Студопедия

Главная страница Случайная страница

Разделы сайта

АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника






Курсова робота

Контрольна робота

 

Контрольна робота містить у собі опис принципу дії і розрахунок двох пристроїв. Перший пристрій являє собою автоколивальний мультивібратор симетричний або несиметричний (табл. 2.1), другий пристрій — загальмований мультивібратор (табл. 2.2).

Завдання 1. Привести опис принципу дії з часовою діаграмою і розрахунок схеми автоколивального мультивібратора на ІЛЕ транзисторно-транзисторної логіки (ТТЛ). Принципова схема мультивібратора, опис її принципу дії і розрахунок приведені в методичних вказівках [8, с. 44-49].

Вхідні дані для розрахунку мультивібратора (табл. 2.1): — тривалість генеруємого імпульсу на виході 1; T — період повторення імпульсів; відношення значень напруги переднього і заднього фронтів імпульсу; елементи серії K155, 133, КМ155, 533. КМ533, К555, КМ555, 530, К530, К534, KP531, 1531, KP1531.

Таблиця 2.1

Вхідні дані (варіанти 1-10)

 

Номер варіанту , мкс Т, мкс   Серія ІС
      0, 77 К155
      0, 78 K155
      0, 77 К555
      0, 78 К555
      0, 77 К555
      0, 78 К555
  0, 5   0.77 K531
  0.4 0, 7 0, 78 K531
      0, 77 КР1531
  0.8 1.6 0, 78 KP1531

Таблиця 6

До основних достоїнств ІЛЕ ТТЛ відносять: висока швидкодія, порівняно мале споживання енергії, високі навантажувальні здібності, забезпечувані малим вихідним опором складного вихідного інвертора. Ці достоїнства дозволяють будувати на основі ІЛЕ ТТЛ і ТТЛШ досить швидкодіючі імпульсні схеми (особливо на ІЛЕ з діодами Шоткі) з гарними показниками.

 

Таблиця 2.2

Вхідні дані (варіанти 1-10)

 
 


Номер варіанту , мкс Т, мкс Серія ІС
      Задати самостійно 0, 77 К155
    0, 78 К155
    0, 77 К555
    0, 78 К555
    0, 78 К555
    0, 77 К555
  0, 5 0, 77 K531
  0, 4 0, 78 K531
    0, 77 KP1531
  0, 8 0, 78 KP1531

 

Основними параметрами ІЛЕ ТТЛ є: — гранична вхідна напруга, що відповідає переходові елемента з одиничного стану в нульовий; — гранична вхідна напруга, що відповідає переходові елемента з нульового стану в одиничний; — вхідний струм, диференціальний вхідний опір, вихідний опір навантаженої схеми, диференціальний вихідний опір, що відповідають одиничному станові ІЛЕ: — вхідний струм, диференціальний вхідний опір, вхідна напруга ненавантаженої схеми, вихідний опір ненагруженої схеми, диференціальний вихідний опір, що відповідають нульовому станові ІЛЕ; — коефіцієнт підсилення ІЛЕ в режимі посилення.

У табл.2.3 приведені типові значення параметрів, необхідних для аналізу і розрахунку імпульсних пристроїв ІЛЕ ТТЛ

серій К155, КМ533, К555, К530, КР531, 1531, KP1531.

 

Таблиця 2.3

Типові значення параметрів ІЛЕ ТТЛ і ТТЛШ

 

Параметри Серії мікросхем
133, К155, КМ155 533, КМ533, К555, КМ555 530, К530, К534, КР531 1531, КР1531
І1 вх, мА –1, 6 –0, 4 –2 –0, 6
І0 вх, мА 0, 04 0, 04 0, 05 0, 02
Е1 вих, В 4, 2 4, 2 4, 5 4, 5
U1 вих, В не менше 2, 4 2, 4 2, 7 2, 7
U0 вих, В не більше 0, 4 0, 4 0, 5 0, 5
U1 n, В 1, 5 1, 5 1, 3 1, 3
U0 n, В 0, 5 0, 5 0, 7 0, 7
R1 вх, кОм        
R1 вих, Ом        
К раз        
U1 вх.max, В 5, 5 5, 5 5, 5 5, 5
U0 вх.min, В –0, 4 –0, 4 –0, 4 –0, 4
F max, МГц        
U сс, В        
Діапазони робочих температур –600…+1250   –100…+700 133, 533, 530, К530, 1531, К155, К555, КР531, КР1531

 

Розглянемо методику проектування мультивібратора з перехресними резистивно-емнісними зворотними зв'язками на ІЛЕ І-НЕ ТТЛ (рис. 2.1, а [8]). В склад мультивібратора входять: два інвертори на двовхідних ІЛЕ І-НЕ DD1.1, DD1.2, резистори R1, R2 і конденсатори C1, C2 часозадаючі кола, захисні (демпфуючі) діоди VD1 і VD2.

