Refbank.Ru - рефераты, курсовые работы, дипломы по разным дисциплинам
Рефераты и курсовые
 Банк готовых работ
Дипломные работы
 Банк дипломных работ
Заказ работы
Заказать Форма заказа
Лучшие дипломы
 Управление международными делами (администрация МИД) и государственный протокол России
 Гражданство в международном праве
Рекомендуем
 
Новые статьи
 Онлайн-игра в автоматы без...
 Заочное обучение...
 Заочное обучение...
 Сочинение для ЕГЭ на тему о медицинских работниках по...
 Как оформить кредит на развитие малого...
 Для чего нужна накрутка лайков...
 Особенности местного бюджетного...
 Официальный сайт онлайн-казино русский...
 Главные достоинства Адмирал...
 Лучший азартных отдых в онлайн-казино Вулкан...
 Готовые сочинения по ЕГЭ на тему о влиянии фамилии на...
 Уникальный текст сочинения по русскому языку 11 класс. По...
 Что может...
 Куда вложить деньги? Конечно в недвижимость за...
 Университеты Англии открывают свои двери для Студентов из...


любое слово все слова вместе  Как искать?Как искать?

Любое слово
- ищутся работы, в названии которых встречается любое слово из запроса (рекомендуется).

Все слова вместе - ищутся работы, в названии которых встречаются все слова вместе из запроса ('строгий' поиск).

Поисковый запрос должен состоять минимум из 4 букв.

В запросе не нужно писать вид работы ("реферат", "курсовая", "диплом" и т.д.).

!!! Для более полного и точного анализа базы рекомендуем производить поиск с использованием символа "*".

К примеру, Вам нужно найти работу на тему:
"Основные принципы финансового менеджмента фирмы".

В этом случае поисковый запрос выглядит так:
основн* принцип* финанс* менеджмент* фирм*
Схемотехника

курсовой проект

Проект 12-ти разрядного счётчика с цепями последовательного переноса, с индикацией на полупроводниковых диодах



СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ 3
1. ОБЩАЯ ЧАСТЬ 5
Описание и анализ существующих видов счетчиков. 5
Классификация счетчиков. 5
Асинхронные счетчики. 8
Синхронные счетчики. 11
Кольцевые счетчики. 14
Счетчики Джонсона. 15
Двоично-десятичные счетчики. 17
Интегральные микросхемы счетчиков. 19
Задачи курсовой работы. 21
СПЕЦИАЛЬНАЯ ЧАСТЬ. 22
Разработка схемы электрической принципиальной. 22
Выбор элементов схемы и расчет её быстродействия. 24
Особенности применения логических элементов ТТЛ. 26
Обеспечение помехоустойчивости. 27
Компоновка элементов. 28
Конструирование печатной платы. 30
Расчеты установочных параметров элементов. 33
Расчет надежности устройства. 34
Электромонтажные соединения и монтаж элементов. 36
2.10.Защита от статического электричества. 37
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 40
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 42
ПРИЛОЖЕНИЯ 43
ВВЕДЕНИЕ
Подсчет импульсов является одной из наиболее распространенных операций, выполняемых в устройствах дискретной обработки информации. Такая операция в цифровых устройствах выполняется с помощью счетчиков. Счетчиком называют цифровое устройство, предназначенное для подсчета числа импульсов. В процессе работы счетчик последовательно изменяет свое состояние в определенном порядке. Длина списка разрешенных состояний счетчика называется модулем счета Кс. Одно из возможных состояний счетчика принимается за начальное. Если счетчик начал счет от начального состояния, то каждый импульс, кратный модулю счета Кс, снова устанавливает счетчик в начальное состояние, а на выходе счетчика появляется сигнал переноса Р (или займа Z).
Примером простейшего счетчика может служить счетный триггер, осуществляющий подсчет сигналов по модулю Кс=2, так как он имеет два состояния 0 и 1, принимаемые им поочередно под действием входных сигналов.
Таким образом, задача проектирования счетчиков сводится к разработке цифрового устройства, которое имело бы как минимум равное заданному модулю счета число устойчивых состояний и последовательно переходило из одного состояния в другое под действием поступающих импульсов.
В общем случае устройство подобного вида может быть спроектировано с помощью формальных методов теории конечных автоматов. Однако следует отметить, что такие методы проектирования применяются в основном в том случае, когда требуется, чтобы счетчик работал в специальных кодах или выполнял переходы, закономерность которых сложно выполнить интуитивно. Наряду с формальными известен целый ряд неформальных, а исключительно схемотехнических способов, позволяющих значительно упростить процедуру синтеза счетчика заданного вида по сравнению с классическими формальными методами. Поскольку в наиболее общем случае целью всякого синтеза является не только разработка той или иной схемы, удовлетворяющей предъявленным к ней требованиям, но и определение в некотором смысле оптимальной ее структуры, то разработчик должен владеть как схемотехническими, так и логическими методами синтеза. Умелое применение обоих методов и их сопоставление позволит выбрать оптимальный вариант синтезируемой схемы.
Задачей данной курсовой работы является проектирование 12-ти разрядного двоично-десятичного счетчика с цепями последовательного переноса, с индикацией на полупроводниковых диодах.

ОПИСАНИЕ И АНАЛИЗ СУЩЕСТВУЮЩИХ ВИДОВ СЧЕТЧИКОВ
Классификация счетчиков
Последовательность внутренних состояний счетчика можно кодировать различными способами. Чаще всего используют двоичное (двоичные счетчики) или двоично-десятичное (декадные счетчики) кодирование. Кроме этого находят применение счетчики с одинарным кодированием, когда состояние счетчика представлено местом расположения одной единственной единицы или одного единственного нуля (кольцевые счетчики), и унитарное кодирование, когда состояние счетчика представлено числом единиц или нулей (счетчики Джонсона).
Если коды расположены в возрастающем порядке, то счетчик называют суммирующим (Up-counter). Счетчики, у которых коды расположены в убывающем порядке, называют вычитающими (Down-counter), а счетчики, у которых направление перебора кода может изменяться, называют реверсивными (Up/Down counter).
Если для работы счетчика требуется наличие синхросигнала, то такой счетчик называют синхронным. Счетчики, которые работают без синхросигналов, называют асинхронными.
Счетчики могут быть с предварительной установкой и без нее. Для предварительной установки начального состояния счетчика используются специальные входы предустановки. Установка начального состояния счетчика производится только по специальной команде записи. Во время работы счетчика в счетном режиме входы предустановки блокируются и на работу счетчика не влияют. Счетчики с предварительной установкой называют также программируемыми, так как они позволяют изменять модуль счета Кс, который можно рассчитать по формуле:

