка отладочного модуля для отечественного микроконтроллера ElioT
ВВЕДЕНИЕ
Для того чтобы проверить работоспособность устройства существуют демонстрационные изделия в электронике, включающие в себя множество компонентов, в том числе и отладочные модули. Они могут быть отдельным продуктом или в поставке от разработчика. В привычном представлении модуль отладочный (МО)— это печатная плата с тестируемым микроконтроллером и необходимой аппаратной периферией, благодаря которой возможно проведение тестового запуска изделия.
При любом производстве качество и надежность итоговой продукции имеет большое значение. Для уменьшения процента брака конечной партии применяют отбраковочные испытания. Кроме того, выявить и отсеять неисправную часть до выпуска партии гораздо выгоднее, чем производить ремонт отказавшего оборудования, поэтому используется отладочный модуль (стартовая плата, оценочная плата, учебная плата, ознакомительная плата, модуль разработчика, плата развития [1]) который предназначается для исследования потенциалов определенного типа микроконт
СОДЕРЖАНИЕ
ОБОЗНАЧЕНИЯ И СОКРАЩЕНИЯ2
РЕФЕРАТ5
ВВЕДЕНИЕ6
АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР9
1. Конструкторская часть17
1.1. Общий анализ технического задания17
1.2. Анализ схемотехники изделия18
1.3. Выбор материалов и компонентов18
1.3.1. Выбор пассивных компонентов18
1.3.2 Выбор стабилизатора напряжения.22
1.3.3 Выбор материала печатной платы22
1.4. Разработка топологии24
1.5. Расчёт конструктивных и схемотехнических параметров26
1.5.1 Расчет собственной частоты платы27
1.5.2 Расчет устойчивости конструкции платы к ударным воздействиям.29
1.5.3 Ориентировочный расчет надежности ПП в условиях эксплуатации31
1.6. Выводы по главе 135
2. Технологическая часть36
2.1. Анализ компонентной базы36
2.1.1. Анализ поверхностно-монтируемых компонентов36
2.1.2. Выбор и обоснование варианта сборки и монтажа37
2.2. Выбор используемых материалов и оборудования37
2.2.1. Выбор используемых материалов37
2.2.1.1. Выбор паяльной пасты37
2.2.2 Выбор оборудования39
2.2.2.1 Выбор автомата для нанесения паяльной пасты40
2.2.2.2 Выбор автомата для установки ЭК41
2.2.2.3 Выбор печи для оплавления паяльной пасты42
2.2.2.4 Выбор дополнительного оборудования44
2.3 Технологические процессы44
2.3.1 Сборка и монтаж ПМК44
2.4 Выводы по главе 545
ЗАКЛЮЧЕНИЕ47
НОРМАТИВНЫЕ ДОКУМЕНТЫ53
ИСПОЛЬЗОВАННЫЕ БАЗЫ ДАННЫХ54
ПРИЛОЖЕНИЕ А55
ПРИЛОЖЕНИЕ Б57
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ
1. Фрунзе, А. В. Микроконтроллеры? Это же просто! Т. 2 — М.: ООО «ИД СКИМЕН», 2002. — 392 с.
2. Модуль процессорный САЛЮТ-ЭЛ24ПМ https://elvees.ru/index.php?id=94/] (дата обращения 20.03.2023)
3. МОДУЛЬ ОТЛАДОЧНЫЙ САЛЮТ-ЭЛ24ОМ1[электронный ресурс. URLhttps://elvees.ru/home/fileadmin/user_upload/news/fileadmin/chiptheme/icons/index.php?id=136] (дата обращения 20.03.2023)
4. Отладочная плата LDM-K1986BE92QI-HM [электронный ресурс. URL https://www.electronshik.ru/news/show/11023?from=terraelectronica/] (дата обращения 20.03.2023)
5. Комплект отладочный LDM-K1986BE92QI-HM [электронный ресурс. URLhttps://ldm-systems.ru/product/19002] (дата обращения 20.03.2023)
6. Патент № 210382 Российская Федерация, МПК G06F 3/00 (2006.01). Устройство обработки и передачи сигналов: 2021122399 заявление 28.07.2021: Опубликовано: 18.05.2018 / Красников В. М. — 7 с.
7. Комплект отладочный для микросхемы 1986ВЕ4У ТСКЯ.468998.01 [электронный ресурс. URL https://ic.milandr.ru/upload/iblock/3a7/%D0%A2%D0%A1%D0%9A%D0%AF.468998.019%D0%9F%D0%A1.pdf/] (дата обращения 20.03.2023)
8. Отладочные средства для российского 32-разрядного микроконтроллера 1986ВЕ91Т [электронный ресурс. URL https://303421.selcdn.ru/soel-upload/clouds/1/iblock/8d7/8d77fc950e2e2be9a7545ea6206a79cf/427809.jpg] (дата обращения 20.03.2023)
9. Патент № 206249 Российская Федерация, МПК G06F 13/38 (2006.01) H04L 29/08 (2006.01). Плата соединительная: 2021115588, заявление 31.05.2021: Опубликовано: 02.09.2021 / Щербаков С. С., Мышинский В.Д., Петров А.В., Ермилов С. А., Хейстонен Д. П. — 7
10. Патент № 2451341 Российская Федерация.) МПК G07F 17/30 (2006.01) H04H 60/81 (2008.01). Программируемая электронная плата: 2010149969/08, заявление 07.12.2010: Опубликовано: 20.05.2012 / Веселко В. В., Нерсесян О. А., Евдокимов Д. В., Рубцов С. В. — 14 с.