При використанні m –вхідних ІЛЕ І-НЕ ТТЛ (m -1) незадіяних входів підключаються до джерела живлячої напруги через резистор з опором 1 кОм або поєднуються всі m –входи (при m 3), оскільки поєднання входів при m > 3 призведе до зниження вхідних опорів (в m разів). При заземленні хоча б одного з входів ІЛЕ буде постійно перебувати в одиничному стані. Діоди VD1 і VD2 запобігають ІЛЕ від дії великих вхідних напруг від’ємної полярності. При використанні ІЛЕ серії К155, К555 немає необхідності використовувати діоди VD1 і VD2.

Принцип дії мультивібратора в автоколевательному режимі розглянутий у методичних указівках [8, с.46-47]. На виходах ІЛЕ DD1 і DD2 формуються дві імпульсні напруги, що змінюються в противофазі тривалістю (рис. 2.1, б). Нижче приведені формули для розрахунку елементів при відомих апроксимаціях реальних характеристик ІЛЕ ТТЛ і діодів, що застосовуються (рис. 2.1, в). Напруга . Оскільки на протязі всього часу заряду конденсатора C2(C1) і перезаряду конденсатора C1(C2) ІЛЕ DD1.2 (DD1.1) повинний знаходитися в одиничному стані, його вихідна напруга не повинна перевищувати граничного рівня , отже, опір часозадаючого резистора R1(R2) повинен бути досить малим. Необхідно обчислити мінімальне і максимальне значення резисторів R1 і R2.

 

Максимальне припустиме значення резистора обчислюють у наступній нерівності:

 

. (2.1)

 

Якщо при виборі опорів резисторів R1 і R2 їх значення обмежуються вираженням (2.1), то припевних умовах у мультивібраторі може наступити жорсткий режим збудження, коли після включення джерела живильної напруги обидва інвертора виявляються в одиничному стані. Для усунення такого режиму,

 

Рис. 2.1. Мультивібратор на елементах І-НЕ: а - принципова схема; б - часова діаграма; в - апроксимована ВАХ діода.

 

необхідно виконати умову:

 

. (2.2)

 

При виконанні умови (2.1) та (2.2) робочі струми обох ІЛЕ виявляються на динамічних ділянках передатних характеристик і, отже, навіть невелике розходження в коефіцієнтах К призводить до одному з двох квазістійких станів, коли на виході одного ІЛЕ установлюється високий рівень вихідної напруги, а на виходіе іншого — низький. Самозбудження мультивібратора в цьому випадку буде м'яким.

Тривалості імпульсів на виходах мультивібратора можна визначити по наступних вираженнях:

 

;

.

 

Вихідні імпульси розглянутого мультивібратора за формою близькі до прямокутного. Відношення амплітуд переднього і заднього фронтів вихідної напруги (мал. 2.1, б) визначають відношенням

 

, (2.3)

 

де R = R1 для вихідних імпульсів ІЛЕ DD1.1, R = R2 для вихідних імпульсів ІЛЕ DD1.2.

Якщо обчислені значення R1 і R2 не задовольняють відношенню (2.3), то їх необхідно змінити так, щоб формула (2.3) була справедливою. При розгляду завдання (див. табл. 2.1) насамперед необхідно визначити тривалість вихідного імпульсу :

.

 

Якщо , то мультивібратор симетричний і С1=С2, R1=R2. Якщо ж то мультивібратор несиметричний і С1¹ С2.

Література: [8, с.44-49].

Завдання 2. Зробити опис принципу дії з часовою діаграмою і розрахунок схеми загальмованого мультивібратора на ІЛЕ ТТЛ. Вхідні дані для розрахунку загальмованого мультивібратора (див. табл. 2.2): є — тривалість вихідного імпульсу; Т — період повторення запускаючих імпульсів (його варто визначити); ( — напруга переднього фронту вихідного імпульсу; — напруга заднього фронту.

Загальмований мультивібратор призначений для формування прямокутного імпульсу з заданою амплітудою і тривалістю у відповідь на один запускаючий імпульс.

Загальмований мультивібратор, можна одержати з відповідного автоколивального шляхом заміни одного з резистивно-емносного зв’язку ланцюгом запуску.