где или 1.
По структуре счетчики делятся на последовательные (каскадные), параллельные и параллельно-последовательные, которые отличаются способом подачи счетных импульсов на входы разрядов счетчика. В последовательном счетчике счетные импульсы поступают только на вход первого разряда, а с его выхода переходят на вход второго разряда. Таким образом, вход каждого последующего разряда счетчика соединен с выходом предыдущего. В параллельном счетчике счетные импульсы одновременно поступают на входы всех разрядов счетчика, однако благодаря внутренней организации счетчика каждому счетному импульсу соответствует срабатывание только определенных разрядов.
Для получения больших значений модуля пересчета используют каскадное соединение параллельных счетчиков. Такие параллельно-последовательные счетчики имеют более высокое быстродействие, чем последовательные, и требуют меньших аппаратурных затрат.
Обобщенная схема счетчика приведена на рис.1.1 Счетчик СТ можно представить в общем случае как устройство, которое содержит входную логику, управляющую работой счетчика, и выходную логику, которая используется для указания окончания счета или формирования сигнала переноса Р. Для приведения счетчика в начальное состояние используется сигнал сброса, поступающий на вход R.
Параллельный код для предварительной установки счетчика поступает на входы So...Sn. Сигнал разрешения параллельной загрузки М останавливает счет и позволяет подготовленным на входах So...Sn данным загрузиться в счетчик в момент прихода очередного тактового импульса С. Счетчик считает тактовые импульсы, поступающие на вход С, если присутствует сигнал разрешения счета на входе V.

Рис. 1.1. Обобщённая схема счётчика импульсов.
Выходными сигналами счетчика обычно являются сигналы, снимаемые с выходов отдельных разрядов Q...Qn, сигнал окончания счета или сигнал переноса Р.
Быстродействие счетчика характеризуется частотой поступления счетных импульсов fсч и временем установления счетчика tуст. Для счетчиков, срабатывающих по уровню тактового импульса, время установки кода счетчика характеризует максимальный временной интервал между моментом поступления счетного импульса и моментом установления кода счетчика. Для счетчиков, работающих с внутренней задержкой, tуст определяется максимальным временным интервалом между моментом окончания счетного импульса и моментом установления кода счетчика.
Асинхронные счетчики.
Асинхронный суммирующий счетчик можно выполнить на счетных триггерах любого типа. В большинстве случаев для этих целей используют JK- или D-триггеры в счетном режиме. Простейший четырехразрядный счетчик на D-триггерах состоит из соединенных последовательно четырех счетных триггеров, таким образом, что выход каждого триггера соединен с входом последующего (рис.1.2). При поступлении счетных импульсов на вход триггеры счетчика будут изменять свои состояния, описываемые последовательно возрастающими двоичными числами. В табл.1.1 приведена последовательность состояния выходов триггеров такого счетчика.

Рис. 1.2. Схема асинхронного суммирующего счётчика на D-триггерах (а) и графики его выходных сигналов (б).
Для приведения счетчика в начальное состояние используется сигнал сброса R, поступающий одновременно на все входы R триггеров.
Для построения асинхронного вычитающего счетчика достаточно заменить выходы триггеров на прямые выходы Q. В этом случае при поступлении импульса сброса R на всех выходах счетчика установятся единичные уровни, а при поступлении счетных импульсов на вход триггеры счетчика будут изменять свои состояния, описываемые последовательно убывающими двоичными числам.
Таблица 1.1
Состояния выходов четырехразрядного асинхронного двоичного счетчика
n 0 0 0 0 0 1 0 0 0 1 2 0 0 1 0 3 0 0 1 1 4 0 1 0 0 5 0 1 0 1 6 0 1 1 0 7 0 1 1 1 8 1 0 0 0 9 1 0 0 1 10 1 0 1 0 11 1 0 1 1 12 1 1 0 0 13 1 1 0 1 14 1 1 1 0 15 1 1 1 1
Для построения асинхронного реверсивного счетчика, который может работать как в режиме суммирования, так и в режиме вычитания, можно с помощью логической схемы обеспечить подачу сигналов с инверсного выхода при суммировании или с прямого выхода Q - при вычитании от предыдущего триггера на счетный вход последующего, как показано на рис.1.3.
Эта схема включается между выходом одного разряда счетчика и входом другого и, в зависимости от управляющих сигналов - сложение (U) или вычитание (), на вход последующего разряда поступает сигнал переноса Р или сигнал займа Z.

Рис. 1.3. Схема переноса.
В асинхронном счетчике с приходом каждого последующего импульса на вход переключаются сразу несколько триггеров. Однако переключение этих триггеров происходит не одновременно, а с некоторой задержкой относительно друг друга. Это приводит к задержке в установлении выходного кода после поступления счетного импульса на вход . При большом числе разрядов счетчика задержка выходного сигнала может быть значительной и сравнимой с периодом поступления счетных импульсов на вход .
Триггеры в асинхронном последовательном счетчике работают с различной частотой переключения. Максимальную частоту имеет первый триггер, а частоты переключения каждого последующего триггера вдвое меньше. Поэтому в качестве первого триггера нужно использовать самый быстродействующий триггер, а быстродействие других триггеров может быть ниже. Для повышения быстродействия можно также использовать ускоренное формирование сигнала переноса между разрядами счетчика.
Синхронные счетчики.
Для построения синхронных счетчиков используют различные типы счетных синхронных триггеров. Схемы одноразрядных синхронных счетчиков приведены на рис.1.4. Эти схемы реализованы на синхронных счетных триггерах и логических элементах И для формирования сигналов переноса Р или займа Z.

Рис. 1.4. Схемы одноразрядных синхронных счётчиков: суммирующего (а) и вычитающего (б).
Схема одноразрядного синхронного суммирующего счетчика, приведенная на рис.1.4а, реализована подключением счетного входа к счетному входу триггера, а для формирования сигнала переноса Р использовано логическое произведение сигнала разрешения счета V и выходного сигнала Q, то есть Р=VQ. Переключение триггера происходит по положительному перепаду сигнала на входе С и при наличии сигнала разрешения на входе V. При этом на выходе триггера Q и выходе переноса Р устанавливаются уровни логической единицы. При отрицательном перепаде сигнала на входе С состояние триггера не изменяется. Очередное переключение триггера произойдет только по новому положительному перепаду импульса на входе С, при наличии сигнала разрешения на входе V. Таким образом, счетная ячейка обеспечивает синхронное деление на два частоты входных импульсов.
Двоичная вычитающая ячейка отличается от суммирующей тем, что прямой выход Q заменен на инверсный выход . На выходе такой ячейки формируется сигнал займа .
Одноразрядный реверсивный счетчик реализуется по схеме, приведенной на рис.1.5. Для изменения направления счета и формирования сигналов переноса или займа использована логическая схема 2И-ИЛИ. Для изменения направления счета введен специальный вход (Up/Down): при схема работает аналогично счетчику, изображенному на рис.1.4а, то есть является суммирующим счетчиком, а при она аналогична схеме, изображенной на рис.1.4б, то есть переходит в режим вычитания. Использование этих ячеек позволяет реализовать многоразрядные синхронные счетчики.

