Помощь студентам в учебе
МИКРОПРОЦЕССОРНЫЙ МОДУЛЬ АВТОМАТИЧЕСКОЙ ТАРИФИКАЦИИ ПОЕЗДКИ ТАКСОМОТОРНОГО ТРАНСПОРТА
|
Введение 5
1 Аналитическая часть. Анализ систем автоматизированного расчёта стоимости
поездки 7
1.1 Классификация и основные параметры 7
1.2 Современные системы расчёта стоимости поездки 9
1.2.1 Таксометр автономный со встроенной ККТ 9
1.2.2 GPS таксометр 10
1.2.3 Таксометр автономный с входом датчика скорости 11
1.3 Обзор исполнительных устройств и интерфейсов 12
1.3.1 Обзор управляющих микроконтроллеров 12
1.3.2 Обзор микросхем энергонезависимой памяти 17
1.3.3 Обзор устройств индикации 18
1.3.4 Интерфейсы связи с ПК 21
1.3.5 Интерфейсы обмена данными с энергонезависимой памятью 23
1.3.6 Обмен данными с ЭБУ автомобиля 24
1.4 Формирование требований к разрабатываемому модулю 25
2 Расчетная часть. Разработка принципиальной схемы и расчет параметров
микропроцессорного модуля автоматической тарификации таксомоторного транспорта 27
2.1 Выбор управляющего микроконтроллера 27
2.2 Разработка функциональной схемы модуля 31
2.3 Разработка алгоритмов работы МПС и её модулей 32
2.3.1 Разработка алгоритма функционирования модуля 32
2.3.2 Разработка алгоритма обмена данными по интерфейсу TWI 33
2.3.3 Разработка алгоритма обмена данными с ЭБУ автомобиля 34
2.4 Выбор элементной базы модуля 34
2.4.1 Микросхема энергонезависимой памяти EEPROM 34
2.4.2 Микросхема сопряжения K-Line - USART 37
2.4.3 Выбор светодиодного дисплея 38
2.4.4 Выбор микросхемы стабилизатора питания 39
2.4.5 Схема согласования датчика скорости 42
2.4.6 Разъёмы и кнопки управления 43
2.5 Расчёт эксплуатационной надёжности модуля 43
3 Конструкторская часть. Реализация и ввод в эксплуатацию модуля автоматической тарификации поездки таксомоторного транспорта 47
3.1 Разработка печатной платы устройства с использованием САПР DipTrace 47
3.1.1 Построение принципиальной схемы модуля с помощью Schematic
capture 47
3.1.2 Трассировка печатной платы модуля с использованием программы PCB
Layout 52
3.1.3 Создание конструкторской документации 53
3.2 Средства разработки и отладки программного обеспечения 54
3.2.1 Организация последовательного интерфейса TWI 54
3.2.2 Организация часов реального времени 58
3.2.3 Организация последовательного интерфейса USART 58
3.3 Тестирование разработанного модуля 65
4 Оценка экономической эффективности производства разработанного модуля 69
4.1 Выбор и обоснование базового варианта 69
4.2 Расчет экономической эффективности производства модуля 70
4.2.1 Расчёт затрат и отчислений 71
4.2.2 Себестоимость продукции 76
4.2.3 Расчет экономического эффекта 77
Заключение 78
Список литературы 81
Приложение А 83
Приложение Б 85
Приложение В 88
1 Аналитическая часть. Анализ систем автоматизированного расчёта стоимости
поездки 7
1.1 Классификация и основные параметры 7
1.2 Современные системы расчёта стоимости поездки 9
1.2.1 Таксометр автономный со встроенной ККТ 9
1.2.2 GPS таксометр 10
1.2.3 Таксометр автономный с входом датчика скорости 11
1.3 Обзор исполнительных устройств и интерфейсов 12
1.3.1 Обзор управляющих микроконтроллеров 12
1.3.2 Обзор микросхем энергонезависимой памяти 17
1.3.3 Обзор устройств индикации 18
1.3.4 Интерфейсы связи с ПК 21
1.3.5 Интерфейсы обмена данными с энергонезависимой памятью 23
1.3.6 Обмен данными с ЭБУ автомобиля 24
1.4 Формирование требований к разрабатываемому модулю 25
2 Расчетная часть. Разработка принципиальной схемы и расчет параметров
микропроцессорного модуля автоматической тарификации таксомоторного транспорта 27
2.1 Выбор управляющего микроконтроллера 27
2.2 Разработка функциональной схемы модуля 31
2.3 Разработка алгоритмов работы МПС и её модулей 32
2.3.1 Разработка алгоритма функционирования модуля 32
2.3.2 Разработка алгоритма обмена данными по интерфейсу TWI 33
2.3.3 Разработка алгоритма обмена данными с ЭБУ автомобиля 34
2.4 Выбор элементной базы модуля 34
2.4.1 Микросхема энергонезависимой памяти EEPROM 34
2.4.2 Микросхема сопряжения K-Line - USART 37
2.4.3 Выбор светодиодного дисплея 38
2.4.4 Выбор микросхемы стабилизатора питания 39
2.4.5 Схема согласования датчика скорости 42
2.4.6 Разъёмы и кнопки управления 43
2.5 Расчёт эксплуатационной надёжности модуля 43
3 Конструкторская часть. Реализация и ввод в эксплуатацию модуля автоматической тарификации поездки таксомоторного транспорта 47
3.1 Разработка печатной платы устройства с использованием САПР DipTrace 47
3.1.1 Построение принципиальной схемы модуля с помощью Schematic
capture 47
3.1.2 Трассировка печатной платы модуля с использованием программы PCB
Layout 52
3.1.3 Создание конструкторской документации 53
3.2 Средства разработки и отладки программного обеспечения 54
3.2.1 Организация последовательного интерфейса TWI 54
3.2.2 Организация часов реального времени 58