Тривалість запускаючого імпульсу, з одного боку, повинна бути достатньою для переключення ІЛЕ, тобто більше сумарної затримки їхнього переключення ( або ), з іншого боку, тривалість запускаючого імпульсу повинна бути набагато менше тривалості формованого імпульсу . У противному випадку мультивібратор під час дії запускаючого імпульсу буде в невизначеному стані.

Загальмований мультивібратор з резистивно-емнісним зворотним зв’язком на ІЛЕ І-НЕ ТТЛ можна одержати з автоколивального мультивібратора (рис 2.1. а) шляхом виключення, наприклад, конденсатора С2, резистора R2, діода VD2. При цьому виключений резистивно-емнісний зворотний зв'язок заміняється безпосереднім зв'язком виходу ІЛЕ DD1.2 з одним із входів ІЛЕ DD1.2. B якості запускаючого сигналу використовується негативний перепад потенціалів значення , який подається на вільний від тригерного включення вхід ІЛЕ DD1.1 (рис. 2.2, а)

У початковому стані ІЛЕ DD1.1 і DD1.2 знаходяться в нульовому й одиничному станах відповідно. Під дією запускаючих імпульсів (у момент (рис. 2.2, а)) логічні елементи змінюють свої стани на протилежні, часозадаючий конденсатор починає заряджатися через вихід ІЛЕ ТТЛ DD1.2 і резистор R.

Напруга на вході ІЛЕ ТТЛ DD1.2 експоненціально змінюється від , прагнучи до нуля. Формування робочого імпульсу з тривалістю закінчується при (рис. 2.2, б), тому що подальше зменшення вхідної напруги приводить до збільшення вихідної напруги ІЛЕ DD1.2.

При у мультивібраторі розвивається регенеративний процес, по закінченні якого ІЛЕ повертається у початковий стан, а напруга зменшується стрибком від до . Далі мультивібратор у два етапи повертається у початковий стан. Спочатку конденсатор С розряджається через зміщений у прямому напрямку діод VD, а потім після запирання діода конденсатор перезаряджається вхідним випливаючим струмом ІЛЕ, DD1.2, а напруга прагне до значення . Якщо зневажити часом розряду С через діод VD, то час відновлення:

 

,

 

де – паралельне з’єднання двох резисторів та , – спадання напруги на відкритому діоді , рівне 0, 6 В.

Тривалість імпульсу

.

Якщо період запускаючих імпульсів , то мультивібратор встигне відновитися.

Для отримання майже прямокутної форми вихідних імпульсів загальмованого мультивібратора опір часозадаючого

 

 

Рис. 2.2. Загальмований мультивібратор: а - принципова схема; б - часова діаграма.

резистора R вибирається таким чином:

.

Це його максимальне значення, а реальні значення вибирають з рівності:

.

Література: [8, с.48-51]

 

Курсова робота

 

Проектування автоматичного пристрою підрахунку кількості імпульсів

 

3.1. Методичні вказівки до виконання курсової роботи

 

Курсове проєктування є завершальним етапом вивчення дисципліни “Мікроелектроніка ЕОМ”. Завданнями курсового

проєктування являються:

- систематизація і закріплення практичних знань в області “Мікроелектроніки ЕОМ ”;

- розвиток навиків самостійної творчої роботи;

- оволодіння правильним і стислим викладенням результатів своєї роботи в пояснювальній записці.

В завданні на курсову роботу наводиться структурна схема пристрою та опис її функціонування.

На ті блоки структурної схеми, які повинні бути спроектованими, у відповідних таблицях задані початкові дані, а для іншіх блоків повинні бути вибрані лише принципові або функціональні схеми й опис їх роботи.

Таким чином, після вибору принципових схем блоків (розрахунку деяких з них), які входять в структурну схему, необхідно розробити загальну принципову схему всього пристрою та його часову діаграмму. Всі матеріали з проектування повинні бути наведені в пояснювальній записці. Крім того, принципова схема, виконана за ДОСТ (дод. 1), і часова діаграмма роботи пристрою (дод. 2) наводяться на кресленнях формату А3-А4.

 

3.2. Зміст курсової роботи

 

Курсова робота виконується у вигляді пояснювальної записки обсягом 30-35 с. рукописного тексту і містить такі розділи:

- завдання на курсову роботу;

- вибір принципових схем кожного блоку;

- опис принципу дії кожного блоку;

- розрахунок принципової схеми кожного блоку;

- розробка принципової схеми всього пристрою;

- складання спеціфікації елементів принципової схеми;

- розробка часової діаграмми роботи пристрою.

