Федеральное агентство по образованию

Российский государственный профессионально-педагогический университет

Инженерно-педагогический институт

Кафедра микропроцессорной управляющей вычислительной техники

Разработка устройства формирования
управляющих сигналов
Пояснительная записка к курсовой работе по дисциплине:

«Электроника и микросхемотехника»

030502.06 005. ПЗ

Разработчик: студент группы ЗВТ – 205 С
Руководитель работы: канд.техн.наук, доцент

Екатеринбург, 2006

Разработка устройства формирования управляющих сигналов с «жесткой» логикой работы.

Устройство содержит генератор тактовых импульсов, рассчитанный на заданную частоту импульсов, и формирователь, реализующий за восемь тактов работы генератора пять управляющих сигналов с заданными временными диаграммами. Устройство работает циклически, последовательно повторяя заданные рабочие такты.



Такты работы формирователя управляющих сигналов

Ти

Т1

Т2

Т3

Т4

Т5

Т6

Т7

Т8

У0

У1

У8

У9

У13

Устройство содержит генератор тактовых импульсов (Ти) на элементах DD1.1, DD1.2, схему формирования импульса сброса на элементах DD1.3, DD1.4, схему формирователя управляющих сигналов на элементах DD2, DD3, DD4, DD5, DD6, DD7.

После включения питания сигнал, сформированный схемой сброса, поступает на входы R всех счетчиков, а так же на триггер и регистр, обнуляя их. Сигнал (Ти) с тактового генератора поступает на тактовые входы всех счетчиков. Сигнал счетчика DD2 с выхода 1 (выв.2) поступает на вход S (выв.6) триггера DD5.1, и к началу второго такта (Т2) устанавливает триггер в единичное состояние (сигнал на выв.1 DD5.1). К началу пятого такта (Т5) счетчик DD2 сигналом с выхода 4 (выв. 10) обнуляет счетчик путем подачи импульса на вход R (вьге.4) триггера. На седьмом такте (Т7) триггер снова устанавливается в единичное состояние, но уже сигналом с выхода 6 (выв.5) счетчика DD2. На восьмом такте (Т8) триггер сбрасывается сигналами с выходов 7 (выв.6) и 8 (выв.9). Таким образом формируется сигнал УО на выходе триггера DD5.1. Сигналом с выхода 8 (выв.9) счетчика DD2 осуществляется так же сброс всей схемы формирователя управляющих сигналов, затем весь цикл повторяется. Диоды VD1-VD11 необходимы для развязки цепей выходных сигналов. Сигнал У1 формируется счетчиком DD4.1. Счетчик DD4.1 работает в обычном режиме, срабатывая по фронту тактовых импульсов (Ти). Управление его работой осуществляется путем формирования сигнала запрета такта на входе ЕС счетчика с помощью логической схемы ИЛИ-НЕ DD3.1, что позволяет останавливать счет, сохраняя состояние счетчика. Аналогично формируются сигналы У8 и У9. Сигнал У13 формируется сдвиговым регистром DD7.1, причем записываются по входу D (выв.7) импульсы тактового генератора (Ти), а стробирующие импульсы на входе С (выв.9) формируются счетчиком DD2, суммирование полученных импульсов производится диодами VD10, VD11.

В устройстве использованы микросхемы серии К561 (ЛН2, ИЕ8, ЛЕ10, ИЕ10, ТМ2, ИР2), некоторые из них можно заменить аналогами серии К176. Диоды КД522Б можно заменить любыми импульсными, например, из серии КД521. Конденсаторы из серии КМ, резисторы МЛТ 0.125.

Питание устройства осуществляется от любого стабилизированного источника питания напряжением +5... 15в.

Расчет генератора тактовых импульсов производится по формуле:

Период

T=1.4*C₁*R₂;

Частота

F=1/T;

Задаёмся величиной С₁=0.1нф=0.1*10^-9ф;

Частота F= 0.6 Мгц=0.6*10⁶гц;

Рассчитаем сопротивление резистора

R₁=1/(0.6*10⁶ *1.4*0.1*10^-9) = 12 кОм

Номинальные значения R₂, С₂ не влияют на работу данной схемы и для упрощения схемотехники их можно взять равными R₁ ,C₁.

