(очная форма)
Тематика курсовой работы определяется исходными данными, приведенными в табл. 3.1.1.
Таблица 3.1.1
| Элементная база | ТТЛ (вариант для четной предпоследней цифры зачетки); КМОП (вариант для нечетной предпоследней цифры зачетки) |
| Задаваемое количество оборотов метчика | При прямом ходе 
При обратном ходе 
|
| Относительный световой ток фотодиода | 
|
| Относительная амплитуда помехи | 
|
| Номинальное напряжение электродвигателя, (В) | 
|
| Номинальный ток электродвигателя, (А) | 
|
n – вариант по последней цифре зачетки.
Разработать цифровой блок управления (ЦБУ) резьбонарезным шпинделем, обеспечивающим автоматически заданное количество оборотов метчика при прямом и обратном ходе, реверсирование и останов шпинделя. Пуск шпинделя осуществляется кнопкой или внешним импульсным сигналом. Приводом шпинделя является реверсивный двигатель постоянного тока с последовательным возбуждением и двухсекционной обмоткой (серии СЛ).
ЦБУ должен содержать фотоэлектрический импульсный датчик (ФИД), формирователь импульсов (ФИ), счетчик импульсов (СИ), командные триггера прямого и обратного хода, импульсный усилитель мощности (ИУМ) для согласования триггеров с электродвигателем, логические элементы, создающие необходимый режим работы счетчика импульсов.
Курсовая работа включает в себя: пояснительную записку (ПЗ) с расчетом всех элементов, а также обоснованием по их выбору; функциональную схему (рисунок по тексту ПЗ); график статической характеристики формирователя импульсов (рисунок по тексту ПЗ); принципиальную схему ЦБУ (формат А3); монтажную схему ЦБУ (печатная плата формат А3); перечень элементов (формат А4).
Методические указания
Датчик представляет собой оптрон, преобразующий поток излучения светодиода в импульсы тока фотодиода за счет периодического прерывания потока излучения вращающимся щелевым диском, установленным на валу шпинделя. Светодиод выбирается с ИК–спектром излучения и подключается к источнику питания через ограничительный резистор, задающий номинальный ток светодиода в пределах 
. Фотодиод (кремниевый) нагружается на резистор с сопротивлением, обеспечивающим уровень логической единицы последующего формирователя импульсов при заданном световом токе 
. Ток фотодиода кроме световой 
и темновой 
составляющих имеет составляющую помехи 
, возникающую на частоте вибрации.
Формирователь импульсов выполняется на основе триггера Шмита, который повышает крутизну фронта импульсов датчика, а также устраняет влияние помехи и темнового тока фотодиода на выходной сигнал. Формирователь импульсов должен быть согласован по входному сопротивлению с фотоэлектрическим датчиком. На статической характеристике формирователя 
необходимо отметить уровни его срабатывания 
и отпускания 
, а также уровни светового 
и темнового 
напряжений датчика.
Счетчик импульсов может выполняться на одной или двух интегральных микросхемах. Если используется один суммирующий счетчик, то он должен совмещаться с двумя логическими элементами (ЛЭ), один из которых включает триггер прямого хода (ТПХ) и, триггер обратного хода (ТОХ) по окончании прямого хода метчика. Другой выключает ТОХ после суммарного количества оборотов метчика. При использовании одного вычитающего четырехразрядного счетчика со входами предустановки необходим один ЛЭ для выключения ТПХ, или два таких счетчика, раздельно переключающих ТПХ и ТОХ без ЛЭ. Возможно применение одного четырехразрядного реверсивного счетчика с переключением режима его работы и перезаписью кода со входов предустановки.
Командные триггеры ТПХ и ТОХ выполняются по схеме асинхронных RS –триггеров на ЛЭ «ИЛИ–НЕ» или «И–НЕ». ТПХ должен иметь два входа «ПУСК» для кнопки ручного управления (РУ) и внешнего управления (ВУ). В схеме ЦБУ необходимо предусмотреть цепи «обнуления» командных триггеров и счетчика импульсов при включении напряжения питания.
Усилители мощности выполняются на силовых транзисторах, работающих в ключевом режиме. Тип каждого транзистора выбирается по заданным значениям напряжения и тока электродвигателя, а также необходимого значения коэффициента β, определяемого по максимально возможному выходному току триггеров: 
(для ТТЛ) и 
(для КМОП).
Логические элементы как вспомогательные устройства выбираются с минимальным количеством корпусов ИС и должны совмещаться по выполняемым функциям с триггером Шмитта.