Пояснювальна записка повинна містити також необхідні графічні матеріали, виконані відповідно з ДОСТ. Крім того, принципова схема і часова діаграмма роботи пристрою повинні наводитися на кресленні формату А4 і міститися в кінці пояснювальної записки.

 

3.3. Завдання до курсової роботи

Структурна схема пристрою, блоки якого необхідно розрахувати, показана на рис.3.1.

У структурну схему входять наступні блоки: 1 — загальмований мультивібратор; 2 — тригер; 3 — комбінаційна схема 1, виконана на логічному елементі “І” на два входи; 4 — двійковий підсумовуючий лічильник; 5 — автоколивальний мультивібратор; 6 — стабілізатор напруги компенсаційного типу; 7 — комбінаційна схема 2 (виконана на елементах “І”, “І-НІ” залежно від типу тригера, що використовується в блоці 2); 8 — комбінаційна схема 3, що управляє передачею вмісту лічильника в заданий момент часу на інші пристрої.

Рис. 3.1. Структурна схема автоматичного пристрою

Пристрій працює в такий спосіб. При включенні автоматичного пристрою стабілізатор 6 подає живлячу напругу на всі функціональні вузли схеми. При цьому тригер 2 спеціальним вхідним сигналом (“ R ”) установлюється в нульовий стан. Автоколивальний мультивібратор 5 починає виробляти послідовність прямокутних імпульсів із заданими параметрам, які подаються на вхід комбінаційної схеми 1. На виході комбінаційної схеми 3 при цьому імпульси відсутні, тому що тригер 2 не дає одиничний дозволяючий сигнал. Вхідний імпульс, що запускає, з довільною тривалістю й амплітудою (не менш 2, 4 В) запускає загальмований мультивібратор 1, що своїм вихідним імпульсом із заданою амплітудою й тривалістю перемикає тригер 2 в одиничний стан. Крім того, запускаючий імпульс повинен встановити всі тригери двійкового лічильника 4 у нульовий вихідний стан. Як тільки тригер 2 перемкнувся в одиничний стан, комбінаційна схема 1 (блок 3) починає пропускати імпульси мультивібратора на вхід двійкового підсумовуючого лічильника, що підраховує їхню кількість. Як тільки кількість підраховуваних імпульсів досягає заданої величини, комбінаційна схема 2 (блок 7) виробляє сигнал, що перемикає тригер 2 у нульовий стан, після чого імпульси мультивібратора більше не подаються на вхід лічильника 4. Схема фіксується в цьому стані до приходу наступного імпульсу, що запускає.

Керуючий сигнал з комбінаційної схеми 2 подається на один із входів комбінаційної схеми 3 і при цьому вміст лічильника передається на вихідну шину пристрою ВD.

Всі електронні функціональні вузли можуть бути виконані на наступній елементній базі:

- загальмований й автоколивальний мультивібратори на логічних елементах серій К155, К531, К555;

- тригери на логічних елементах або спеціальних ІС тих же серій;

- комбінаційні схеми на базі логічних елементів тих же серій;

- лічильник на тригерах або спеціальних ІС середньої інтеграції;

- стабілізатор на ІС серії КР142.

У табл. 3.1 наведені варіанти завдань на курсову роботу.

Для тих вузлів структурної схеми, для яких не задані необхідні дані в таблиці, необхідно вибрати й описати принципові схеми без розрахунків. Всі параметри, необхідні для розрахунку того або іншого пристрою й не задані в табл. 3.1, повинні бути обґрунтовані й обрані самостійно студентами.

У табл. 3.1 використані наступні позначення: t 1 — тривалість вихідних імпульсів автоколивального мультивібратора; U пф — напруга переднього фронту вихідних імпульсів мультивібратора; U зф — напруга заднього фронту вихідних імпульсів мультивібратора; T — період повторення вихідних імпульсів мультивібратора; t 2 — тривалість вихідного імпульсу загальмованого мультивібратора; K — коефіцієнт перерахування двійкового лічильника K = 2n, де n — кількість розрядів у лічильнику; U вих.стаб — вихідна напруга стабілізатора; I н.стаб — струм навантаження стабілізатора; dU — коефіцієнт нестабільності по напрузі стабілізатора.

Курсову роботу рекомендується виконувати в наступному порядку.

1. Відповідно до номера варіанта з табл. 3.1 виписати параметри для розрахунку блоків структурної схеми.

2. Вибрати схему загальмованого мультивібратора, номер серії ІС, описати принцип її дії й зробити розрахунок.

 

Таблиця 3.1

Варіанти завдань на курсову роботу

 

  Номер варі­­анта   Мультивібра- тор   Загальмо-ваний мульти-вібратор Двій-ко- вий суму-ючий лічи-льн-ик Стабілізатор компенсаційного типу     Серія ІС
tU1 , мкс T, мкс TU2, мкс K UВ.С,. В IН.С , мА dU, %
    0.77     0.77   Зада-ти cамо-стійно   0.3 К155
    0.77     0.77     0.5 К155
    0.78     0.78     0.1 К555
    0.77     0.77     0.3 К555
    0.78     0.78     0.5 К555
    0.77     0.77     0.1 К555
  0.5 0.79   0.5 0.78     0.3 К531
  0.4 0.79 0.7 0.4 0.78     0.1 К531
    0.77     0.79     0.3 К531
  0.8 0.77 1.6 0.8 0.78     0.1 К555

 

 

3. По будь-якому довіднику по інтегральних схемах вибрати готовий RS-тригер (якщо він є в обраній серії ІС) або синтезувати його на елементах

“АБО-НІ”, або вибрати D -, JK-тригер і використати в ньому тільки асинхронні входи.

4. В обраній серії ІС підібрати схему “І” на два входи (блок 3).

5. Вибрати схему автоколивального мультивібратора, описати принцип її дії й зробити розрахунок.

6. Вибрати схему двійкового підсумовуючого лічильника (блок 4).

7. На елементах обраної серії синтезувати комбінаційну схему 2.

8. Вибрати схему інтегрального стабілізатора, описати принцип її дії й привести розрахунок.

9. Синтезувати комбінаційну схему 3.

10. Розробити принципову схему всього пристрою.

11. Відповідно до принципової схеми заповнити специфікацію всіх комплектуючих виробів.

12. Накреслити тимчасову діаграму роботи всієї схеми.

13. Оформити пояснювальну записку відповідно до вимог даних методичних вказівок.

 

3.4. Методичні вказівки по проектуванню
блоків структурної схеми

 

Перед виконанням курсової роботи необхідно спочатку повторити вивчений матеріал (по тригерам, мультивібраторам, двійковим лічильникам, логічним елементам “і”, “або”, “не”, “і-не”, “або-не”, стабілізаторам компенсаційного типу).

Після цього необхідно обрати серію ІС, із якої будуть використані необхідні елементи. Наприклад, обрана серія К155. У відповідності з порядком проєктування, запропонованим вище, виконують розрахунок загальмованого мультивібратора у відповідності з методичними вказівками до розділу 2. В якості логічного елемента краще обрати мікросхему К155ЛАЗ. В корпусі таких елементів чотири. Два з них використовують для загальмованого мультивібратора, а інші – для автоколивального мультивібратора.

Як тригер (блок 2) можна вибрати тригер К155ТВ1 (JK -тригер з інверсними асінхронними входами ` S та ` R). Для переключення такого тригера в положення “1” на вхід ` S необхідно подати сигнал, який відповідає “0”, для чого між загальмованим мультивібратором і входом “` S ” поставити інвертор (схему “НЕ”). Як комбінаційну схему 1 (блок 5) можна вибрати логічний елемент “І” на два входи типу К155ЛИ1, виписати електричні параметри й описати принцип дії.

Після вибору принципової схеми автоколивального мультивібратора та її описання необхідно виконати його розрахунок відповідно з методичними вказівками до розділу 2 і побудувати часову діаграму.

Розробка двійкового сумуючого лічильника. При проєктуванні двійкового сумуючого лічильника необхідно знати різновиди лічильників (по типу переносу в сусідні розряди), а потім в обраній серії проаналізувати готові схеми лічильників у відповідності з приведеним в завданні коефіціентом переліку.

По заданим коефіціентам переліку К в завданні можна вибрати мікросхему лічильника К155ИЕ7 (рис. 3.2)

Це універсальний (сумуючий і віднімаючий) лічильник з коеффіціентом переліку К =24=16. Необхідно описати електричні параметри цього лічильника (з довідника), умовно-графічне зображення (УГЗ) і призначення усіх входів і виходів, часову діаграму.

Якщо, наприклад, даний коефіціент К =32, то однієї мікросхеми ИЕ7 мало, оскільки в неї коефіціент переліку К =16. Для даного випадку К =32=25. Тому необхідний двійковий лічильник, який має п’ять двійкових розрядів, і складаєься з двох корпусів

 

 

Рис.3.2. Умовно-графічне зображення

лічильника К155ИЕ7

 

мікросхеми ИЕ7. Методика з’єднання двох мікросхем показана на рис. 3.3.