11. Отладочный комплект для микроконтроллера К1986ВЕ92QI//МИЛАНДР [электронный ресурс. URL https://ic.milandr.ru/upload/iblock/7ae/f6jimgo8r3rjo9kpwx2amggy1m6lpo1b/ТСКЯ.468998.011-02ПС.pdf] (дата обращения 10.03.2023)
12. Отладочный комплект для микросхемы К1986ВЕ92QI[электронный ресурс. URL https://ldm-systems.ru/product/19001] (дата обращения 10.03.2023)
13. Отладочный комплект для микросхемы 5400ТР105-001//СОЮЗ-дизайн центр [электронный ресурс. URL https://https://dcsoyuz.ru/products/development-board/art/1723/] (дата обращения 18.04.2023)
14. Вид спереди отладочного комплекта КФЦС.441461.124[электронный ресурс. URL https://dcsoyuz.ru/products/development-board/art/1683#gallery-1] (дата обращения 18.04.2023)
15. Отладочная плата VectorCARD K1921BK01T [электронный ресурс. URL: https://ldm-systems.ru/product/17001] (дата обращения 18.04.2023)
16. Отладочная плата VectorCARD K1921BK01T (NT32M4F1) [электронный ресурс. URL https://motorcontrol.ru/wp-content/uploads/2016/03/vectorCARD2.png] (дата обращения 18.04.2023)
17. GRM1555C1H101JZ01D [электронный ресурс. URL: https://static.chipdip.ru/lib/244/DOC000244219.pdf] (дата обращения 18.04.2023)
18. Кер.чип.конд. 0402 C0G 100пФ 50В 5%, GRM1555C1H101JZ01D [электронный ресурс. URL: https://www.chipdip.ru/product/grm1555c1h101jz01d] (дата обращения 18.04.2023)
19. Основные размеры SMD - компонентов [электронный ресурс. URL: https://static.chipdip.ru/lib/244/DOC000244219.pdf] (дата обращения 18.04.2023)
20. 4,7мкф X7R 50в 10% (1210) Чип керам,конденсатор TCC1210X7R475K500GT[электронный ресурс. URL: https://www.chipdip.ru/product0/8001593078] (дата обращения 18.04.2023)
21. Кер. чип. конд. 0603 X7S 1мкФ 10В 10%, GRM188C71A105KA12D [электронный ресурс. URL: https://285624.selcdn.ru/syms1/iblock/5ed/5edb0d053a132c8dc1ac0623168bd933/7c01c44b56acda7a11bb52cde94c395c.pdf] (дата обращения 18.04.2023)
22. RC0402JR-0710ML (Резисторы SMD) [электронный ресурс. URL: https://www.smd-component.ru/webcatalog/section.php?act=position&popup=on&code=00016] (дата обращения 18.04.2023)
23. GENERAL PURPOSE CHIP RESISTORS [электронный ресурс. URL: https://www.smd-component.ru/webcatalog/description_files/64/small_cr.JPG] (дата обращения 18.04.2023)
24. DATA SHEET GENERAL PURPOSE CHIP RESISTORS [электронный ресурс. URL: https://static.chipdip.ru/lib/923/DOC012923346.pdf] (дата обращения 18.04.2023)
25. 0.1Вт 0603 0 Ом, 5%, Чип резистор (SMD) [электронный ресурс. URL: https://www.chipdip.ru/product/0.1w-0603-0-om-5] (дата обращения 18.04.2023)
26. TPS7A10 300-mA, Low VIN, Low VOUT, Ultra-Low Dropout Regulator [электронный ресурс. URL: https://static.chipdip.ru/lib/444/DOC012444552.pdf] (дата обращения 23.04.2023)
27. TPS7A10[электронный ресурс. URL: https://eu.mouser.com/ProductDetail/Texas-Instruments/TPS7A1018PDSET?qs=lc2O%252BfHJPVZd2v0xqGs%252B9A%3D%3D] (дата обращения 23.04.2023)
28. Стеклотекстолит фольгированный // Оборонконтракт [электронный ресурс.URL: https://oboronkontrakt.ru/steklotekstolit/steklotekstolit-folgirovannyi] (дата обращения 21.04.2023)
29. PACIFIC 2009 MLF// ab-electronic [электронный ресурс. URL: http://www.abelectronic.com/resources/archivosbd/productos_documentos/3dbf1f2bc125047b6fddfbbdc319991e.pdf] (дата обращения 01.05.2023)
30. SMT9603005-38 // SMT service [электронный ресурс. URL: http://www.smtservice.ru/pasta/9603005-38.pdf] (дата обращения 23.04.23)
Так как плата не гибкая то использование полимерных пленок не рассматривается. Предположительно будет использоваться стеклотекстолит так как он весьма распространен как материал для печатных плат, также он подходит для многослойных плат, благодаря методу прессования.Предположительно будет использоваться стеклотекстолит FR4 и стеклоткань прокладочная, также для каждого слоя будет использоваться своя толщина материала. В таблице 3 приведена сравнительная характеристика некоторых марок рассматриваемых стеклотекстолитов.
Таблица 3- Сравнительная характеристика марок стеклотекстолита [29].
Марка СТНФ-1-35-1мм
СФ-1-50Г-1,5 мм СТФ-2-35-0,35 мм
FR4 High Tg
35/35-1,2 мм МИ 1222.8-1- 35- 0,7 мм
Состав Стеклоткань;эпоксидная
смола; медная
фольга Стеклоткань;эпоксидная смола;
медная фольга Стеклоткань;эпоксидная смола;