Техническое задание на курсовое проектирование

на Преобразователь параллельного двоичного кода

в последовательный

1 Наименование и применяемость.

1.1 Преобразователь параллельного двоичного кода в последовательный (ППК-1) входит в состав передающей системы цветной видеокамеры (ЦВ-1).

2 Исходные документы

2.1 Задание на курсовое проектирование на преобразователь параллельного двоичного кода в последовательный код.

3 Цель работы.

3.1 Разработка схемы электрической принципиальной (НУРС.426441.001) преобразователя кода, входящего в состав передающей системы цветной видеокамеры, предназначенной для ведения автоматического наблюдения.

4 Частные цели

4.1 Показатели назначения

4.1.1 Преобразователь кода должен преобразовывать поступающий параллельный код в последовательный вида: изменение уровня – «1», не изменение – «0».

4.1.2 Число разрядов – 24.

4.1.3 Посылка перед началом передачи информации: импульс положительной полярности длительностью 1мкс.

4.1.4 Моменты передачи информации от начала посылки (1.0+N*0.5)мкс±0.02мкс, где N номер передаваемого разряда.

4.1.5 Уровни сигналов – нижний U0£0.4В; верхний U1³2.4В.

4.1.6 Период передачи блока информации - (15.625±0.005)мкс.

4.1.7 Потребляемая мощность не более 1 Вт.

4.2 Надежность

4.2.1 Среднее время наработки на отказ устройства не менее 20000 часов.

4.3 Долговечность

4.3.1 Срок хранения изделия не менее 7 лет.

4.4 Приспособленность к окружающей среде

4.4.1 Изделие должно удовлетворять требованиям ГОСТ 15150-69 по категории УХЛ 4.2. Изделие устанавливается в закрытых, отапливаемых помещениях.

4.4.2 Диапазон рабочих температур +5…+40°С.

4.4.3 Максимальная относительная влажность воздуха 80% при +20°С.

4.4.4 Изделие должно выдерживать механические нагрузки по ГОСТ 11478-88, группа I.

4.4.5 Воздействие ударов при транспортировке ускорением 150 м/с2 с частотой 60-120 ударов в минуту.

4.5 Совместимость

4.5.1 Изделие выполняется в виде отдельной платы 100x80мм, высотой не более 15мм.

4.5.2 Питание от источника питания 5В±5%.

4.6 Безопасность изготовления, обслуживания и ремонта

4.6.1 Изделие не должно содержать деталей, находящихся под напряжением, опасным для жизни.

4.6.2 При применении, монтаже и эксплуатации следует руководствоваться ГОСТ 23784 и РД 11 0477.

5 Граничные условия

5.1 Организационно временные условия

5.1.1 Результатом курсового проектирования являются следующие документы: ведомость курсового проекта, пояснительная записка, инструкция по настройке, схема электрическая принципиальная, перечень элементов.

5.1.2 Сдача курсового проекта на проверку 25.05.02, защита – до начала сессии.

1 ОБОСНОВАНИЕ НЕОБХОДИМОСТИ РАЗРАБОТКИ

В последнее время черно-белые камеры наружного и внутреннего наблюдения используются все реже и реже. Основным их недостатком является невозможность передачи одной из важных характеристик объекта – цвета. В медицине, к примеру, цвет лица позволяет охарактеризовать состояние пациента во время проведения длительных лечебных процедур, автоматический анализ видеоизображения и сигнализация, позволяет освободить медперсонал от рутинного наблюдения. Но ни только новые задачи решают цветные камеры наблюдения, они с успехом могут заменить черно-белые, в любых областях, где цвет позволяет более точно разобраться в ситуации. Требования по разрешающей способности и частоте кадров камеры наблюдения остаются невысокими. В данной модели видеокамеры выбран размер изображения 320x200 точек и частота смены кадров 1Гц, глубина цвета равной 24бита. Все это позволяет совместить видеокамеру с ПЭВМ, при помощи которой вести анализ, вывод на экран и запись видеоизображения. Поток данных при этом составляет 188кБ/c, обработка и хранение которых вполне достижима для современных ПЭВМ.

Изделие, разрабатываемое в рамках данного курсового проекта, входит в состав цветной камеры, и выполняет функцию подготовки данных к передачи.

Необходимость разработки преобразователя кода вызвана несколькими причинами. Во-первых, желанием уменьшить количество соединений между камерой и ПЭВМ, использовав последовательный интерфейс передачи данных. Во-вторых, снизить требования к линии передачи данных, путем введения особого типа кодирования, в котором вдвое снижена частота по сравнению с обыкновенным последовательным кодом. Кроме этого, учтена особенность не сжатых видео изображений, в которых количество нулевых бит значительно превышает количество единичных, что так же снижает требования к линии передачи данных.

2 УПОРАДОЧЕНИЕ ИСХОДНЫХ ДАННЫХ ДЛЯ РАЗРАБОТКИ СХЕМЫ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ПРИНЦИПИАЛЬНОЙ

Рассмотрим схему работы комплекса видео наблюдения (рисунок 1). Исходное изображение проецируется оптической системой на прибор с зарядовой связью (ПЗС), который осуществляет преобразование световой энергии в зарядовые пакеты, хранение зарядовых пакетов и их передачу на выход устройства. Зарядовые пакеты основных трех цветов поступают на входы 8 битных аналого-цифровых преобразователей. Цифровые сигналы поступают на вход преобразователя параллельного кода, который и формирует последовательный код, передаваемый по линии передачи данных в приемное устройство, подготавливающие данные к передаче в ПЭВМ.

Рисунок 1 – Схема работы комплекса видео наблюдения

Преобразователь параллельного кода выполняет функцию подготовки данных к передаче. В соответствии с требованием, комплекс должен обеспечивать разрешающую способность 320x200 точек и глубину цвета 24бита при одном кадре в секунду, что соответствует 64000 24битных блоков в секунду. Период передачи 24 битного блока составляет 15.625мкс. Длительность посылки одного блока выбрана 13мкс. Обмен данными - асинхронный, началу каждой посылки предшествует стартовый сигнал высокого уровня длительностью 1мкс. Уровни сигналов ТТЛ.

Для проектирования необходимо задать исходные данные, не указанные в задании на курсовое проектирование. Кроме сигналов данных преобразователю параллельного кода необходим сигнал начала посылки, обеспечивающий синхронизацию с передачей данных с ПЗС. Все блоки камеры работают синхронно с генератором пиксельной частоты. Сигнал с этого генератора может быть использован и в преобразователе параллельного кода, таким образом в момент передачи и оцифровки сигнала с ПЗС будет происходить передача данных о предыдущей точке. Тип сигнала – импульсный, низкого уровня.

3 ВЫБОР И ОБОСНОВАНИЕ СТРУКТУРНОЙ СХЕМЫ

Для решения задачи видео наблюдения, система должна уметь выполнять следующие функции: фокусировка и преобразование оптического изображения в электрический сигнал, преобразование полученного сигнала в цифровой и доставка его устройству обработки и хранения. Схема разбиения системы по функциям представлена на рисунке 2.