Задания на курсовой проект по дисциплине « Схемотехника ЭВМ»




МИНОБРНАУКИ РОССИИ

Сарапульский политехнический институт (филиал)

Федерального государственного бюджетного образовательного учреждения

Высшего образования

«Ижевский государственный технический университет имени М.Т. Калашникова»

Кафедра «Конструирование и производство радиоаппаратуры»

 

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ К КУРСОВОМУ ПРОЕКТУ

По дисциплине: «Схемотехника ЭВМ»

Для студентов, обучающихся по направлению

Информатика и вычислительная техника»

 

Сарапул 2014 г.

 

УДК 681.38.

ББК 32.84.я73

Д18

Рецензент:

Зав.кафедрой «Вычислительная техника» Ижевский государственный технический университет им. М.Т. Калашникова, доктор технических наук,

профессор В.А. Куликов.

 

 

Данилов Ю. В.

Д18 Методическое указание к выполнению курсового проекта по дисциплине «Схемотехника ЭВМ» для студентов, обучающихся по направлению 230100

«Информатика и вычислительная техника» – Сарапул, 2014.– 14 с.

 

Данилов Ю.В., составление, 2014

СПИ ИжГТУ, 2014

 

 

Методические указания к курсовому проекту по дисциплине «Схемотехника ЭВМ»

 

ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

1.1 Цель и назначение курсового проектирования.

Курсовой проект является заключительным этапом изучения данной дисциплины и ставит своей целью закрепление общих теоретических сведений, углубление и расширение знаний по разделам дисциплин, связанных с темой проекта, выработку практических навыков расчета и конструирования устройств ЭВМ, развитие навыков работы с технической литературы, освоение методов вычислительной техники при анализе и расчете основных электрических и конструктивных параметров.

1.2 Организация курсового проектирования

Каждому студенту выдается индивидуальное задание на курсовую работу, оформленное на бланке.

Курсовой проект состоит из пояснительной записки и графической части. Работа выполняется студентом в строгом соответствии с календарным планом, согласованным с консультантом.

Выполнение курсового проекта связано с самостоятельной работой, что требует от студента оптимального использования отводимого для нее времени.

После получения задания студент знакомится с литературой, выбирает оптимальный, для заданных критериев, вариант решения. Инициатива по выбору вариантов решения поставленной задачи принадлежит студенту. Принятые решения должны быть убедительно обоснованы и подтверждены соответствующими расчетами и качественными положениями.

За принятые в проекте решения, а также за правильность всех расчетов и графических работ полностью отвечает студент – автор проекта.

Выполненную пояснительную записку и чертежи графической части подписывает студент, а затем руководитель.

Защита курсового проекта проходит в сроки, определенные в задании, и начинается докладом студента по теме проекта, на который отводится 5 … 7 минут. После доклада студент отвечает на поставленные преподавателем вопросы. При оценке проекта особое внимание уделяется полноте расчета, качеству выполнения всего проекта в целом, качеству доклада и срокам выполнения проекта.

СОДЕРЖАНИЕ И ОБЪЕМ КУРСОВОГО ПРОЕКТА

Объем пояснительной записки курсового проекта должен составлять до 10 страниц текста. Графическая часть включает в себя: схему электрическую принципиальную, перечень элементов, чертежи платы (деталь и сборочный), спецификацию, выполняемые на листах формата А3 и А4.

2.1 Оформление пояснительной записки

Пояснительная записка должна быть оформлена на одной стороне белой нелинованной бумаги формата А4 и сброшюрована. При оформлении записки необходимо руководствоваться ГОСТ 2.105 – 95 ЕСКД - “Общие требования к текстовым документам”.

В пояснительной записке должно быть отражено выполнение всех пунктов задания на работу. Все расчеты проводятся в такой последовательности, чтобы значения величин, подставляемых в формулы, были бы даны в задании или были бы известны по уже выполненным расчетам.

Рисунки, схемы, графики и другие иллюстративные материалы должны быть выполнены в количестве, достаточном для полного раскрытия темы проекта. При использовании формул, графиков, справочных данных, заимствованных из литературных источников, необходимо в тексте пояснительной записки делать на них ссылку. В конце пояснительной записки приводится список использованной литературы.