Рис. 1.5. Одноразрядный синхронный реверсивный счётчик.
Схема четырехразрядного суммирующего двоичного синхронного счетчика с параллельным переносом приведена на рис.1.6. Она отличается от счетчиков с каскадным соединением разрядов тем, что счетные импульсы поступают на тактовые входы С всех триггеров счетчика одновременно. При этом сигналы разрешения счета формируются в логических элементах И как произведение сигнала разрешения счета V и сигналов Q с прямых выходов всех предыдущих триггеров.

Рис.1.6. Схема четырехразрядного синхронного счетчика с параллельным переносом.
Быстродействие счетчиков с параллельным переносом выше быстродействия декадных счетчиков. Минимальный период следования синхроимпульсов определяется суммой
Тсч = ?m + ?л ,
где ?m- время задержки триггера,
?л- время задержки логической схемы.
По сравнению с последовательным счетчиком максимальная частота счета параллельного счетчика увеличивается примерно в (n-1) раз и не зависит от числа каскадов. В некоторых случаях функцию логических элементов можно реализовать на внутренних элементах триггера, тогда можно считать, что ?л=0 и быстродействие счетчика зависит только от задержки триггера, то есть Тсч=?m.
1.4. Кольцевые счетчики.
Распространенной разновидностью параллельных счетчиков являются кольцевые счетчики, выполненные на базе регистров сдвига. Триггерные регистры сдвига представляют собой совокупность триггеров, связь между которыми организована таким образом, что при подаче тактового импульса, общего для всех триггеров, выходное состояние каждого триггера сдвигается в соседний. Сдвиг может происходить влево или вправо в зависимости от организации связей. Простейшая схема кольцевого счетчика получается при замыкании прямого выхода регистра сдвига с его входом. В таком счетчике единица, записанная в регистр на первом такте, с выхода Qn счетчика снова попадает на его вход и далее весь цикл повторяется. Модуль счета такого кольцевого счетчика имеет то же значение, что и регистр сдвига, то есть Кc=n.
Для увеличения модуля счета можно или увеличивать число триггеров в кольце, или включать счетчики последовательно.
Основным недостатком кольцевых счетчиков является их низкая помехозащищенность. Например, если под действием помехи исчезнет записанная в счетчик единица, то все триггеры окажутся в нулевом состоянии и счетчик работать не сможет. Для устранения подобных сбоев используются различные способы автоматической коррекции. Схема счетчика с автоматической коррекцией состояния приведена на рис.1.7. В этой схеме независимо от того, в каком состоянии после включения окажутся триггеры, после четырех тактовых импульсов на входе С установится требуемое выходное состояние (1000).

Рис. 1.7. Схема кольцевого счётчика с автоматической коррекцией начального состояния.
Счетчики Джонсона.
Разновидностью кольцевых счетчиков являются счетчики Джонсона. В этих счетчиках вход регистра соединен не с выходом Q, а с инверсным выходом. В результате, когда на вход счетчика поступают тактовые импульсы, то вначале все разряды счетчика заполняются единицами, а затем - нулями. Схема четырехразрядного счетчика Джонсона приведена на рис.1.8, а состояние его выходов приведено в табл.1.2.
Как следует из табл.1.2, модуль счета счетчика Джонсона в два раза больше модуля счета простого кольцевого счетчика. В счетчике Джонсона, как и в других кольцевых счетчиках, могут быть сбои, вызванные помехами. Для коррекции нарушений, вызванных сбоями, также используют способы, с помощью которых производится переход из любой запрещенной комбинации в одну из разрешенных.

Рис.1.8. Схема четырехразрядного счетчика Джонсона с четным (а) и нечетным (б) модулем счета.
Таблица 1.2
Состояние выходов четырехразрядного счетчика Джонсона
n Q4 Q3 Q2 Q1 0 1 0 0 0 1 1 1 0 0 2 1 1 1 0 3 1 1 1 1 4 0 1 1 1 5 0 0 1 1 6 0 0 0 1 7 0 0 0 0
Счетчики Джонсона широко используются в делителях частоты импульсов, генераторах случайных чисел, в устройствах памяти и др. На базе счетчика Джонсона можно легко реализовать счетчики с любым четным модулем счета. При необходимости иметь нечетное значение модуля счета можно на вход первого разряда подавать вместо сигнала сигнал , как показано на рис.1.8.б. При этом из набора выходных состояний счетчика Джонсона исключается одна кодовая комбинация, составленная из нулей.
1.6. Двоично-десятичные счетчики.
Во многих устройствах с использованием счетчиков, требуется, чтобы результат был представлен в десятичном виде и был понятен оператору. Поэтому часто удобно разделить триггеры на группы по четыре, а в каждой группе установить модуль счета равным 10. Таким образом, отдельные десятичные цифры становятся легко доступными, а каждая из них в свою очередь будет выражаться в двоичном виде. Такое представление чисел называют двоично-десятичным кодом.
Примером использования двоично-десятичного кода является клавиатура компьютера, когда числа или буквы, набираемые на клавиатуре посылаются символ за символом в распространенном "ASCII" коде. Каждая буква имеет свой определенный двоичный код.
Двоично-десятичные, или декадные счетчики, могут быть реализованы на базе двоичных счетчиков при помощи взаимной связи между отдельными триггерами, входящими в счетчик. Схема декадного счетчика, построенная на базе рассмотренного ранее четырехразрядного двоичного счетчика (рис.1.2), изображена на рис.1.9 а. В этом счетчике взаимные соединения триггеров выполнены так, что первые девять счетных импульсов повторяют выходные сигналы триггеров для двоичного счетчика. Последний счетный импульс
возвращает счетчик в исходное состояние. Сигналы на выходах такого триггера приведены на рис.1.9 б.
Как следует из временной диаграммы, сигналы на выходах счетчика для девяти импульсов совпадают с временной диаграммой, приведенной на рис.1.2 в. Однако десятый импульс, вместо того, чтобы установить счетчик в состояние 1010, как у двоичного счетчика, через дополнительные элементы и обратные связи возвращает четвертый триггер в нулевое состояние (Q4=0) и препятствует установке второго триггера в единичное состояние, сохраняя его нулевое состояние (Q2=0). В результате после десяти импульсов состояние декадного счетчика будет такое же, как и до начала счета.
Это обеспечивается блокированием второго, а значит, и третьего триггера через элемент DD5 с выхода DD4, а также переключением триггера DD4 через элементы DD6 и DD7 отрицательным перепадом с выхода Q1. Выходные состояния декадного счетчика приведены в табл.1.3.

