Автор работы: Пользователь скрыл имя, 11 Марта 2012 в 21:40, курсовая работа
Современные требования к измерительным приборам, главными из которых являются высокая точность, большая разрешающая способность, температурная и временная стабильности, могут быть удовлетворены преимущественно за счет применения цифровых способов обработки и представления информации.
Для удобства разработчиков аппаратуры по технологическим, схемотехническим и конструктивным признакам цифровые интегральные микросхемы (ИС) выпускаются сериями. Серия — это совокупность ИС различного функционального назначения, имеющих общие электрические и эксплуатационные характеристики, выполненных по единой технологии и объединенных одним конструктивным решением (видом корпуса).
Введение……………………………………………………..………………………….3
1. Постановка задачи………………………………………………………...………...6
2. Таблица истинности………………………………………………………...……....7
3. Минимизация Булева выражения………………………………………..……..….9
4. Генератор импульсов………………………………………………………….......10
5. Счётчик импульсов………………………………………………………………..13
6. Схема совпадения кодов……………………………………………….…..….…..15
7. Регистры памяти…………………………………………………………….…......18
8. Расчёт потребляемой мощности……………………………...……….…….........21
9. Описание работы устройства………………………………………..……………22
Заключение…………………………………………………..………………….……23
Список использованной литературы………………………….…….........................24
Исходя из таблицы 2.1., получаем необходимые нам коды букв “ЯРЕЦВИКТОР”, которые выделим в отдельную таблицу – Таблица 2.2., для наглядности.
Таблица 2.2. Коды букв фамилии с именем
Буква | Полный код |
Я | 11111 |
Р | 10001 |
Е | 00110 |
Ц | 10111 |
В | 00011 |
И | 01001 |
К | 01011 |
Т | 10011 |
О | 01111 |
3. Минимизация булева выражения
При разработке логических схем можно минимизировать необходимое число элементарных схем. Схему можно упростить с помощью правил булевой алгебры.
Другой способ оптимизации основан на применении карт Карно – графического метода, который легко усваивается и оказывается гораздо проще чисто алгебраического.
Проведём минимизацию булева выражения, соответствующего таблице 2.2., полученной в пункте 2. Минимизацию будем проводить c с помощью Карты Карно. Карта Карно для девяти переменных, заполненная исходным булевым выражением приведена на рис
|
AB | _ AB | _ _ AB | _ AB | _ AB | _ _ AB | _ AB |
AB |
CD |
1 |
1
|
0 |
1 |
0 |
1 |
0 |
0 |
_ CD |
0
|
1 |
1 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
_ _ CD |
0
|
1 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0
|
_ CD |
0
|
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
E | _ E | |||||||
Рис.3.1. Карта Карно для пяти переменных
4. генератор импульсов
Необходимо разработать схему генератора импульсов с частотой повторения f = 100 кГц и относительной нестабильностью частоты Δf / f = ± 0,5 % на микросхемах КМОП- серии.
В качестве генератора выберем микросхему К561АГ1. Эта микросхема обладает широкими функциональными возможностями, но самое главное – имеет значительно меньшие погрешности длительности выходных импульсов, а также слабую зависимость длительности импульсов от температуры, питающего напряжения, от времени.Микросхема К561АГ1 состоит из 2-х одновибраторов.
Рис. 4.1 Условное графическое обозначение и цоколёвка микросхемы К561АГ1
Основные параметры ИС К561АГ1 при питании +5В следующие:
Uпит = 5В
U0вых = 0,8
U1вых = 4,2В
I0 вых = 0,51мА
I1вых = -1,6мА
t0,1 зд.р = 500нс
t1,0зд.р = 500нс
Чтобы получить автогенератор, необходимо два одновибратора включить по кольцевой схеме, то есть выход второго одновибратора подключить к входу первого. Запуск обоих одновибраторов на формирование выходного импульса осуществляется по окончании импульса на выходе предыдущего, то есть по заднему фронту сигнала. Следовательно, импульс подаём на инверсный вход запуска Т, а на прямой вход запуска Т подаём низкий уровень напряжения, на прямую подключив его на общую шину. При этом на входах сброса R должен быть высокий уровень напряжения, поэтому подключаем их к шине питания +5 В, через RC- цепочку. Промышленная частота составляет 50Гц, поэтому для надежного сброса R и С лучше всего выбирают из соотношения:
τ=R3*C1≥5мс.
Выберем τ= 1с. Задавшись R3 = 105 Ом рассчитаем С1:
Выбираем С1=1 мкФ из ряда Е48.
В качестве R3 = 100 кОм будем использовать резистор типа С5-60. Резистры этого типа предназначены для работы в цепях постоянного и переменного тока прецизионной и метрологической аппаратуры и имеют дупуск ±0,005%. Номинальная мощность 0,25 Вт. В качестве конденсатора С1 будем использовать конденсатор типа К10-47А с допуском (-20…+80), его номинальное напряжение 50В.
Длительность выходного импульса определяется внешними времязадающими элементами: ёмкостью С=С2=С3, включённой между входами С и RC, и сопротивлением R=R1=R2, включённым от источника питания к входу RC, по формуле:
tимп = 0,43*R*C
По заданию нужно разработать генератор с частотой повторения f =100кГц, т.е.
tповтр.= 1/100 *103=0,01mc.
Зададимся выходным сигналом генератора типа "меандр", то есть сигналом, у которого длительности импульса и паузы равны. Определим их по форму
t имп = t пауз = tповтор /2 = l/(2*f) = 5мкс