І якщо, наприклад, кількість імпульсів, що рахуються 9< 16, то достатньо використати один корпус мікросхеми ИЕ7, оскільки 24=16> 9.

Розробка комбінаційних схем 4, 5. Під час розробки комбінаційної схеми необхідно використовувати метод синтезу, який забезпечує розробку схеми по заданому закону функціонування цієї схеми. При синтезі комбінаційної схеми потрібно виконати наступні етапи:

1. задати закон функціонування у вигляді таблиці істиності;

2. за таблицею записати вираз перемикаючої функції в одній з двох форм – доскональній диз’юнктивній нормальній формі (ДДНФ) або доскональній кон’юнктивній нормальній формі (ДКНФ);

3. вибрати набір логічних елементів і побудувати логічну схему за виразом перемикаючої функції.

Для задання закону функціонування схеми необхідно визначити двійковий еквівалент заданої кількості імпульсів, яку повинен підрахувати лічильник.

 

 

Рис. 3.3. Схема двійкового сумуючого лічильника, побудованого на двох мікросхемах ИЕ7, з коефіціентом переліку К=256

 

Припустимо, що ця кількість дорівнює 9. Значить 9(10)=1001(2). Звідси виходить, що комбінаційна схема повинна мати чотири виходи (у відповідності з кількістю двійкових розрядів в числі 1001). Оскільки в якості тригера вибраний JK -тригер з інверсними ` R та ` S входами, то з приходом на вхід комбінаційної схеми кода 1001 вона повинна виробити сигнал “0”, який перемикне тригер (блок 2) по входу ` R в нульове положення. Таблиця істиності для цього випадку буде мати вигляд, як у табл. 3.2.

Таблиця 3.2

Таблиця істиності F(X) Таблиця 4.2

 

X4 X3 X2 X1 F(X)
         

 

Вираз функції F(X) вДКНФ буде мати вигляд:

 

F(X)=`X4Ú X3Ú X2Ú `X1. (3.1)

 

Для реалізації функції F(X) необхідно мати два інвертори і один елемент “або” на чотири входи. Але в обраній серії нема елемента “або” на чотири входи, а є тільки “або” на два входи (К155ЛЛ1). Тому замість одного необхідного елемента “Або” на чотири входи будемо використовувати три елементи " або" на два входи. Принципова схема логічної функції наведена на рис.3.4. На принциповій схемі повинні бути обов’язково у кожного логічного елемента вказані номери виводів і корпусів.

Номер корпусу відображується нижньою строкою в УГО елемента – літери DD. Перша цифра після літер DD означає номер корпусу мікросхеми, а після точки – цифра, яка вказує номер елемента в корпусі.

Припустимо, що в якості тригера (блок 2) вибраний RS -тригер з прямими R та S входами. З приходом на вхід комбінаційної схеми 2 кода 1001 вона повинна сформувати сигнал ”1”, який перемикне тригер по входу R в нульове положення. Тоді таблиця істиності матиме вигляд табл. 3.3.

 

 

 

Рис. 3.4. Принципова схема реалізації функції F(X) на елементах “або” й “НЕ”

 

Таблиця 3.3

Таблиця істиності F(X)

Таблиця 4.3

X4 X3 X2 X1 F(X)
         

 

Вираз функції F(X) в ДДНФ буде мати такий вигляд:

 

F(X)= X4× `X3× `X2× X1. (3.2)

Для реалізації функції F(X) необхідно мати два інвертори і один елемент “І” на чотири входи.

В заданих серіях мікросхем немає елемента “І” на чотири входи, але є ”І” на два входи або елемент ”І-НЕ” на чотири входи. Принципова схема реалізації функції (3.2) показана на рис. 3.5.

Принципова схема реалізації функції (4.2) на елементах

“і-нЕ” на чотири входи і інверторах показана на рис.3.6.

Розробка комбінаційних схем 2, 3, 6. Комбінаційні схеми 2, 3, 6 використовуються для передавання змісту сумуючого лічильника на вихідну шину даних пристрою BD. Ці комбінаційні схеми можуть бути побудовані на наборі схем ”І” на два входи рис.3.7.

 

Рис. 3.5. Принципова схема реалізації функції F(X) на еле-ментах “І” на два входи

 

Рис. 3.6. Принципова схема реалізації функції F(X) на елементах

”І-НЕ” на чотири входи та інверторах ”НЕ”

 

На один вхід кожної схеми ”І” подається двійковий розряд лічильника, на другий – керуючий сигнал з виходу комбінаційної схеми 2.

