9.Электронное реле времени.
Электронное реле времени — это устройство, которое
определяет время индикации цифровой информации, высвечиваемой цифровыми
индикаторами.
Это устройство (рис.13.) выполнено на запускном
генераторе прямоугольных импульсов и делителе частоты.
Запускной генератор прямоугольных импульсов выполнен
на микросхемах DD7.1, DD7.2.
Делитель частоты собран на декадных делителях. Состоит
он из трёх микросхем DD8, DD9, DD10. Коэффициент рассматриваемого делителя
равен тысяче. На выходе стоит одновибратор, который вырабатывает короткий
импульс независимо от длительности импульса с выхода делителя. Импульс с
одновибратора обеспечивает подготовку вольтметра к новому циклу измерения, т.е.
осуществляет полный сброс.
Реле времени обеспечивает выдержку времени порядка
одной секунды.
С делителя частоты снимаются импульсы, частота которых
равна 1кГц.
 |
|||
|
Разработка схемы микроконтроллера
Введение
Современная электронная техника представляет собой сложные системы,
реализованные на базе микроэлектроники и средств вычислительной техники.
Вычислительные средства являются важнейшей составной частью различных устройств
радиоэлектронной аппаратуры.
Микроконтроллер (МК) — это программно управляемая большая интегральная схема
(БИС), предназначенная для обработки цифровой информации.
Наибольший эффект от внедрения МК достигается в устройствах и системах
локальной автоматики, системах измерения, контроля и других областях, в которых
применяются средства цифровой обработки данных. Сравнительно низкая стоимость,
малые габариты и потребляемая мощность, высокая надежность и исключительная
гибкость, не свойственная другим способам обработки данных, обеспечивает
приоритет МК перед другими средствами обработки данных.
Наибольший эффект применения микроконтроллеров достигается при
встраиваемом варианте его использования, когда МК встраивается внутрь приборов,
устройств или машин. В таком варианте использования от МК требуется не столько
вычислительная производительность, сколько логическая оперативность, столь
необходимая в задачах управления.
Использование МК в оборудовании позволяет повысить производительность,
качество, помогает решать сложные проблемы программного регулирования,
существенно улучшает технико-экономические характеристики автоматизированного
оборудования, повышает его «интеллект».
1.Анализ технического задания
цифровой схема микроконтроллер
Рисунок 1 — Структурная схема микроконтроллера
В настоящем курсовом проекте необходимо разработать микроконтроллер на
микросхемах малой и средней логике.
— Тип логики — ТТЛ. Для проектирования микроконтроллера необходимо
применять микросхемы на основе ТТЛ логики;
Содержание АЛУ. Содержит перечень всех логических и математических
операций, которые будет поддерживать проектируемый микроконтроллер. Количество
операций зависит от разрядности шины выбора функции;
Разрядность: m=4, n=3. Разрядность шины порта ввода данных составляет 3
разрядов, разрядность шины порта выбора функции 4 разрядов. Следовательно, в
микроконтроллере можно адресовать 16 различных функций.
Способ ввода данных — параллельный. Это означает, что все разряды входных
данных и номера функции поступают одновременно.
Структурная схема микроконтроллера состоит из:
· АЛУ предназначено для выполнения логических и арифметических
операций нал двумя многоразрядными числами.
· Портов ввода для операндов DI и BI.
· Порта ввода управляющего сигнала V для выбора конкретной операции.
· Порта управления с входными сигналами Pвх и М в зависимости от комбинаций
которых выбирается логическая или арифметическая операция.
· Порта вывода результата F.
· Вывод Рвых для сигнала переноса.
· Блока индикации показывающего выполнение логической или
арифметической операции и операции сравнения.
· ГТИ.
· Блока памяти
выполненный на основе микросхемы К155ИР17.
Микросхема К155ИР17(DD2) совместно с
цифро-аналоговым преобразователем DA4 в данном вольтметре служит для
формирования компенсационного напряжения, которое сравнивается с входным
напряжением.
Микросхема К155ИР17 — специальный
регистр, предназначенный для построения аналогово- цифровых преобразователей,
работающих по принципу последовательного приближения, с числом разрядов до 12.