Рекомендуется следующая структура пояснительной записки:

а) титульный лист;

б) оглавление;

в) задание на курсовую работу;

г) аннотация;

д) обоснование выбора схемы;

е) описание принципа работы и назначение элементов схемы;

ж) электрический расчет схемы;

з) расчет и построение характеристик;

и) разработка печатной платы

к) выводы;

л) список литературы.

2.2 Содержание пояснительной записки

2.2.1 Титульный лист.

Пояснительная записка должна начинаться с титульного листа, установленного образца.

2.2.2 Оглавление

В оглавлении пояснительной записки приводятся разделы и подразделы, с номерами страниц, и указываются все приложения к записке.

2.2.3 Задание на курсовой проект.

Форма задания устанавливается кафедрой.

2.2.4 Аннотация.

В аннотации кратко излагают цель курсового проекта и его основные технические показатели. Объем аннотации не больше 1 страницы.

2.2.5 Анализ задания на работу.

В этом разделе, содержащем обзор и сравнительный анализ схем, необходимо привести обоснование выбора оптимального варианта схемы, назначение и особенности проектируемого устройства.

2.2.6 Схемотехнический расчет.

В разделе приводится описание принципа действия и назначение элементов схемы, выбирается оптимальный метод расчета. Если расчеты проекта выполняются с использованием компьютера, то в записке приводятся: программа и результаты расчетов. Полученные в результате расчета номиналы элементов R и С округляются до ближайшего стандартного значения. Рассчитываются мощности рассеивания резисторов и рабочее напряжение конденсаторов. Выбираются типы резисторов и конденсаторов.

Рассчитываются и строятся характеристики разрабатываемого устройства.

По итогам расчета, в соответствии с требованиями ЕСКД, выполняются схема принципиальная электрическая и перечень элементов к ней.

2.2.7 Разработка конструкции печатной платы.

Исходя из габаритных размеров элементов (резисторов, конденсаторов и т.д.), методом аналитической компоновки определяются геометрические размеры печатной платы. Используя один из методов компоновочных работ, на односторонней печатной плате размещают элементы и соединительные проводники. Обосновывают применение материала печатной платы.

Основываясь на требованиях к выполнению сборочных чертежей печатных плат, выполняется сборочный чертеж платы. На чертеже указываются основные технические требования, предъявляемые к печатной плате.

2.2.8 Выводы

Приводится краткое техническое описание разработанного изделия, его параметров и характеристик; делаются выводы о степени его соответствия требованиям технического задания.

 

2.2.9 Список используемых источников

В конце пояснительной записки приводится список литературы, которой пользовался автор при выполнении проекта. Все перечисленные в списке источники нумеруются, и в соответствующих местах текста на них делаются ссылки в виде номера в квадратных скобках.

2.3 Графическая часть

В состав графической части курсового проекта должны входить следующие чертежи:

а) схема принципиальная электрическая;

б) перечень элементов;

в) чертеж печатной платы;

г) сборочный чертеж печатной платы;

д) спецификация для сборочного чертежа печатной платы.

Все чертежи выполняются в строгом соответствии с требованиями

ГОСТов и ЕСКД. Децимальные номера чертежей определяются по классификатору ЕСКД (структура обозначения согласно ГОСТ 2.201-80). Индекс децимального номера института – «СПТИ. ХХХХХХ». Перечень элементов выполняется в соответствии с требованиями, предусмотренными ГОСТ 2.701-84. Схемы электрические функциональные и принципиальные выполняются в соответствии с ГОСТ 2.701-84, 2.702-75, 2.708-81, 2.710-81, 2.710-85,2.751-73.

РАСЧЕТ ЭЛЕМЕНТА ТТЛ

 

 

Исходные данные для расчета базового элемента ТТЛ.:

- напряжение питания Еп;

- максимальная потребляемая мощность в статическом состоянии Pп;

- нагрузочная способность по выходу N.

Из принципа действия элемента следует, что наибольшее потребление соответствует высокому уровню напряжения на входе, при котором транзисторы находятся в режимах: VT1 – в инверсном; VT2 и VT4 – в насыщении; VT3 – в активном. При этом от источника питания протекают токи через резисторы R1 и R2, из которых второй является существенно большим. Полагаем, что он определяет общее потребление от источника питания.