Принципова схема комбінаційної схеми 3 на чотири двійкових розряди показана на рис. 3.7.

Розробка схеми стабілізатора напруги джерела живлення. Для вибору мікросхеми стабілізатора постійної напруги, перш за все, потрібно визначити, яка у нього повинна бути вихідна напруга. Вихідна напруга стабілізатора повинна відповідати напрузі живлення U СС обранної серії ІС. В серіях К155, К555, КР531 ця напруга рівна +5В. Вхідна напруга стабілізатора повинна бути більше вихідної на (3-5)В. Максимальний струм навантаження, при якому спрацьовує схема захисту, більше номінального струму навантаження І Н на 40%. Маючи всі початкові дані, у відповідності

 

 

Рис. 3.7. Принципова схема комбінаційної схеми 3

 

з методичними вказівками [8, с.26-31], потрібно вибрати мікросхему стабілізатора, зробити її опис і розрахунок.

Різні види стабілізаторів компенсаційного типу приведені в методичних указівках [8, с.26-31]. Там же показана принципова схема стабілізатора на мікросхемах K142EH1 і К142EH2 і описане призначення її елементів.

Вхідні дані для розрахунку стабілізаторів (табл. 3.1, 3.4): — вихідна напруга стабілізатора, В; – струм навантаження стабілізатора, мА; — максимальний струм у навантаженні стабілізатора, при якому повинен спрацювати захист від перевантаження, — коефіцієнт нестабільності по напрузі, .

Необхідно вибрати тип мікросхеми і її зовнішні елементи, що входять в основну схему включення мікросхем К142ЕН1, K142EH2, показану на рис.3.8.

Схема включення інтегрального стабілізатора працює в такий спосіб. При зміні з якої-небудь причини вихідної напруги частина його через резисторний дільник R1, R2подається на вихід 12 мікросхеми, де порівнюється з опорною напругою (2, 4В±15%).Виділений різницевий сигнал підсилюється диференціальним підсилювачем.

 

 

Рис. 3.8. Основна схема включення інтегральних стабілізаторів

Зміна базового струму регулюючого складеного транзистора визиває відповідну компенсуючу зміну на виході 13 і напруга на навантаженні підтримується постійним.

Таблиця 3.4

Основні параметри деяких інтегральних стабілізаторів постійної напруги

Найменування параметрів Тип мікросхеми
К142ЕН1А К142ЕН1Б K142EH1B К142ЕН1Г К142ЕН2А К142ЕН2Б К142ЕН2В К142ЕН2Г
Мінімальна вхідна напруга , В                
Макс. вхідна напруга , В                
Мінімальна вихідна напруга , В                
Макс. вихідна напруга , В                
Макс. струм нава-нтаження , мА                
Коефіцієнт стабілізації не менш                
Коефіцієнт нестабільності по напрузі не більш, В 0, 3 0, 1 0, 5 0, 5 0, 3 0, 1 0, 5 0, 5

Розглянемо призначення зовнішніх елементів і деякі розрахункові співвідношення для їхнього вибору (див. [8, с.31-33]). У стабілізаторі напруги частина потужності губиться на ІС:

,

де — струм навантаження, мА; — струм утрат, споживаний стабілізатором, мА (для стабілізатора K142EH1 = 4мА). Споживана ІС потужність не повинна перевищувати значення розсіюванної потужності, що допускається:

Вт (для мікросхем К142ЕН1, К142ЕН2).

Регулювання стабілізованої вихідної напруги позитивної полярності здійснюють за допомогою резистора R1 () зовнішнього резистивного дільника (R1R2). Опір R2цього дільника вибирають зумов рівності або перевищення мінімального припустимого струму дільника () і воно звичайно складає . Сумарний опір дільника визначають за законом Ома:

, тоді .

До виходу 9 (рис.3.8) мікросхеми підключений ланцюг дистанційного вимикання стабілізатора. Опір резистора повинен бути таким, щоб струм вимикання був у межах 0, 5-3 мА. Значення резистора R6 = 2, 4 кОм. За допомогою конденсаторів. С1 та С2 забезпечується стабільна робота мікросхеми.

При значення С1 та С2 вибирають слідуючими: . При ємності конденсаторів С1 та С2 можуть складати та . До виходів 10 і 11 мікросхеми підключена схема захисту від перенавантаження по струму. Резистори R3, R4, R5 працюють у ланцюгах захисту. За допомогою дільника R4-R5 задається напруга на базу транзистора захисту. Резистор R3 служить датчиком струму в схемі захисту від перевантажень по струму. Опори цихрезисторів вибирають з наступних співвідношень:

; ; ,

де ; ; — максимальне значення струму навантаження, мА (див. табл 3.4).

