Введение. 
Создание генератора тока, управляемого от микропроцессора

Актуальность. На сегодняшний день самым активно развивающимся элементом компьютерных технологий является микропроцессор. Вычислительная техника пронизывает практически все отрасли деятельности производства, образования, здравоохранения, военная техника, т. е. все сферы жизни и деятельности человека. Основной элемент компьютера и другого вычислительного комплекса — это процессор и от его быстродействия зависит время обработки информации. Современная вычислительная техника идет по пути уменьшения размеров при резком возрастании производительности.

Актуальность данной темы определяется тем, что будущее развитие вычислительной техники на прямую связано с научными разработками в области создания микропроцессоров.

Это происходит благодаря интенсивному развитию технологии по которой изготавливаются микропроцессоры. Можно сказать, что развитие процессоров и, вместе с ними и вычислительной техники, на сегодняшний день имеют большие перспективы и возможности. Большие возможности в этом направлении имеет применение нано-технологий.

Радиоэлектронная промышленность является одним из ключевых направлений современной промышленности, основой высокотехнологичных изделий многих отраслей промышленности.

В любой конечной продукции присутствуют:

• — электронные компоненты;
• — радиоэлектронные узлы;
• — блоки;
• — модули;
• — приборы;
• — системы.

Радиоэлектронная продукция определяет интеллектуальные возможности всей конечной продукции, она позволяет расширить функциональные возможности и среду обитания человека на земле и в космическом пространстве.

Существенное влияние радиоэлектроники оказывает на развитие современных средств вооружения и военной техники. Надёжность, точность, дальность, далеко не полная номенклатура характеристик современного вооружения и военной техники, максимальные значения которых достигаются во многом благодаря достижениям радиоэлектроники.

Радиоэлектронная промышленность включает:

• — производство радиоэлектронных устройств и систем;
• — электронной компонентной базы;
• — специальных материалов и оборудования для производства изделий радиоэлектронной промышленности.

Производство радиоэлектронных устройств и систем — финальной продукции — в свою очередь, делится на 3 крупные группы:

• 1. Потребительская электроника — массовый сегмент изделий радиоэлектроники. Состоит из:
  • — аудиотехники;
  • — видеотехники;
  • — бытовой техники,
  • — абонентского телекоммуникационного оборудования,
  • — компьютеров и периферии.
• 2. Профессиональная электроника. В категорию включаются сегменты:
  • — операторское телекоммуникационное оборудование;
  • — промышленная электроника;
  • — автомобильная электроника;
  • — электроника для энергетического оборудования;
  • — электроника для медицинского оборудования;
  • — для систем безопасности;
  • — высокопроизводительные системы обработки информации.
• 3. Электроника специального назначения. Категория может быть разделена на крупные блоки по типам:
  • — авиационные и космические системы;
  • — системы сухопутного и морского базирования.

В сегменте конечной продукции доля специальной радиоэлектроники составляет малую часть мирового промышленного производства около 7 процентов, а сегменты профессиональной и потребительской радиоэлектроники примерно равны по объёму и составляют 42% и 51% соответственно. В сегменте электронной компонентной базы доля компонентов для потребительской радиоэлектроники составляет 65%, доля компонентов для профессиональной электроники — 24%, доля компонентов для специальной электроники — 11%.

Радиоэлектроника — самая быстрорастущая отрасль промышленности в мире, в которой реализуется большое число инновационных проектов, темп роста промышленности за последние 30 лет составил в среднем около 8% в год.

