КУРСОВОЙ ПРОЕКТ
ПО ДИСЦИПЛИНЕ:
«МИКРОПРОЦЕССОРЫВ ЭЛЕКТРОННЫХ УСТРОЙСТВАХ»
Выполнила
Студентка: Супрун Л.И.
Группы: Эр-01-06
Проверил
Преподаватель: Рябов Г. Ю.
Москва 2010
СОДЕРЖАНИЕ
ЗАДАНИЕ. - 3 -
ВВЕДЕНИЕ. - 4 -
1. СТРУКТУРНОЕ ПРОЕКТИРОВАНИЕ. - 8 -
1.1. Требования к проектируемой МПС.. - 8 -
1.2. Выбор элементной базы проектируемой МПС.. - 10 -
1.3. Структурное проектирование с учетом особенностей выбранной элементной базы. - 12 -
2. ПРИНЦИПИАЛЬНАЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ СХЕМА.. - 15 -
3. АЛГОРИТМ РАБОТЫУСТРОЙСТВА.. - 17 -
3.1. Система команд. - 17 -
3.2. Адресное пространство. - 18 -
3.3. Алгоритм.. - 20 -
3.4. Листинг программы.. - 24 -
4. РАСЧЕТНОЕ ЗАДАНИЕ. - 35 -
ЗАКЛЮЧЕНИЕ. - 36 -
СПЕЦИФИКАЦИЯ ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ЭЛЕМЕНТОВ.. - 37 -
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ.. - 38 -
ЗАДАНИЕ
Вариант № 13.
Разработать аппаратно-программные средства МПС, позволяющие реализовать процедуру снятия зависимости крутизны полевого транзистора от Ic.
Диапазон значений Ic изменяется в пределах от 0 до 256.
ВВЕДЕНИЕ
Крутизна есть дифференциальное отношение тока стока к напряжению затвор-сток при постоянном напряжении сток-исток[1]:
. (1)
Данный малосигнальный параметр является одним из важнейших параметров полевого транзистора. Применяемая чаще всего единица измерения – мА/В.Существует действующий государственный стандарт [2], устанавливающий метод измерения крутизны S на малом сигнале. (Сигнал считается малым, если при уменьшении его амплитуды в два раза, изменение параметра не выходит за пределы погрешности измерения). Один из способов, описанный в государственном стандарте, реализуется по схеме, представленной на рис.1.
Рис.1. Схема, реализующая возможность снятия крутизны полевого транзистора. |
Крутизна, при использовании схемы рис.1, определяется по формуле (2)
, (2)
где I2 – ток стока, регистрируемый измерителем тока A, при ключе в состоянии 2;
I1 – ток стока, регистрируемый измерителем тока A, при ключе состоянии 1;
UЗ – приращение напряжения затвор-исток.
В соответствии с ГОСТ, точность определения величины UЗ должно быть такой, чтобы погрешность измерения не превышала установленного значения, вычисляемого по формуле (3):
, (3)
где Sx – значение измеряемой крутизны,
Sпред – конечное значение установленного предела измерения.
На рис.2 представлена схема, аналогичная схеме рис.1, которая позволяет получить зависимость крутизны характеристики S от тока стока Ic. Емкости С2 и С1 не показаны так как будем считать источники напряжений уже имеют в своем составе оптимальные емкости на выходе.
Рис.2. Схема, реализующая возможность снятия крутизны полевого транзистора с цифровым интерфейсом. |
В данной схеме (в сравнении со схемой рис.1) в цепи затвор-исток два источника напряжения заменены на один управляемый источник напряжения – цифроаналоговый преобразователь (ЦАП). Предполагается, что изменение напряжения на UЗ при переключении ключа в схеме рис.1 эквивалентно управляемому изменению напряжения на величину равную UЗ в схеме рис.2. Следует так же отметить, что сопротивление R меньше сопротивления канала в открытом состоянии, так что вносит не существенную погрешность.
Процедура построения зависимости крутизны характеристики S от тока стока Ic cводиться к снятию передаточной характеристики Ic (UЗИ) для определенного напряжения сток-исток UСИ с последующим ее численным дифференцированием. Другими словами проектируемое устройство должно подавать напряжение на затвор-исток аналогичное генератору линейно-изменяющегося напряжения и регистрировать значение тока стока в соответствии каждому шагу напряжения UЗИ (рис.3). Затем, каждому значению тока стока Ic вычисляется соответствующее значение крутизны S.
Рис.3. Иллюстрация снятия передаточной характеристики полевого транзистора. |
Постоянный шаг напряжения UЗИ позволит сэкономить память проектируемого устройства, поскольку в этом случае напряжение UЗИ можно вычислить аналитически, исходя из порядкового номера значения тока стока.
Рис.4. Иллюстрация численного вычисления значения крутизны характеристики. |
При вычислении значения крутизны, выбор значения приращения напряжения UЗ пропорционально числу 2N, упростит процедуру деления (деление на число 2N эквивалентно сдвигу право на N ячеек).
Выбор слишком маленького значения ведет к погрешности измерения крутизны, так как точность изменения тока стока всегда ограничена точностью оборудования (его стоимостью) и флуктуациями самого тока стока.
Выбор слишком большого значения UЗ ведет к вносимой погрешности определения значения крутизны (рис.5), связанной с понятием дифференцирования.
Рис.5. Пример увеличения погрешность при увеличении UЗ. |
Из формулы (1) следует, что крутизна пропорциональна тангенсу угла наклона касательной в точке. На рис.5 видно, что выбор большего значения UЗ ведет к увеличению погрешности.
Данное обстоятельство подтверждает моделирование в программе EWB 5.12 передаточной характеристики и численный расчет зависимости крутизны и погрешности от тока стока в программе MathCad 14 для транзистора zetex 2N7000 (рис.6).
Рис.6. Выявление зависимости погрешности от выбора значения UЗ |
СТРУКТУРНОЕ ПРОЕКТИРОВАНИЕ