Выбор логического элемента 3-И.

Содержание

Задание на курсовую работу………………………………………………………………....2

1. Практическая часть…………………………………………………………….…..….….4

1.1. Выбор ГТИ………………………………………………………………….…….….4

1.2. Расчет делителя частоты………………………………...………………………..…5

1.3. Выбор логического элемента 3И. ….………………………………………………..6

1.4. Расчет таймера КР1006ВИ1…………………………………………………………7

1.5. Расчет одновибратора……………………………………………………………..…8

1.6. Выбор инвертора……………………………………………………………………..8

1.7. Расчет схемы ГПН………………………………………………………………..…..9

1.8. Выбор датчика I,U……………………………………………………………….….10

1.9. Выбор компаратора…………………………………………………………………10

1.10. Выбор двоично-десятичного счетчика…………………………………...……….10

1.11. Выбор дешифратора……………………………………………………….…….…11

1.12. Выбор семисегментного индикатора…………….……………………………….11

2. Полная принципиальная схема разработанного устройства………………………......13

3. Спецификация…………………………………………………………………………….14

Список литературы……………………………………………………………………………..15

Задание на курсовую работу

Обеспечить цифровую индикацию постоянного напряжения (тока) с разрешением 1 В (1 А) в диапазоне от 0 до 999. Для измерения принять датчики компенсационного типа на эффекте Холла. В качестве таймера применить интегральную микросхему КР1006ВИ1 (зарубежный аналог 555). Напряжения питания цифровых микросхем серии К561 принять равным 12 В. Выбор резисторов и конденсатором схемы должен сопровождаться соответствующими расчетами. Функциональная схема устройства индикации приведена на рисунке 1. В заключение привести полную принципиальную схему разработанного устройства.

Серия цифровых микросхем, на которой должна быть реализована схема: К555

Тип аналоговых микросхем для построения компаратора: 521СА3

Тип знакосинтезирующих индикаторов: АЛС321Б

Время подготовки результата: 40 мсек

Частота обновления результата: 0,5 Гц

Рисунок 1 - Функциональная схема устройства индикации.

Практическая часть.

Выбор ГТИ.

За основу ГТИ выберем микросхему К555ЛА3, которая содержит четыре логических элемента "2И-НЕ". Для микросхемы необходимо лишь одно напряжение питания (на вывод 14), поэтому она удобно как транслятор логических уровней. Нагрузочная способность инвертора – два ТТЛ-входа (т.е. при выходном напряжении низкого уровня не менее 0,4 В). При U_п.= 5 В время задержки распространения – не более 20 нс.

В данном ГТИ задействовано 3 инвертора из микросхемы К555ЛА3, а так же кварцевый резонатор Z1 на частоту 12,796 МГц марки Рк100-4БН. Согласно справочной литературе номиналы резисторы R1 и R2 равны и составляют 470 Ом(CF-100 (C1-4) 1 Вт, 470 Ом, точность - 5%, углеродистый резистор). Емкость конденсаторов: С1=47 мкФ (марки К53-52, электролитический алюминиевый), C2=18нФ (марки К10-17 тип 2, керамический).

Полученная схема ГТИ представлена на рисунке 2.

Рисунок 2 - Схема ГТИ.

Выбор делителя частоты.

Чтобы из частоты, выдаваемой ГТИ (12,796 кГц) получить необходимую (25 кГц), используем микросхему необходимо воспользоваться формулой:

Откуда:

Можно выполнить деление на 512 с помощью двух делителей – на 32 и на 16.

Таким образом, устройство будет состоять из генератора на микросхеме DD1 с выходной частотой 12.796 МГц, делителя на 16 (микросхема DD2) и на 32 (микросхема DD3).

Микросхема DD2. Счетчик типа К555ИЕ5. Составлен из делителя на 2 (от СО до Q0) и делителя на 8 (от С1 до Q1…Q3). При соединении выводов 12 и 1 можно получить деление входной частоты на 16, сигнал которой снимают с выхода 8().

Вывод	Назначение
А	входная частота 1
B	входная частота 2
Ra, Rb	входы сброса
Q_a-Q_d	Выходы

Рисунок 3 – Назначение выходов К555ИЕ5.

Микросхема DD3. Счетчик типа К555ИЕ8. ИЕ8 представляет из себя схему, пропускающую из 64-х входных импульсов на выход столько, сколько указано кодом на входах A-F. В данном случае выполняет роль делителя на 32.

Вывод	Назначение
Cк	входная частота
Cl	сброс
A-F	код выходной частоты
Str	запрет Z и Y
U/CI	запрет Y
En.I	вход каскадирования
En.O	выход каскадирования

Рисунок 4 – Назначение выходов К555ИЕ8.

Выбор логического элемента 3-И.

Строить логический элемент мы будем на микросхеме К555ЛА9.

Рисунок 6 – микросхема К561ЛА9.

Расчет таймера КР1006ВИ1.

Микросхема КР1006ВИ1 представляет собой таймер для формирования импульсов напряжения длительностью от нескольких микросекунд до десятков минут.

Предназначена для применения в стабильных датчиках времени, генераторах импульсов, широтно-импульсных, частотных и фазовых модуляторах, преобразователях напряжения и сигналов, ключевых схемах, исполнительных устройствах в системах управления, контроля и автоматики. Содержит 51 интегральный элемент. Корпус типа 2101.8-1 и 4309.8-A.

Назначение выводов 1006ВИ1:

1 - общий;

2 - запуск;

3 - выход;

4 - сброс;

5 - контроль делителя;

6 - срабатывание;

7 - цепь разряда;

8 - напряжение питания;

Рисунок 7 – Схема включения таймера.

t₁=0,69∙(R₄+R₈)∙C₅, t₂=0,69∙R₈∙C₅

T= = t₁=t₂= , следовательно R₄=0

В качестве С₅ выберем Кер. чип. конд. 0603 X7R 1мкФ 16В 10%, GRM188R71C105KA12D, тогда

В качестве R₈выберем С1-4 1 Вт, 1.5 МОм, 5%, Резистор углеродистый.

В качестве С₆ согласно справочной литературе выберем Кер.ЧИП конд. 0.01 мкФ 250В X7R 10% 0805 (10нф), GRM21BR72E103K.

Расчет одновибратора.

Для того, чтобы получить короткие импульсы после таймера, увеличиваем время паузы с помощью схемы одновибратора. Его мы будем строить на основе микросхемы К561ЛА7, в составе которой 4 2-входовых элемента «И-НЕ», причем задействовать здесь будем только 2 элемента.

Рисунок 8 – Микросхема К561ЛА7.

Рисунок 9 – Схема одновибратора.

R∙C=t, где t= (t_у.с.- время установки сигнала).

Выберем конденсатор C4 ECAP (К50-35), 1 мкФ, 160 В, электролитический алюминиевый, тогда R∙1∙ отсюда R= = 20. Соответственно выбираем резистор R6 марки С1-4 1 Вт, 20 Ом, 5%, Резистор углеродистый.

Выбор инвертора.

Для построения инвертора используем незадействованный логический элемент «И-НЕ» микросхемы К561ЛА7.

Рисунок 10 – Инвертор.

Расчет схемы ГПН.

В роли генератора пилообразного напряжения выберем схему с полевым транзистором, где напряжение на конденсаторе более выпрямленное, за счет стабилизации тока заряда на конденсаторе.