Захист від перевантаження по струму спрацьовує при такому збільшенні струму навантаження, коли збільшення напруги на зовнішньому резисторі R3 не менш 0, 7 В. У цьому випадку транзистор захисту мікросхеми відкривається і шунтує регулюючий транзистор.

Крім основної схеми включення інтегрального стабілізатора напруги можуть бути використані інші варіанти схем включення, що істотно поліпшує показники стабілізатора і розширює його можливості.

Література: [6, с.355-360]; [8, с.3-16, с.26-31].

Розробка принципової схеми автоматичного пристрою. Розробивши принципові схеми кожного блоку структурної схеми (див. рис.3.1) і описавши їх принципи дії, необхідно розробити загальну принципову схему пристрою (дод. 1). При цьому потрібно пам’ятати, що усі мікросхеми нумеруються від 1 до N (DD1,.., DDN), усі резистори, конденсатори і транзистори також нумеруються від 1 до N (R1, R2,.., RN), (C1, C2,.., CN), (VT1, VT2,.., VTN). Крім того, усі входи і виходи мікросхем також повинні мати номери виводів. Принципова схема повинна бути накреслена відповідно до чинних стандартів. Фрагмент принципової схеми пристрою показаний в дод.1 для дев’яти імпульсів, що обчислюються.

Специфікація до фрагменту принципової схеми пристрою показана в дод. 5.

Розробка часової діаграми. Після розробки принципової схеми пристрою необхідно побудувати часову діаграму роботи всього пристрою. На часовій діаграмі кожний блок структурної схеми (див. дод.2) повинен мати вхідний і вихідний сигнали. До того ж усі вони повинні бути узгодженні за часом у відповідності з принципом дії схеми пристрою, описаного вище. По горизонтальній осі кожної епюри напруги повинний бути показаний час, а по вертикальній – амплітуда сигналу. Усі епюри напруг по горизонтальним осям повинні бути виконані в однаковому масштабі.

Приклад часової діаграми пристрою при підрахунку дев’яти імпульсів наведений у дод. 2.

Література: [8] або [9] або [10] або [16], [14], [15], [12].

 

 

Список літератури

 

1. Скаржена В.А., Луценко А.Н. Электроника и микроэлектроника. Часть 1. – К: Вища школа, 1991.

2. Гусев В.Г., Гусев Ю.М. Электроника. – М.: Высшая школа, 1991.

3. Андрєєв В.І., Жуков І.А. Проектування електронної апаратури з використанням інтегральних схем: Методичні вказівки до курсової роботи. – К.: НАУ. 2001.

4. Ерофеев Ю.Н. Импульсная техника. Учебное пособие для ВУЗов. – М.: Высшая школа, 1989.

5. Завадский В.А. Компьютерная электроника. – К.: ТОО ВЕК, 1996

6. Андрєєв В.І., Андреєв О.В. Комп’ютерна електроніка. – К.: ДУІКТ, 2010.

7.Справочник по микроэлектронной импульсной технике/ Под редакцией Яковлева В.Н. -К.: Техника, 1983.

8. Андреев В.И. Проэктирование электронной аппаратуры с применением интегральных схем Методические указания по курсовому и дипломному проэктированию-К.: КИИГА,.1989.

9. Тарабрин Б.В. Справочник по интегральным микросхемам. – М.: Энергия, 1980.

10. ДСТУ 3212-95. Микросхемы интегрированные. Классификация и системы условных обозначений. Введ.1994.

11. ДСТУ 3212-95. Микросхемы интегрированные. Классификация и системы условных обозначений. Введ.1994.

 

Додаток 1

Фрагмент принципової схеми автоматичного пристрою

 

Додаток 2


Часова діаграма пристрою

Додаток 3

Зразок титульного аркуша курсової роботи

 

Міністерство освіти і науки України

 

Національний авіаційний університет

 

Інституту комп’ютерних інформаційних технологій

 

 

Кафедра

 

комп’ютерних систем та мереж

 

КУРСОВА РОБОТА

 

 

<== предыдущая лекция | следующая лекция ==>
Создание и Размещение Рекламного Ролика | От автора. или 10 дней из жизни миллионера




© 2023 :: MyLektsii.ru :: Мои Лекции
Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав.
Копирование текстов разрешено только с указанием индексируемой ссылки на источник.