Логические элементы КМДП ИС

Назначение, функциональные возможности	Серия и тип
Десятичный счетчик-делитель (пятиразрядный счетчик Джонсона и дешифратор)	К561ИЕ8
Два синхронных двоичных счетчика-делителя	К561ИЕ10
Два четырехразрядных регистра сдвига с последовательным входом	К561ИР2
Три 3ИЛИ-НЕ	К561ЛЕ10
Шесть НЕ	К561ЛН2
Два D-триггера с установками «0» и «1»	К561ТМ2

Основные параметры логических элементов

Тип микросхемы	Uип, В	U0вых, В	U1вых, В	I1вх, мкА	I0вых, мА	I1вых, мА	Iпот, мкА	t0,1зд.р, нс	t1,0зд.р, нс
К561ИЕ8	5 10 15	0,8 1 -	4,2 9 -	- - 0,3	0,15 0,35 -	0,15 0,35 -	- - 20	- 350 -	- 350 -
К561ИЕ10	5 10	0,8 1	4,2 9	- 0,2	0,2 0,5	0,2 0,2	50 100	1500 500	1500 500
К561ИР2	5 10 15	0,8 1 -	4,2 9 -	- - 0,3	0,12 0,25 -	0,08 0,2 -	- - 100	980 370 -	980 370 -
К561ЛЕ10	10	2,9	7,2	0,05	0,6	-0,25	5	145	125
К561ЛН2	5 10 15	0,95 2,9 -	3,6 7,2 -	- - 0,3	2,6 8,0 -	1,25 1,25 -	- - 2	120 90 -	110 50 -
К561ТМ2	5 10 15	0,8 1,0 -	4,2 0,9 -	- - 0,3	0,5 0,9 -		0,25 0,6 -	- - 20	420 150 -

Основные параметры цифровых интегральных микросхем

ГОСТ 19480-89 (СТ СЭВ 1817-79,4755-84, 4756-84) «Микросхемы интегральные. Термины, определения и буквенные обозначения электрических параметров».

ГОСТ 17021-88 «Микросхемы интегральные. Термины и определения»

Термины	Обозначение отечественное	Определение
Напряжение питания	Uип, В	Значение напряжения, обеспечивающее работу интегральной микросхемы в заданном режиме
Входное напряжение низкого уровня	U0вых, В	Напряжение низкого уровня на выходе интегральной схемы
Входное напряжение высокого уровня	U1вых, В	Напряжение высокого уровня на выходе интегральной схемы
Входной ток высокого уровня	I1вх, мкА	Ток, протекающий во входной цепи интегральной микросхемы
Выходной ток низкого уровня	I0вых, мА	Ток, протекающий в цепи нагрузки интегральной микросхемы при напряжении низкого уровня
Выходной ток высокого уровня	I1вых, мА	Ток, протекающий в цепи нагрузки интегральной микросхемы при напряжении высокого уровня
Ток потребления	Iпот, мкА	Ток, потребляемый интегральной микросхемой от источников питания
Время задержки распространения при включении	t0,1зд.р, нс	Интервал времени между входным и выходным импульсами при переходе напряжения на выходе интегральной микросхемы от напряжения высокого уровня к напряжению низкого уровня, измеренный на уровне 0,5 или заданном значении напряжения
Время задержки распространения при выключении	t1,0зд.р, нс	Интервал времени между входным и выходным импульсами при переходе напряжения на выходе интегральной микросхемы от напряжения низкого уровня к напряжению высокого уровня, измеренный на уровне 0,5 или заданном значении напряжения

Условные обозначение цифровых микросхем














Импульсный диод

Тип прибора	Материал	U обр, В	t вос, нс	I обр, мА	С д, пФ	I обр1, мА	U пр, В	I пр max, мА
КД522Б	Si	50	4(10мА, 10 В)	2	10	1	1 (50 мА)	50

U обр – допустимое постоянное обратное напряжение

t вос – время восстановления

I обр – постоянный обратный ток

С д – емкость перехода

I обр1 – постоянный обратный ток при U обр max

U пр – постоянное прямое напряжение

I пр max – максимальный прямой ток перехода