Найдем значение этого тока:

.

Тогда сопротивление резистора R2 можно рассчитать по формуле:

.

Выберем из справочника транзисторы малой мощности из условий: максимальное напряжение коллектор эмиттер больше напряжения питания схемы; максимальный постоянный ток коллектора больше тока ; минимальное значение коэффициента усиления по току больше 50 единиц. Для удобства расчетов и реализации схемы все транзисторы целесообразно выбрать одинаковыми.

Рассчитаем ток базы насыщения Iбн(VT 2 ) транзистора VT 2:

.

Открывающий ток базы транзистора VT 2 найдем с учетом минимального коэффициента насыщения транзистора :

.

Поскольку выполняется равенство , то можно рассчитать сопротивление резистора R1:

.

Рассчитаем ток эмиттера транзистора VT 2:

.

Для расчета сопротивления резистора R3 найдем ток через этот резистор:

,

 

где

– ток базы транзистора VT 4. Сопротивление R 3 рассчитывается по формуле

.

Расчет резистора R 4 производим, исходя из обеспечения работоспособности транзистора VT 2 при коротком замыкании на выходе, когда на вход подан низкий уровень напряжения.

Выбираем

,

где – максимально допустимый постоянный ток коллектора транзистора VT 3. Сопротивление R 4 рассчитывается по формуле

.

Диод VD 1 должен быть импульсным и выбирается по максимально допустимому прямому току:

.

 

В логическом элементе ТТЛ с открытым коллектором отсутствуют элементы R4, VT 3, VD 1 и, для формирования перепадов выходного напряжения, необходимо подключать внешнюю нагрузку. Нагрузка может быть подключена к источнику питания с повышенным напряжением, что необходимо для питания обмоток электромагнитных реле и различных индикаторов для визуального контроля.

Расчет схем с открытым коллектором, у которых выход объединяется через общий резистор R.

 

 

 

При проектировании схемы элемента ТТЛ с тремя состояниями на выходе базовая схема на рис. 1 дополняется ключом с открытым коллектором на выходе (рис. 2), подключаемым к точке А.

 

 

 

При проектировании схемы элемента ТТЛ с тремя состояниями на выходе базовая схема на рис. 1 дополняется ключом с открытым коллектором на выходе, рис. 2, подключаемым к точке А. Транзистор ключа аналогичен транзисторам базовой схеме.

Расчет резистора R 5 производится по формулам:

Построим амплитудную передаточную характеристику (АПХ) рассчитанного элемента ТТЛ, рис. 2.

Для этого рассчитаем ее параметры:

;

;

;

В расчетах можно принять

АПХ строится по точкам излома, порядок определения координат которых показан стрелками на рис. 3.

 

 

Задания на курсовой проект по дисциплине «Схемотехника ЭВМ»

РАСЧЕТ ЭЛЕМЕНТА ТТЛ

№ схемы: 1– схема с открытым коллектором; 2– базовая схема логического элемента ТТЛ; 3– схема логического элемента ТТЛ с Z - состоянием.

Таблица 1

№ варианта № схемы РMAX, мВт ЕПИТ, В nВХ N
      -8    
           
      -6    
      -10    
      -5    
           
      -4    
           
           
           
      -6,5    
           
      -4    
           
           
    5.5 -9    
      -7    
    7,5      
    9,5 -6    
    14,5      
           
      -6    
    6,5 -4    
           
      -4    
           
           
      -6    
           
           
           

 

 

ЛИТЕРАТУРА

1Алексеенко А.Г. Основы микросхемотехники.–3-е изд. перераб. и доп.–М.: ЮНИМЕДИАСТАЙЛ, 2002.- 448 с.: ил.

2Гусев В.Г. Электроника и микропроцессорная техника: Учеб. Для вузов/ В.Г. Гусев, Ю.М. Гусев.- 3-е изд., перераб и доп.– М.: Высш. шк., 2004.–790 с.: ил.

3Шило В.Л. Популярные цифровые микросхемы: Справочник. 2-е изд. испр.–Челябинск: Металлургия, Челябинское отд., 1989.–352 с.: ил.