Рис.1.9. Схема декадного счетчика на счетных триггерах (а) и сигналы на его выходах (б).
Таблица 1.3
Состояние выходов десятичного счетчика n Q4 Q3 Q2 Q1 0 0 0 0 0 1 0 0 0 1 2 0 0 1 0 3 0 0 1 1 4 0 1 0 0 5 0 1 0 1 6 0 1 1 0 7 0 1 1 1 8 1 0 0 0 9 1 0 0 1
Такой десятичный счетчик обозначают как "8+2", поскольку выход Q4 сохраняет нулевое состояние на протяжении первых восьми входных импульсов и переключается в единичное состояние во время действия двух последних импульсов. К таким счетчикам относятся многие интегральные десятичные счетчики, такие как К155ИЕ2 и другие.
Подобным образом можно сформировать счетчик с любым модулем счета Kc. Если используется счетчик из n триггеров на 2n возможных состояний, то за счет обратных связей с дополнительными логическими элементами можно получить любое значение Kc < 2n.
1.7. Интегральные микросхемы счетчиков.
Промышленность выпускает большое количество интегральных микросхем счетчиков, построенных на транзисторно-транзисторной логике (ТТЛ), эмиттерно-связанной логике (ЭСЛ) и комплементарных полевых транзисторах (КМОП). В табл.1.4 приведены основные типы счетчиков различных серий интегральных микросхем. Условное обозначение интегральных микросхем счетчиков состоит из обозначения серии (три или четыре цифры), функционального назначения (две буквы ИЕ) и порядкового номера разработки (от одной до трех цифр).

Таблица 1.4
Параметры интегральных микросхем счетчиков импульсов
Наименование
счетчика Тип логики Функциональное
назначение Модуль
счета Кс Максимальная
частота fмакс,
МГц К155ИЕ2 ТТЛ Асинхронный десятичный 16 10 К155ИЕ5 ТТЛ Асинхронный двоичный 16 10 К555ИЕ18 ТТЛШ Синхронный двоичный 16 25 К155ИЕ7 ТТЛ Реверсивный двоичный 16 25 К561ИЕ8 КМОП Счетчик Джонсона с дешифратором 10 2 К561ИЕ11 КМОП Двоичный реверсивный 16 5 К500ИЕ137 ЭСЛ Синхронный реверсивный десятичный 10 125
Основные параметры интегральных микросхем счетчиков можно разделить на две группы: статические и динамические. К статическим параметрам относятся входное напряжение высокого U1вх и низкого U0вх уровней, ток потребления от источника питания, напряжение питания, коэффициент разветвления Краз и модуль счета Кс.. К динамическим параметрам счетчиков относятся: время переключения из низкого уровня в высокий, время переключения из высокого уровня в низкий и максимальная частота счета fмакс. Большинство перечисленных параметров определяется серией микросхем и типом применяемой логики.
1.8. Задачи курсовой работы.
Целью данной работы является проект 12-ти разрядного двоично-десятичного счетчика с цепями последовательного переноса и с индикацией на полупроводниковых диодах, который отвечал необходимым техническим характеристикам и требованиям эргономики.
Заданы исходные параметры: номинальная мощность Рн, не более 3 Вт, максимальная частота fмакс=10 МГц, рабочая температура tраб=18 ?С.
На их основе необходимо разработать электрическую принципиальную схему счетчика, сделать ее анализ, выбрать элементы схемы, произвести компоновку элементов и сконструировать печатную плату.
Кроме того, необходимо выполнить требования технических условий по эксплуатации и правила электромонтажа.
Работа должна содержать сведения о технологии монтажа платы двоично-десятичного счетчика и обработки материалов.

СПЕЦИАЛЬНАЯ ЧАСТЬ
2.1. Разработка схемы электрической принципиальной.
Структурная схема двоично-десятичного счетчика с последовательными связями, представленная в приложении лист 1, может послужить основой для проекта.
Если использовать четырехразрядные счетчики, то для получения 12-разрядного надо взять последовательность из трех таких счетчиков. Обычно для подсчета единиц, десятков, сотен и так далее, применяется цепочка из двоично-десятичных счетчиков. Сигнал с выхода первого счетчика подается на вход второго счетчика и так далее. Когда счетчик единиц достигает состояния 9 и затем возвращается в состояние 0, напряжение на выходе изменяется с высокого уровня на низкий, а счетчик десятков, реагирующий на отрицательный фронт, каждый раз регистрирует при этом очередной перенос.
Для преобразования двоично-десятичного кода в двоичный и дальнейшего его преобразования в код управления семисегментным цифровым индикатором, необходимо применить дешифратор, имеющий четыре входа и не менее семи выходов.
Сам индикатор - полупроводниковый прибор. В котором имеются семь сегментов, выполненных из светодиодов. Включением и выключением отдельных сегментов можно получить светящееся изображение отдельных цифр или знаков. Конфигурация и расположение сегментов индикатора показаны на рис.2.1. Каждой цифре соответствует свой набор включения определенных сегментов индикатора (см.табл.2.1). В табл.2.1 приведены также двоичные коды соответствующих цифр.
Для полупроводниковых индикаторов при включении обязательно соблюдение полярности (индикаторы выпускаются как с общим катодом, так и с общим анодом) и ограничение тока с помощью резисторов, включаемых последовательно с каждым диодом. При рабочем токе через сегмент около 5...20 мА падение напряжения составляет 1,5...2,5 В.

Yk
1
Xk 6
7 2


5 3
4

Рис.2.1. Схема преобразователя кода для семисегментного индикатора.
Таблица 2.1
Таблица соответствия кодов