Рост рынка радиоэлектроники в основном ожидается за счёт устойчивых мировых тенденций, связанных с постоянным ростом миниатюризации и производительности радиоэлектронной техники и её компонентов (правило Мура):

• 1. Увеличивается комплексность (расширение функций, взаимосвязей) решений в радиоэлектронной промышленности, что затрагивает все сегменты рынка — формируются новые продуктовые ниши, существенно меняются требования к продукции, смещаясь в сторону интегрированности. В результате:
  • — в профессиональных сегментах происходит развитие сетевых систем и формирование новых быстрорастущих ниш:
  • — комплексные системы безопасности;
  • — smart grid;
  • — управление инфраструктурой;
  • — телемедицина;
  • — в массовых сегментах продолжается конвергенция устройств и их объединение в сети.
• 2. Глобальные тренды, такие как повышенное внимание к экологии, старение населения и рост внимания к здравоохранению, растущие террористические угрозы и повышенное внимание к безопасности — ведут к активному росту соответствующих ниш профессионального сегмента радиоэлектроники, а совершенствование технологий радиоэлектроники существенно усиливает её проникновение в производство и на транспорт .
• 3. В потребительской электронике растёт уровень стандартизации и унификации компонентов, снижается себестоимость производства.

Таким образом, несмотря на то, что рынки потребительской и профессиональной радиоэлектроники близки по объёму, наиболее быстро растущим сегментами рынка с лучшими возможностями для появления новых компаний будут сегменты профессиональной радиоэлектроникой:

• — системы энергоэффективности и электротехнического оборудования;
• — автомобильной электроники;
• — медицинской техники;
• — систем безопасности и промышленной электроники.

Первый электрический генератор по заказу Андре Мари Ампера появился на свет в 1832 году благодаря французским техникам-изобретателям братьям Пикси. Хотя он был абсолютно непрактичным, приходилось вручную вращать достаточно тяжелый магнит, но все же был способен вырабатывать электрический ток. Вблизи полюсов постоянного магнита были укреплены неподвижно две проволочные катушки индуктивности. Дополнительно электрогенератор Пикси был оснащен выпрямителем для преобразования переменного тока в постоянный.

В последующие годы ученые стремились повысить электрическую мощность своих генераторов, применяя различные электротехнические устройства.

На современном этапе для решения задач в измерительной технике необходимы управляемые источники тока с высоким быстродействием и способностью отдавать в нагрузку достаточно большую мощность.

В некоторых схемах требуется чтобы один вывод нагрузки был заземлением, а ток нагрузки должен регулироваться входным напряжением. Ток нагрузки должен зависеть не от сопротивления нагрузки, а только от входного напряжения.

В настоящее время для решения задачи измерительной вычислительной техники все более широко применяются микропроцессорные системы.

Существует большое количество различных схем, управляемых от генератора тока, которые имеют различные выходные параметры и таким образом предназначены для решения различных задач. Так например в некоторых случаях определяющим показателем является максимальный выходной ток и требования к быстродействию и линейности преобразования генератора тока.

В других случаях наиболее важное значение имеет быстродействие устройства и его чувствительность и менее приближена выходная мощность.

В данной теме была предпринята попытка создания генератора тока управляемого от микропроцессора с возможностью расширения его области применения.

Микропроцессор (МП) — это программно управляемая сверхбольшая интегральная схема (СБИС), предназначенная для обработки цифровой информации. Наибольший эффект от внедрения микропроцессора достигается в устройствах и системах локальной автоматики, системах измерения, контроля и других областях. Сравнительно низкая стоимость, малые габариты и потребляемая мощность, высокая надежность и исключительная гибкость обеспечивают приоритет микропроцессора перед другими средствами обработки данных.

Микропроцессор является удобным средством для построения контроллеров предназначенных для контроля и управления технологических процессов в различных отраслях народного хозяйства.

Мной был исследован универсальный генератор тока, который благодаря своим высоким показателям способен удовлетворить разработчиков различной радиоэлектронной аппаратуры и избавить их от конструирования множества видов генераторов тока, решающих специфические и узкие задачи.

Объект дипломной работы — микропроцессор Предмет дипломной работы — монтаж и настройка генератора тока управляемого от микропроцессора Цель — организовать монтаж и настроить генератор тока управляемого от микропроцессора Данная быть была достигнута с помощью выполнения данных задач:

• · Изучить теоретические аспекты данной темы
• · Продемонстрировать технологию изготовления печатной платы
• · Продемонстрировать конструкцию выходного каскада
• · Произвести наладку устройства
• · Построить график зависимости тока
• · Рассчитать трудоемкость изготовления генератора