Микросхема, цоколёвка которой приведена
на рис.8, имеет четыре входа: вход С — для подачи тактовых импульсов
отрицательной полярности, вход D- для подачи запоминаемой регистром информации,
вход Е- разрешения преобразования и вход S- сброса.
Работа микросхемы проиллюстрирована на
рис.9.
При подаче на вход S лог. нуля по
спаду очередного импульса отрицательной полярности (импульс 0) происходит
начальная установка триггеров регистра — на выходе 12 устанавливается лог. 0,
на выходах 1-11 и — лог. 1. Такое состояние регистра будет сохраняться
до тех пор, пока на входе S будет лог. 0.
После установления на входе S лог. 1
первый спад импульса отрицательной полярности произведёт запись в триггер
регистра с выходами 12 и информации с входа D и установит выход 11 в состояние
0, на выходах 10-1 и Р будет лог. 1. Спад очередного импульса отрицательной
полярности произведёт запись информации с входа D в очередной триггер регистра
и установку следующего за ним выхода в состояние 0. Таким образом на выходах
регистра поочерёдно появляется лог. 0, вслед за ним- информация с входа D.
После записи информации с входа D в последний триггер
регистра (с выходом 1) на выходе P появляется лог. 0 и это состояние регистра
фиксируется до появления лог. 0 на входе S. Если вход S соединить с выходом P,
появление лог. 0 на выходе Р по спаду очередного тактового импульса (импульс 13
на рис.9.) приведёт к установлению исходного состояния регистра аналогично
импульсу 0. В результате микросхема будет повторять описанный выше цикл работы с
периодом в 13 тактов.
Так микросхема работает на лог. 0 на входе Е. Если на
вход Е подать лог. 1, выходы 12-1 и Р переходят в состояние 1 и на сигналы на
других входах не реагируют. Наличие входа Е позволяет соединять между собой
микросхемы для получения регистров последовательного приближения на 24, 36 и
т.д. разрядов. Работа таких регистров аналогична работе одной микросхемы, а
период при соединении выхода Р последней микросхемы с объединёнными входами S
всех микросхем соответственно составит 25, 37, и т.д. тактов.
На основе микросхемы К155ИР17 можно создать
аналого-цифровой преобразователь (рис.10), состоящий из данной микросхемы DD2,
цифро-аналогового преобразователя DA4 и компаратора DA6.
 |
 |
-Uп
10.Двоично-десятичный счётчик.
Счётчик, изображённый на рис.14 представляет собой
устройство, предназначенное для подсчёта количества импульсов, пришедших за
цикл измерения.
В нашей схеме счётчик выдаёт двоично-десятичный код,
который определяется количеством импульсов, пришедших с генератора за цикл
измерения.
В рассматриваемой схеме счётчик собран на двоичных
счётчиках DD11.1, DD11.2, DD12.1, DD12.2 (микросхемы К155ИЕ19) и элементах
DD5.3, DD5.4 (микросхемы К155ЛИ2), которые переводят двоичный счётчик в
двоично-десятичный.
Четыре счётчика DD11.1, DD11.2, DD12.1, DD12.2
формируют двоично-десятичный код.
Диоды VD1, VD2, VD3 осуществляют функцию защёлки по
каналу сброса информации в том случае, если происходит переполнение элемента
счётного устройства. Выходы счётчика подключаются к дешифратору.
 |
8.Устройство проверки
Устройство проверки готовности цифровой информации
приведено на рис.12.
Данное устройство состоит из ЦАП DA5 на цифровые
входы которого подается цифровая информация с двоичного счетчика, компаратора
DA1 и логического элемента «и» DD5.
Напряжение, которое формирует ЦАП DA5 подается на один
из аналоговых входов компаратора DA1. На второй аналоговый вход компаратора
подается напряжение с ЦАП DA4, которое после обработки устройством АЦП ровно
входному напряжению.
Для проверки готовности данных нам необходимо три
информационных сигнала: сигнал завершения цикла преобразования устройством
АЦП, аналоговый сигнал с ЦАП DA4, аналоговый сигнал с ЦАП DA5. После успешной
проверки сигнал о готовности цифровых данных поступает на вход запуска
электронного реле времени и на командный вход L преобразователя
двоично-десятичного кода в семисегментный DD13-DD16 . По этому сигналу
происходит запись цифровой информации в выходные регистры памяти
преобразователя-дешифратора.