n Сегменты Yk Код Xk 1 2 3 4 5 6 7 8 4 2 1 0 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 0 1 0 1 1 0 0 0 0 0 0 0 1 2 1 1 0 1 1 0 1 0 0 1 0 3 1 1 1 0 1 0 1 0 0 1 1 4 0 1 1 0 0 1 1 0 1 0 0 5 1 0 1 1 0 1 1 0 1 0 1 6 1 0 1 1 1 1 1 0 1 1 0 7 1 1 1 0 0 0 0 0 1 1 1 8 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 9 1 1 1 1 0 1 1 1 0 0 1
Такие индикаторы позволяют получить светящееся изображение не только цифр от 0 до 9, но и других знаков, используемых в 8- и 16-ричной системах счисления. Например, АЛС306А, АЛС314А и другие.
Полупроводниковый индикатор может быть матричным, состоящим из набора светодиодов, расположенных по строкам и столбцам. Наиболее распространены индикаторы, имеющие 5 столбцов и 7 строк. Управление такими индикаторами производится путем выбора номера строки и номера столбца, на пересечении которых находится нужный светодиод. Например, индикатор АЛС340А.
Для повышения помехоустойчивости схемы целесообразно на входе первой микросхемы счетчика поставить триггер Шмитта, имеющий гистерезисную переходную характеристику.
2.2. Выбор элементов схемы и расчет ее быстродействия.
При синтезе простейших цифровых устройств можно не проводить расчеты электрических данных, а ограничиться выбором элементов схемы и схемы их соединений. По данным уже приведенным выше, можно сделать вывод, что полностью соответствуют заданию микросхемы на ТТЛ. Для построения счетчика наиболее подходит микросхема КР1533ИЕ2, содержащая четыре счетных триггера и являющаяся двоично-десятичным асинхронным счетчиком. В микросхеме один из триггеров имеет отдельный вход С1 и прямой выход, три оставшихся триггера соединены между собой так, что образуют делитель на 5. При соединении выхода первого триггера с входом С2 цепочки из трех триггеров образуется делитель на 10, работающий в коде 1-2-4-8. Микросхема имеет два входа R установки в 0 и входы R9 для установки в состояние 9, при котором первый и последний триггеры декады находятся в единичном состоянии, остальные - в нулевом. Микросхема имеет параметры: Рср=65 мВт, tз ср=32,4 нс.
Для преобразования двоично-десятичного кода подойдет дешифратор КР514ИД1, который может управлять семисегментным цифровым индикатором, выполненным на полупроводниковых светодиодах типа АЛС321А, который имеет раздельные аноды. Комбинации сегментов индикатора, осуществляемые внешней коммутацией, позволяют воспроизводить цифры от 0 до 9 и децимальную точку. Высота цифры 7,5 мм.
Для обеспечения помехоустойчивости на входе первого счетчика надо поставить триггер Шмитта - КР1533ТЛ2, содержащий шесть инверторов.
Временная диаграмма работы первого счетчика приведена в приложении рисунок 5, диаграммы для остальных счетчиков являются аналогичными.
Для оценки динамических параметров схемы необходимо, в первую очередь, определить ее быстродействие.
Количественно быстродействие можно характеризовать предельной рабочей частотой, то есть максимальной частотой переключения триггера, выполненного на элементах схемы. Предельная частота микросхем серии ТТЛ составляет 10 МГц. Быстродействие определяется также, как среднее время задержки распространения сигнала
Tзд..р.ср. = 0,5 (t1.0зд. р. + t0,1зд. р.),
где t1.0зд. р. и t0,1зд. р. - времена задержки распространения сигнала
при включении и выключении.
Среднее время задержки распространения сигнала является более универсальным параметром микросхем, так как, зная его, можно рассчитать быстродействие любой сложной логической схемы суммированием tзд. р. ср. для всех последовательно включенных микросхем:
Tзд. р. ср. = (25 + 32,4*3 + 20*3) = 182 нс.
Для индикатора критерием быстродействия выступает время готовности - интервал времени от момента включения цепи подачи на индикатор напряжения питания до момента, когда параметр индикатора, принятый за критерий работоспособности, достигнет заданного значения. Для индикатора АЛС 321А время готовности равно 1 с.
2.3. Особенности применения логических элементов ТТЛ.
Разработка логических устройств требует внимания как к теории, так и к практике. В созданной системе из логических элементов, а также блоков, выполняющих арифметические функции, счетчиков и так далее, должны выполняться не только требуемые в принципе операции, но, кроме того, все микросхемы должны быть соответствующим образом соединены с друг другом. Каждая логическая схема должна выдерживать нагрузку, образуемую подключенными к ней следующими схемами. В некоторых конструкциях необходимо продумывать, сколько входов логических схем можно подключить к одному выходу, не перегружая его. Численное значение этой величины определяется нагрузочной способностью логической схемы. Один выход ТТЛ-схем имеет, как правило, нагрузочную способность равную 10, то есть его можно нагрузить входами 10 схем этой же серии.
Для надежной работы логической схемы и счетчика длительность информационных импульсов должна быть не менее 30 нс. Максимальная длина проводов, подключенных к выходу триггера или счетчика, не должна превышать 400 мм. Задержанные импульсы, вызванные отражениями в более длинных соединениях, могут нарушить работу триггера. Строго говоря, этот критерий следует применять для выходов всех логических схем, хотя и с большей длиной соединений схемы работают удовлетворительно, если эти соединения проходят вблизи заземленных шасси.
Не использованные входы логических схем И-НЕ следует включить параллельно с используемыми или подключить к источнику питания. Полезной предосторожностью является включение резистора с сопротивлением 1 Ком последовательно с одним из таких входов, подключаемых к источнику. Если источник питания даст бросок напряжения, резистор ограничивает входной ток пробоя безопасной величиной, и схема не разрушается. Эта мера предосторожности применима на входах установки и сброса триггеров и счетчиков.
2.4. Обеспечение помехоустойчивости.
Помехи в логических системах могут проявляться в самой разнообразной форме и наводиться от самых разнообразных источников. Все помехи, которые могут явиться причиной ложного срабатывания чувствительных цепей аппаратуры, можно разделить на несколько видов:
внешние помехи, проникающие в систему из окружающей среды от различного рода излучателей электромагнитных сигналов, а также обусловленные действием электромагнитных и электростатических полей;
токовые помехи, по цепи питания, возникающие в результате выбросов тока при коммутационных процессах;
перекрестные помехи, наводимые одними сигнальными линиями в других сигнальных линиях;
отражения в линиях связи при несогласованной нагрузке.
Для обеспечения надежной защиты от внешних помех и от помех, не обусловленных работой самих интегральных схем ТТЛ, необходимо производить пространственное разделение элементов и экранирование логической системы.
Эффективным средством защиты интегральных схем от помех в цепи питания является включение конденсаторов развязки между шинами питания и общей. Для качественной развязки необходимы конденсаторы, имеющие большую емкость для низких частот и малую для высоких.
Для уменьшения влияния перекрестных помех между двумя сигнальными проводниками вводится проводник массы, который должен быть приблизительно в три раза шире сигнальных проводников, а расстояния между проводниками должны быть равны ширине сигнальных проводников.
Для исключения отражений в линиях связи в быстродействующих схемах накладываются ограничения на длину линий связи, что ограничивает и размеры системы в целом. При построении систем с размерами больше предельных возникает необходимость использования дополнительных магистральных усилителей, экранированных кабелей, элементов согласования линий связи.
Одним из методов повышения помехоустойчивости ТТЛ ИС при неприемлемых значениях отношения помеха-сигнал является применение в качестве приемного элемента триггера Шмитта (ИС типа К155ТЛ1 - К155ТЛ3, К531ТЛ3П, К555ТЛ2). Триггер Шмитта обладает меньшей чувствительностью к помехам, чем стандартная схема И-НЕ благодаря своей переходной характеристике, которая представляет собой петлю гистерезиса (рис.2.2).
Петля гистерезиса характеризует разность напряжений между положительным () и отрицательным () порогами срабатывания.
Uвых, В
Uвх, В
Рис.2.2. Типовая переходная характеристика входного ЛЭ - триггера Шмитта.
Положительный порог представляет собой входное напряжение высокого уровня, которое возрастает до переключения триггера из состояния высокого уровня напряжения в низкое, а отрицательный порог - напряжение низкого уровня, до которого должно снизиться входное напряжение до переключения из состояния низкого уровня напряжения в высокое.
2.5 Компоновка элементов.
Принципиальная схема устройства дает представление только о принципе работы устройства, но не о его конструкции. Множество же сложных взаимных связей между элементами определяемых размещением их в пространстве или на плоскости, показать на принципиальной схеме нельзя. Размещение элементов принято называть компоновкой (от латинского componere - складывать).
После того как определены основные показатели конструируемого устройства и выбрана его принципиальная схема, стало ясно, что его целесообразно выполнить на одной монтажной плате с односторонней разводкой (моносхемная компоновка). Такая компоновка является самой простой с точки зрения расчета электрических параметров печатной схемы, так как отсутствуют межблочные элементы соединения и вспомогательная арматура, что значительно уменьшает общий вес и габариты, а также удешевляет устройство.
Компоновка элементов обычно выполняется в такой последовательности: перечерчивается принципиальная схема устройства с учетом рациональной компоновки, группируются пассивные элементы вокруг соответствующих активных элементов, учитывая их особые компоновочные характеристики (например, расположение только вертикальное или только горизонтальное, только сверху или только снизу платы и так далее), и, наконец, составляется окончательный вариант принципиальной схемы устройства для компоновки.
Из компоновочного эскиза видно, что между размерами элементов и размерами монтажной платы существует заметная разница. Увеличение размеров устройств по сравнению с размерами составляющих их элементов зависит от многих причин. Основные из них - электрические, магнитные и тепловые поля вокруг работающих элементов, которые могут быть причиной паразитных связей, нарушающих нормальную работу устройства, и необходимость дополнительного пространства в конструкции для механических и электрических соединений элементов, для размещения органов управления и индикаторов. Поэтому для компоновки следует использовать не геометрические модели элементов, размеры которых равны размерам элементов, а модели в виде их установочных объемов и площадей.
2.6. Конструирование печатной платы.
Для конструирования узла счетчика необходимо разработать печатную плату, основой которой является стеклопластик (СТЭК) или односторонний фольгированный гальваностойкий стеклотекстолит (СФ) толщиной 2,0 мм.
Размер печатной платы выбирается из ограничительного ряда по ОСТ 4.010.020. "Платы печатные. Основные размеры": 135х110, 135х240, 140х130, 140х150, 140х240, 150х200, 170х75, 170х110, 170х130, 170х150, 175х175 и 170х200. Следовательно, минимальная, средняя и максимальная площадь печатной платы равны соответственно 12700, 22000 и 34000 мм.