4Аналоговые и цифровые интегральные микросхемы/ Под ред. С.В. Якубовского – 2-е изд. перераб.– М.: Радио и связь, 1984.–432с.

5Агаханян Т.М. Интегральные микросхемы.– М.: Высш шк.,1983.– 464 с.

6Авдеев Н.А. и др. Основы микроэлектроники: Учебное пособие для вузов/ Н.А.Авдеев, Ю.Е. Наумов, В.Т. Фролкин.–М.: Радио и связь, 1991.– 288с.: ил.

7Титце У., Шенк К. Полупроводниковая схемотехника: Справочное руководство. Пер. с нем. – М.: Мир, 1982.–512 с.:ил.

8Преснухин Л.Н., ВоробьевН.В., ШишкевичА.А. Расчет элементов цифровых устройств. Учебное пособие/ Под ред. Л.Н. Преснухина.– М.: Высш. шк.,1982.–384 с.

9Усатенко С.Т., Каченюк Т.К., Терехова М.В. Выполнение электрических схем по ЕСКД: Справочник.- М.: Издательство стандартов, 1989.–325 с.

10Разработка и оформление конструкторской документации радиоэлектронной аппаратуры: Справочник/ Э.Т. Романычева, А.К. Иванова, А.С. Куликов и др.; Под ред. Э.Т. Романычевой. – 2-е изд., перераб. и доп.–М.: Радио и связь,12989.–448 с.: ил.

11.Резисторы: Справочник/ В.В. Дубовский, Д.М. Иванов, Н.Я.

Пратусевич и др.; Под ред. И.И. Четверикова и В.М. Терехова.– 2-е изд., перераб, и доп.–М.: Радио и связь, 1991.–528 с.: ил.

12.Горячева Г.А., Добромыслов Е.Р. Конденсаторы: Справочник.- Радио и связь, 1984.– 88 с., ил.

13.Транзисторы: Справочник/ О.П. Григорьев, В.Я. Замятин, Б.В.

Кондратьев, С.Л. Пожидаев- М.: Радио и связь, 1989.–272 с.: ил.

14.Полупроводниковые приборы. Транзисторы малой мощности:

Справочник/ А.А. Зайцев, А.И. Миркин, В.В. Мокряков и др.: Под ред.А.В. Голомедова.– М.: Радио и связь, 1989.–384 с.: ил.

15. Полупроводниковые приборы. Транзисторы средней и большой

мощности: Справочник/ А.А. Зайцев, А.И. Миркин, В.В. Мокряков и др.: Под ред. А.В. Голомедова.– М.: Радио и связь, 1989.–640 с.: ил.

16. Галкин В.И. и др. Полупроводниковые приборы. Диоды и тиристоры:Справочник/ В.И. Галкин, А.Л. Булычев, П.М. Лямин.– Мн.: Беларусь, 1994.–347 с.: ил.

17. Галкин В.И. и др. Полупроводниковые приборы. Транзисторы

широкого применения: Справочник/ В.И. Галкин, А.Л. Булычев, П.М. Лямин.– Мн.: Беларусь, 1995.–383 с.: ил.

18. Справочник по радиоэлектронике в трех томах. Под ред. А.А.

Куликовского. Том II–М.: Энергия, 1968.

19.Справочная книга радиолюбителя- конструктора/ А.А. Бокуняев, Н.М. Борисов, Р.Г. Варламов и др.; Под ред. Н.И. Чистякова.– М.: Радио и

связь, 1990.–624 с.: ил.

20. Сапаров В.Е., Максимов Н.А. Система стандартов в электросвязи.–М.: Радио и связь, 1985.

Дмитриев Н. А. Ёхин М.Н., Иванов М.А., Ковригин Б.Н., Новиков Г.Г.Тышкевич В.Г., Ядыкин И.М. Схемотехника ЭВМ. Сборник задач. Учеб. пособие. – М.: МИФИ, 2012.–240 с.

 

Учебное издание

 



Поделиться:




Поиск по сайту

©2015-2024 poisk-ru.ru
Все права принадлежать их авторам. Данный сайт не претендует на авторства, а предоставляет бесплатное использование.
Дата создания страницы: 2017-10-25 Нарушение авторских прав и Нарушение персональных данных


Поиск по сайту: