Файл: Анализ схемотехники пересчетного устройства.docx

Для работы счетчика и сдвигового регистра необходим генератор тактовых импульсов. Схема генератора приведена на рисунке 4. Он построен на двух элементах И-НЕ микросхемы К155ЛА3. Частота генерации определяется из соотношения:

,

где НОК - наименьшее общее кратное,

- точность измерения,

- скорость передачи.



Частота генерации определяется как:

.

Приняв , определим номинал резистора:



Примем значение из номинального ряда .

Для получения частот в 10000Гц и 1200Гц необходимо применить делители частоты. В качестве делителей удобно использовать счетчики К155ИЕ2 и К155ИЕ4. Для реализации деления на 5 используем счетчик К155ИЕ2 (DA3) подавая тактовые импульсы на вход C1 на выходе Q1 получим частоту деленную на 5. Для реализации деления на 6 используем счетчик К155ИЕ4.
Схема подсчета тактовых импульсов

Рисунок 5 - Схема подсчета тактовых импульсов


Для реализации схемы подсчета тактовых импульсов используем счетчики К155ИЕ6. В этих счетчиках имеется возможность последовательного подключения с целью увеличения разрядности. При этом выход «>15» подключается к тактовому входу следующего счетчика. Для получения на выходе 12 разрядного двоично-десятичного кода требуется 3 счетчика К155ИЕ6. Вывод переноса последнего счетчика используем для индикации ошибки.

Схема преобразования параллельного кода в последовательный

---

Р исунок 6 - Схема преобразования параллельного кода в последовательный

На рисунке 6 представлена схема преобразования параллельного кода в последовательны. Для реализации схемы преобразования параллельного кода в последовательный выберем параллельно-последовательный регистр сдвига с параллельной записью данных К155ИР1. К155ИР1 - четырехразрядный сдвиговый регистр. /1/

Вход разрешения параллельной загрузки служит для выбора режима работы регистра. Если на вход подается напряжение высокого уровня, разрешается работа тактового входа C2. В момент прихода на этот вход отрицательного перепада тактового импульса в регистр загружаются данные с параллельных входов D0-D3.

Если на вход подано напряжение низкого уровня, то разрешается работа тактовому входу С1. Отрицательные фронты последовательности тактовых импульсов сдвигают данные от последовательности входа S1 на выход Q0, затем на Q1,Q2,Q3, т.е. вправо.

Для построения 12 разрядного регистра сдвига необходимо соединить 3 регистра последовательно, причем выход Q3 предыдущего регистра соединяется со входом S1 последующего.

Схема управления

Р
исунок 6 - Схема управления

Для согласования отдельных узлов устройства необходима схема управления. В ее функции входит следующее:

• 
  Управление записью данных в регистры сдвига
  
• 
  Управление сдвигом данных записанных в регистры сдвига
  
• 
  Прекращение передачи данных в устройство обработки после передачи 12 разрядов
  

Анализ вышесказанного, позволяет сделать следующие выводы о необходимых компонентах схемы управления:

1. 
   Для управления сдвигом потребуется счетчик с пересчетом до 12
   
2. 
   Для прекращения передачи потребуется электронный ключ на триггере
   
3. 
   Для согласования по времени переключения логических элементов потребуются элементы задержки.
   

---

Предлагаемая схема управления изображена на рисунке 6.

4 Описание работы схемы электрической принципиальной пересчетного устройства

По заднему фронту изменяемого импульса с выхода детектора фронтов на входную схему задержки поступает положительный импульс. Со схемы задержки этот импульс поступает на вход триггера (электронного ключа), а также на вход C2 регистров сдвига. На выходе формируется логический ноль и через элемент задержки поступает на вход регистров сдвига, что переводит регистры в режим сдвига. После поступления заднего фронта импульса на вход С2 регистров сдвига происходит запись в эти регистры с выхода схемы подсчета. В это время триггер уже установлен в единичное состояние и логическая единица с выхода поступает на элемент «И-НЕ», что дает возможность тактовым импульсам поступать на вход C1 регистров сдвига. По достижении счетчиком значения 12 через элемент «И» сигнал поступает на вход R триггера и переводит его в нулевое состояние, тем самым закрывая тактовым импульсам путь через элемент «И-НЕ».

5 Алгоритм работы и временные диаграммы функционирования



Рисунок 7 - Блок-схема работы цифрового устройства
Блок-схема работы устройства приведена на рисунке 7. По переднему фронту импульса начинается отсчет. При поступлении заднего фронта импульса или при превышении заданного интервала времени отсчет останавливается. Если значение в счетчике превышает заданный предел, на панели отображения выводится сигнал «ошибка». В противном случае на панели отображения отображается содержимое счетчика и величина измеренного интервала передается в устройство обработки.

---

Временные диаграммы работы устройства представлены на рисунке 8.


Рисунок 8 - Временные диаграммы работы устройства


Заключение
Согласно заданию на курсовой проект, разработаны схема электрическая структурная, схема электрическая функциональная, приведено описание элементной базы, работы схемы электрической принципиальной цифрового устройства.

В процессе выполнении курсового проекта усвоены основные термины и понятия, относящиеся к микропроцессорному схемотехническому проектированию, освоены и закреплены методы анализа электронных схем, получены навыки работы с современной элементной базой микропроцессорных устройств, получены навыки работы с технической, справочной и методической литературой, действующими государственными стандартами, получен опыт правильного составления и оформления схемотехнической документации.

Список использованных источников

1. 
   Шило В.Л. Популярные цифровые микросхемы: справочник, - Москва; металлургия, 1988,-352 с.
   
2. 
   Орнадский П.П. Автоматические измерения и приборы. - К.; Техника,1990 - 448с.
   
3. 
   Цифровые и аналоговые интегральные микросхемы: Справочник / С.В.Якубовский, Л.И.Нильсон, В.И.Кулешова и др./ Под ред. С.В.Якубовского.-М.: Радио и связь, 1990.-496с.
   

---