Оригинал рисунка печатных проводников выполняют на координатной сетке, образуемой пересекающимися под прямым углом рядами параллельных линий. Для печатных плат промышленной аппаратуры принят стандартный шаг координатной сетки (расстояние между соседними параллельными линиями), равный 2,5 мм. Координатная сетка способствует четкой ориентации направлений и взаимного расположения печатных проводников и элементов, что является важным в случае, когда от этого зависят электрические параметры печатной схемы. Удобно размечать печатную плату в увеличенном масштабе. При проектировании платы, предназначенной для установки микросхем, предпочтителен масштаб изображения 10:1. Основными задачами разработки печатной платы с помощью координатной сетки являются разметка монтажных отверстий и площадок для установки микросхем, навесных элементов, контрольных колодок и крепежа и проектирование печатных проводов для обеспечения электрических связей между элементами принципиальной схемы.
Основным правилом размещения интегральных микросхем является необходимость совмещения выводов микросхем и монтажных отверстий и площадок с узлами координатной сетки (если расстояние между выводами микросхемы не кратно 2,5 мм, хотя бы один или несколько ее выводов должны совпадать с узлами координатной сетки). Для определения положения первых выводов микросхем на печатной плате должны быть предусмотрены так называемые "ключи".
Монтажные площадки наносятся на печатную плату для закрепления микросхем с помощью пайки. Форма монтажных площадок может быть произвольной (например, прямоугольной или овальной).
При перпендикулярной ориентации выводов микросхем относительно площадки печатной платы закрепление выводов осуществляется с помощью монтажных отверстий. Диаметры монтажных отверстий должны соответствовать ряду ГОСТ 10317. Диаметры монтажных и переходных отверстий выбирают в зависимости от диаметра выводов навесных элементов, а при металлизации отверстий - и от толщины платы.
Навесные элементы устанавливаются на месте, отводимом для размещения микросхем, со стороны их размещения. При одностороннем монтаже навесные элементы располагают по разные стороны с элементами электрической коммутации.
После разметки размещения интегральных микросхем, навесных элементов и элементов крепежа решается задача обеспечения на печатной плате электрических связей между элементами принципиальной схемы. При этом также используется координатная сетка. На чертеже с изображением координатной сетки, где уже указано размещение всех элементов принципиальной схемы, размечается оптимальное расположение печатных проводников. При выполнении этой работы следует учитывать, что на электрические параметры схемы большое влияние оказывает форма печатных проводников, их длина и взаимное распределение. При проектировании проводников следует придерживаться следующих рекомендаций.
Проводники, соединяющие между собой электрически связанные элементы схемы, должны быть возможно более короткими.
Для уменьшения паразитных связей не следует прокладывать параллельно друг другу входные и выходные печатные проводники одного каскада.
Печатные импульсные цепи должны быть минимальной длины и ширины и удалены, насколько это возможно, от других цепей, в особенности от заземленных по переменному току.
Система земляных шин должна иметь минимально возможную собственную индуктивность.
При изготовлении особо длинных печатных проводников целесообразно предусматривать дополнительные монтажные площадки, способствующие более надежному креплению печатных проводников к основанию; их необходимо предусматривать и в случаях, когда нет возможности избежать резкого изменения направления прокладки проводников.
Если не удается построить плату без пересечений печатных проводников, можно применять фальш-детали (перемычки). Но их общее число не должно превышать 15% от общего числа проводников.
Минимальное расстояние между краями двух близко расположенных отверстий ни в коем случае не должно быть меньше толщины материала платы.
Не должно быть резких перегибов печатных проводников, острых углов и переходов. Плавный переход устраняет местные перенапряжения и тем самым компенсирует разницу в тепловых деформациях фольги и диэлектрика.
При конструировании печатных плат вводится ряд ограничений и допущений на параметры печатного монтажа, в частности:
допускается размещать печатные проводники между контактными площадками под выводы интегральных схем, расположенными с шагом 2,5 мм на стороне установки микросхем; число таких мест ограничивается, так как они значительно снижают технологичность платы;
подрезки контактных площадок выполняются, как правило, со стороны установки навесных элементов;
проводник минимальной ширины (0,2 мм) в узких местах выполняется длиной не более 15 мм; проводник, проходящий вдоль более длинной стороны корпуса микросхемы, допускается выполнять шириной 0,25 мм по всей длине микросхемы, но не длиннее 50 мм;
при малых расстояниях между выводами элемента контактные площадки допускается делать на линиях между узлами;
с целью повышения технологичности и для ликвидации узких мест допускается размещать проводники с отклонением от координатной сетки на 1,5 мм.
Электронная промышленность выпускает ряд типов элементов с расстояниями между осями выводов, равными стандартному шагу печатного монтажа 2,5 мм, с расстояниями, кратными по отношению к этому размеру: 5; 7,5 мм и т.д. или 1,25 мм. К числу таких элементов, которые могут быть использованы для монтажа платы счетчика относятся, например, керамические подстроечные конденсаторы КПК-МП.
Расстояния между выводами других элементов с гибкими проволочными выводами (например, резисторов МЛТ) легко привести к размеру, кратному шагу координатной сетки, соответствующей формовкой (изгибом) выводов элементов.
2.7. Расчеты установочных параметров элементов.
Установочный объем Vуст элемента определяют исходя из максимальных (с учетом монтажа) размеров по ширине В, длине L и высоте Н. Произведение этих величин с коэффициентом запаса 1,5 определяет установочный объем большинства элементов: Vуст=1,5 ВLH.
Сумма установочных объемов элементов меньше полного объема устройства.
На практике обычно пользуются отношением суммы установочных объемов элементов к общему объему устройства.
При компоновке элементов на плоских печатных платах оперируют понятием установочной площади элемента, которую для большинства элементов вычисляют по формуле Sуст=1,25 BL. При определении полной площади платы вводят коэффициент ее увеличения, равный 2...3 (другими словами полная площадь будет в 2-3 раза больше суммы установочных площадей всех элементов).
Расчет установочных площадей микросхем.
Для микросхем К1533ИЕ2 и К1533ТЛ2 установочная площадь:
Sуст1 = 1,25 * 1,95 * 0,75 = 1,83 см2.
Для микросхем К514ИД1 установочная площадь:
Sуст2 = 1,25 * 0,75 * 2,15 = 2,02 см2.
Для индикаторов АЛС321А установочная площадь:
Sуст3 = 1,25 * 1,02 * 1,95 = 2,48 см2.
Суммарная установочная площадь всех микросхем:
Sуст = 4 * Sуст1 + 3 * Sуст2 + 3 * Sуст3 = 20,84 см2.
Из расчета видно, что с учетом коэффициента использования площади печатной платы, установочная площадь всех микросхем не превышает 100 см2, поэтому с большим запасом можно выбрать по ОСТ4 ГО.010.009 один из самых маленьких размеров печатной платы 135х110.
2.8. Расчет надежности устройства.
Расчет надежности заключается в определении показателей надежности изделия по известным характеристикам надежности составляющих компонентов и условиям эксплуатации. Для расчета надежности необходимо иметь логическую модель безотказной работы системы. При ее составлении предполагается, что отказы элементов независимы, а элементы и система могут находиться в одном из двух состояний: работоспособном или неработоспособном. Элемент, при отказе которого отказывается вся система, считается последовательно соединенным на логической схеме надежности. Элемент, отказ которого не приводит к отказу системы, считается включенным параллельно.
Произведем расчет надежности по внезапным отказам. Так как схема состоит только из последовательно включенных элементов, то система является нерезервированной.
С учетом условий эксплуатации необходимо определить интенсивности отказов элементов:
?і=?0·k1·k2·k3·k4·a(T,kн),
где - номинальная интенсивность отказов; и - поправочные коэффициенты в зависимости от воздействия механических факторов; - поправочный коэффициент в зависимости от воздействия влажности и температуры; - поправочный коэффициент в зависимости от давления воздуха; - поправочный коэффициент в зависимости от температуры поверхности элемента и коэффициента нагрузки.
Таблица 2.2
Интенсивность отказов элементов
№ Элементы t?C 1 КР1533ТЛ2 0,7 43 0,5 0,52 1 0,49 0,49 2 КР1533ИЕ2 0,7 43 0,5 0,52 3 0,49 1,47 3 КР514ИД1 0,7 43 0,5 0,52 3 0,49 1,47 4 АЛС231А 1,6 43 0,5 0,61 3 1,61 4,83 5 К10-17-Н50-0,47 0,98 43 0,7 0,42 2 0,78 1,55 6 Печатная плата 0,7 43 - - 1 1,1 1,1
Значения номинальных интенсивностей отказов элементов, а также значения поправочных коэффициентов и формулы для определения коэффициентов электрической нагрузки приведены в справочной литературе и учебной литературе по конструированию РЭА. Готовые и рассчитанные данные сведем в таблицу 2.2.
В данном случае: , .
Определяем интенсивность отказов всего блока:
=, 1/ч..
Среднее время наработки блока на отказ:
ч.
Таким образом устройство имеет почти девятикратное среднее время наработки, что с избытком удовлетворяет требованиям надежности для РЭА.
2.9. Электромонтажные соединения и монтаж элементов.
Основой электромонтажных соединений являются проводники из металлов и сплавов с малым сопротивлением, которые соединяют способами, обеспечивающими минимальное переходное сопротивление. Основной способ соединения в радио- и электронной аппаратуре - пайка. При пайке монтажнику приходится иметь дело с высоким напряжением и с раскаленными предметами. Для предохранения от поражения высоким напряжением запрещается выполнять электромонтажные работы в работающей аппаратуре.
При работе с электрическим паяльником надо соблюдать следующие правила:
Периодически проверять омметром отсутствие замыкания между корпусом паяльника и нагревательным элементом.
Использовать устойчивую подставку для паяльника, чтобы предохранить монтажника от ожогов в случае падения инструмента.
Запрещается выполнять пайку в работающем устройстве, так как случайное замыкание может вывести устройство из строя и быть причиной травмы.
Современные радиоэлектронные устройства выполняют на микросхемах различных типов. Особенности монтажа микросхем определяются их конструкцией. Большинство микросхем не терпит нагревания, поэтому при пайке их выводов используют припои ПОСВ-33, ПОСК-50 и ПОС-61 с пониженной температурой плавления (130...182?С) с применением спиртоканифольного флюса.
Паяльник для монтажа микросхемы должен иметь мощность не более 40 Вт и пониженное напряжение питания (12...36 В).
По конструкции выводов микросхемы делятся на две группы: с гибкими проволочными или ленточными выводами и с выводами в виде луженых контактных площадок или жестких лент. В проектируемом блоке используются микросхемы только с жесткими выводами. Монтируют такие микросхемы в следующем порядке.
Устанавливают и фиксируют ее выводами в отверстиях, предварительно слегка смоченных флюсом, набирают на жало паяльника минимальное количество припоя и последовательно производят пайку всех соединений. Для того, чтобы уменьшить вероятность перегрева микросхемы, не следует паять подряд выводы, расположенные рядом. Один из рекомендуемых вариантов последовательности пайки четырнадцативыводной микросхемы таков: 10-14-3-9-13-4-8-12-5-1-11-6-2-7.
При макетировании устройств на микросхемах часто используют установочные панели, чтобы не перепаивать по несколько раз выводы микросхем, рискуя их испортить.