3.2.3 Организация последовательного интерфейса USART 58
3.3 Тестирование разработанного модуля 65
4 Оценка экономической эффективности производства разработанного модуля 69
4.1 Выбор и обоснование базового варианта 69
4.2 Расчет экономической эффективности производства модуля 70
4.2.1 Расчёт затрат и отчислений 71
4.2.2 Себестоимость продукции 76
4.2.3 Расчет экономического эффекта 77
Заключение 78
Список литературы 81
Приложение А 83
Приложение Б 85
Приложение В 88
Тема данной бакалаврской работы: «Микропроцессорный модуль автоматической тарификации поездки таксомоторного транспорта». В связи с введением новых требований на обязательное оборудование, устанавливаемое в автомобили (необходимость установки таксометров), занимающиеся коммерческой перевозкой пассажиров, а также на основании проведённых исследований рынка фирмой заказчика, был сделан вывод о целесообразности и актуальности разработки данного модуля.
Автоматизация систем расчета стоимости поездки является одним из решающих факторов повышения производительности, улучшения условий труда, а также обеспечение точности и правильности расчёта путём исключения, так называемого человеческого фактора.
В разрабатываемом модуле необходимо применить современные технологии разработки и материалы. При этом основным предъявляемым требованием к современным системам автоматического расчёта - это открытость, простота использования и приемлемая стоимость.
Проектирование микропроцессорной системы целесообразно проводить на основе модульного принципа построения, что предусматривает выполнение всех модулей системы как функционально законченных элементов. При этом необходимо обеспечить функциональную, электрическую и механическую совместимость модулей в системе.
Перед реализацией системы в исследовательском разделе необходимо рассмотреть современные устройства расчёта, существующие в настоящее время. Провести обзор исполнительных устройств модуля, например, микроконтроллеров, устройств индикации и других устройств. Проанализировать существующие интерфейсы связи с внешними устройствами. И в качестве вывода сформировать требования к разрабатываемому модулю.
Реализацию сформированных требований целесообразно начать с выбора управляющего микроконтроллера, так как именно этот выбор повлияет на функциональную схему в целом. На следующем шаге провести разработку функциональной схемы и как следствие выбор элементной базы модуля. Также в разделе проектирования проведём разработку алгоритмов работы модуля и его отдельных блоков. В завершение раздела рассчитаем надёжность модуля.
В процессе реализации необходимо разработать принципиальную схему и как следствие печатную плату модуля, создать конструкторскую документацию. Рассмотреть средства разработки и отладки программного обеспечения, а также произвести разработку необходимого программного обеспечения. После завершения разработки провести тестирование.
В завершении технической записки рассчитаем экономическую эффективность, а, следовательно, и целесообразность производства разработанного модуля. Также необходимо затронуть вопросы безопасности его производства и владения.
Автоматизация систем расчета стоимости поездки является одним из решающих факторов повышения производительности, улучшения условий труда, а также обеспечение точности и правильности расчёта путём исключения, так называемого человеческого фактора.
В разрабатываемом модуле необходимо применить современные технологии разработки и материалы. При этом основным предъявляемым требованием к современным системам автоматического расчёта - это открытость, простота использования и приемлемая стоимость.
Проектирование микропроцессорной системы целесообразно проводить на основе модульного принципа построения, что предусматривает выполнение всех модулей системы как функционально законченных элементов. При этом необходимо обеспечить функциональную, электрическую и механическую совместимость модулей в системе.
Перед реализацией системы в исследовательском разделе необходимо рассмотреть современные устройства расчёта, существующие в настоящее время. Провести обзор исполнительных устройств модуля, например, микроконтроллеров, устройств индикации и других устройств. Проанализировать существующие интерфейсы связи с внешними устройствами. И в качестве вывода сформировать требования к разрабатываемому модулю.
Реализацию сформированных требований целесообразно начать с выбора управляющего микроконтроллера, так как именно этот выбор повлияет на функциональную схему в целом. На следующем шаге провести разработку функциональной схемы и как следствие выбор элементной базы модуля. Также в разделе проектирования проведём разработку алгоритмов работы модуля и его отдельных блоков. В завершение раздела рассчитаем надёжность модуля.