2.10. Защита от статического электричества.
При работе с микросхемами ТТЛ необходимо учитывать возможность выхода их из строя от воздействия электростатического заряда, который возникает на поверхности диэлектрика при электризации. В частности, электростатические заряды образуются на теле человека при трении об одежду: ходьбе по линолеуму и т.п. заряд может достигать такого значения, при котором интегральная схема может быть повреждена либо полностью выйти из строя.
Например, если на вход микросхемы наведен заряд Кл, то при Свх=2 пФ напряжение на выводе микросхемы U=Q/Свх=500 В.
Характерными признаками повреждения приборов при воздействии статического электричества являются: аномальные утечки токов; уход параметров от нормы ТУ; короткое замыкание; пробой р-п переходов; выгорание металлизации; перегорание внутренних выводов и др.
Часто воздействие статического электричества приводит к появлению скрытых дефектов в микросхемах, которые проявляются со временем и приводят к ухудшению электрических параметров. Опасное (критическое) значение статического потенциала приводится в ТУ на микросхемы : 200 В для серий К155, К531 и К1533 и 30 В для серии К555.
Для ослабления электризации применяются физические и химические методы.
Физические методы предусматривают обеспечение заземления всех металлических и электропроводящих неметаллических частей технологического, испытательного и измерительного оборудования. Непрерывный отвод зарядов статического электричества с тела человека обеспечивается использованием антистатических браслетов, подключенных к заземленной шине через резистор сопротивлением 1 МОм гибким изолированным проводом.
К химическим методам снижения электризации относятся методы, предусматривающие использование электропроводящих пленок, эмалей, красок, лаков для повышения проводимости диэлектрических покрытий полов, столов, частей оборудования и приспособлений. Такие пленки должны создавать проводящий слой с удельным сопротивлением менее .Пленки наносят разбрызгиванием, распылением или испарением металла в вакууме.
Для снижения удельного поверхностного сопротивления диэлектриков (на 3-5 порядков) рекомендуется наносить на их поверхность антистатические вещества типа "Антистатик" с поверхностно-активными свойствами

ЗАКЛЮЧЕНИЕ
В данной курсовой работе разработан блок электронной аппаратуры, выполняющий функцию 12-ти разрядного двоично-десятичного счетчика с цепями последовательного переноса и индикацией на полупроводниковых диодах. Блок выполнен на интегральных микросхемах серии К1533 и К514, поэтому его параметры полностью соответствуют техническому заданию:
предельная частота не превышает 10 МГц;
максимальная мощность не превышает 3 Вт;
быстродействие 182 нс;
температура окружающей среды -20...+30 ?С;
относительная влажность 75% при температуре +18 ?С;
атмосферное давление 105 Па.
Индикация производится с помощью семисегментных цифровых индикаторов, выполненных на полупроводниковых светодиодах типа АЛС 321А.
На входе схемы с целью обеспечения помехозащищенности применен триггер Шмитта на микросхеме К1533ТЛ2.
В ходе работы проведен анализ существующих электронных устройств данного класса.
Блок разработан на односторонней печатной плате стандартного размера 135х110. Размеры платы определены с учетом суммарных установочных площадей всех элементов и коэффициента заполнения площади.
Произведен расчет надежности устройства. После определения интенсивности отказов всего блока, выяснено, что устройство имеет девятикратное время наработки на отказ по сравнению со стандартным (10 000 ч.). Надежность столь велика потому, что устройство имеет минимальное количество элементов, интенсивность отказов которых тоже имеет минимальное значение.
В ходе работы установлены особенности применения логических элементов ТТЛ, правила монтажа интегральных микросхем и способы защиты от статического электричества.
Графическая часть работы содержит структурную и электрическую принципиальную схемы устройства, а также сборочный чертеж и временную диаграмму счетчика.
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
Букреев И.Н. и др. Микроэлектронные схемы цифровых устройств.- М.: Радио и связь, 1990.
Шило В.Л. Популярные цифровые микросхемы: Справочник.- М.: Радио и связь, 1987.
Хоровиц П., Хилл У. Искусство схемотехники.- М.: Мир, 1998.
Скаржепа В.А., Луценко А.Н. Электроника и микросхемотехника.- К.: Выща шк., 1989.
Бирюков С.А. Цифровые устройства на ИМ.- М.: Радио и связь, 1991.
Бирюков С.А. Применение цифровых микросхем серий ТТЛ и КМОП.- М.: ДМК, 2000.
Мальцева Л.А. и др. Основы цифровой техники.- М.: Радио и связь, 1986.
Лисицын Б.Л. Отечественные приборы индикации и их зарубежные аналоги: Справочник.- М.: Радио и связь, 1993.
Применение интегральных микросхем в электронной вычислительной технике: Справочник/ Под ред. Б.Н.Файзулаева, Б.В.Тарабрина.- М.: Радио и связь, 1987.
Проектирование радиоэлектронных устройств на интегральных микросхемах./ Под ред. С.Я.Шаца.- М.: Сов. Радио, 1976.
Парфенов Е.М. и др. Проектирование конструкций радиоэлектронной аппаратуры: Учебное пособие для ВУЗов.- М.: Радио и связь, 1989.
Справочник по конструированию радиоэлектронной аппаратуры (печатные узлы)/ А.И.Горобец и др.-К.: Техника, 1985.
Справочник конструктора РЭА: Компоненты, механизмы, надежность/ Н.А.Барканов и др.; Под ред. Р.Г.Варламова.-М.: Радио и связь, 1985.
Ганенко А.П. и др. Оформление текстовых и графических материалов при подготовке дипломных проектов, курсовых и письменных экзаменационных работ (требования ЕСКД): Учеб.пос. для проф. образ.-М.: ИРПО; Изд. Центр "Академия", 1999.
ПРИЛОЖЕНИЕ
1 37

Работа на этой странице представлена для Вашего ознакомления в текстовом (сокращенном) виде. Для того, чтобы получить полностью оформленную работу в формате Word, со всеми сносками, таблицами, рисунками, графиками, приложениями и т.д., достаточно просто её СКАЧАТЬ.



Мы выполняем любые темы
экономические
гуманитарные
юридические
технические
Закажите сейчас
Лучшие работы
 Субъективная сторона преступления, неосторожность, легкомыслие
 Судебные уставы 1864 года
Ваши отзывы
Огромное спасибо! Не знаю чтобы я без Вас делала! Вчера сдала курсовую на "отлично", преподаватель был в восторге! На весеннюю сессию обязательно обращусь сразу к вам.
Ольга

Copyright © refbank.ru 2005-2021
Все права на представленные на сайте материалы принадлежат refbank.ru.
Перепечатка, копирование материалов без разрешения администрации сайта запрещено.