В процессе реализации необходимо разработать принципиальную схему и как следствие печатную плату модуля, создать конструкторскую документацию. Рассмотреть средства разработки и отладки программного обеспечения, а также произвести разработку необходимого программного обеспечения. После завершения разработки провести тестирование.
В завершении технической записки рассчитаем экономическую эффективность, а, следовательно, и целесообразность производства разработанного модуля. Также необходимо затронуть вопросы безопасности его производства и владения.
В данной бакалаврской работе был разработан микропроцессорный модуль
79 автоматической тарификации поездок таксомоторного транспорта.
В преддверии разработки был проведён анализ существующих решений современных систем расчёта, определена предметная область и составные модули будущего устройства. Определены исполнительные устройства и интерфейсы. На основе проведённого анализа, как результатов анализа, так и требований технического задания сформированы и определены входные требования для дальнейшего проектирования.
На основе сформированных требований был произведён выбор микроконтроллера, как основы в решении поставленной задачи, разработана функциональная схема всего устройства. Также были выбраны функциональные части модуля и разработаны алгоритмы работы, как отдельных модулей, так и системы в целом. В завершение был произведён ориентировочный расчёт эксплуатационной надёжности. Результат проведённого расчёта показал, что разрабатываемый модуль не только соответствует всем необходимым требованиям надёжности, но превосходит их.
Реализация устройства, а именно разработка принципиальной схемы, печатной платы произведена с помощью современной САПР «DipTrace». Также в процессе реализации произведена разработка программного обеспечения некоторых программных модулей с помощью среды разработки AVRStudio. Все ис-пользуемые оболочки проектирования являются бесплатными что, несомненно, положительно скажется на экономических показателях. Конечным результатом стала разработка конструкторской документации, а именно печатной платы, сборочного чертежа и принципиальной схемы, а также тестирование разработанного модуля.
Для обоснования актуальности внедрения в серийное производство разработанного модуля был произведён ориентировочный расчёт экономической эффективности, который составил 1080 тыс. рублей в год (при производстве 4 тыс. единиц в год).
Для обеспечения безопасного производства и обслуживания модуля затронуты вопросы техники безопасности при производстве и обслуживании. Сформированы требования к обслуживающему и ремонтному персоналу.
Разработка модуля производилась с использованием современных материалов и программных средств. Модуль обладает заметно лучшими показателями, характеристиками и меньшей себестоимостью, по сравнению с аналогами. Всё эти показатели обеспечат его конкурентоспособность и привлекательность на рынке как с технической точки зрения, так и с финансовой. На основании всего вышеизложенного можно сделать вывод об эффективности и целесообразности внедрения модуля в серийное производство.
79 автоматической тарификации поездок таксомоторного транспорта.
В преддверии разработки был проведён анализ существующих решений современных систем расчёта, определена предметная область и составные модули будущего устройства. Определены исполнительные устройства и интерфейсы. На основе проведённого анализа, как результатов анализа, так и требований технического задания сформированы и определены входные требования для дальнейшего проектирования.
На основе сформированных требований был произведён выбор микроконтроллера, как основы в решении поставленной задачи, разработана функциональная схема всего устройства. Также были выбраны функциональные части модуля и разработаны алгоритмы работы, как отдельных модулей, так и системы в целом. В завершение был произведён ориентировочный расчёт эксплуатационной надёжности. Результат проведённого расчёта показал, что разрабатываемый модуль не только соответствует всем необходимым требованиям надёжности, но превосходит их.
Реализация устройства, а именно разработка принципиальной схемы, печатной платы произведена с помощью современной САПР «DipTrace». Также в процессе реализации произведена разработка программного обеспечения некоторых программных модулей с помощью среды разработки AVRStudio. Все ис-пользуемые оболочки проектирования являются бесплатными что, несомненно, положительно скажется на экономических показателях. Конечным результатом стала разработка конструкторской документации, а именно печатной платы, сборочного чертежа и принципиальной схемы, а также тестирование разработанного модуля.
Для обоснования актуальности внедрения в серийное производство разработанного модуля был произведён ориентировочный расчёт экономической эффективности, который составил 1080 тыс. рублей в год (при производстве 4 тыс. единиц в год).
Для обеспечения безопасного производства и обслуживания модуля затронуты вопросы техники безопасности при производстве и обслуживании. Сформированы требования к обслуживающему и ремонтному персоналу.
Разработка модуля производилась с использованием современных материалов и программных средств. Модуль обладает заметно лучшими показателями, характеристиками и меньшей себестоимостью, по сравнению с аналогами. Всё эти показатели обеспечат его конкурентоспособность и привлекательность на рынке как с технической точки зрения, так и с финансовой. На основании всего вышеизложенного можно сделать вывод об эффективности и целесообразности внедрения модуля в серийное производство.