Таймер.

Формулировка задания. Разработать электрическую принципиальную схему таймера повышенной точности (погрешность – не более 0,1 секунды) на диапазон временных интервалов 1 – 60 сек. с плавной регулировкой временного интервала без использования прецизионных времязадающих элементов, обладающего возможностью калибровки шкалы с использованием внутреннего кварцованного генератора (калибратора). Предусмотреть возможность использования разрабатываемой конструкции в режиме генератора прямоугольных импульсов. Предварительно изучить соответственную элементную базу и на основании проведенного анализа предложить оптимальный вариант конструкции устройства с использованием доступной элементной базы, выбрать комплектующие для построения разрабатываемой схемы. Произвести расчет параметров и элементов схемы. Глава 1. Таймеры, их типы. Принципы работы аналогового таймера Таймеры – устройства, предназначенные для формирования заданного оператором (управляемые) либо изготовителем интервала времени. По своему исполнению подразделяются на механические, электромеханические и электронные. Среди последних отдельную группу составляют интегральные таймеры – функционально завершенные интегральные микросхемы средней и большой степени интеграции. Интегральные таймеры по способу функционирования разделяются на аналоговые и цифровые. Последние имеют на кристалле только чисто цифровые компоненты: логические вентили, триггеры и базирующиеся на их основе более сложные узлы таймера – счетчики, регистры, ячейки памяти, шифраторы и дешифраторы Первичным эталоном временного интервала тут является пьезокварцевый резонатор, за счет чего достигается высокая точность работы таймера. Примером такой микросхемы может служить КР1016ВИ1 – цифровой многопрограммный таймер [1]. Данная большая интегральная схема предназначена для производства бытовых программируемых часов (запас программ на неделю) но может быть использована и в составе различного технологического оборудования. Другим примером цифрового интегрального таймера является большая интегральная схема КР580ВИ53. Она входит в состав микропроцессорного комплекта КР580 и предназначена для формирования различных временных задержек электрических импульсов и деления частот (режим работы – программируемый [2]). Аналоговые интегральные таймеры по сравнению с цифровыми обладают менее сложной структурой (меньшее число дискретных компонентов на кристалле), проще управляются и более дешевы. Времязадающим элементом для них является RC – цепочка. Для обрабатывания стабильных временных интервалов элементы ее должны иметь минимальные значения температурных коэффициентов сопротивления и емкости. Что касается зависимости временных интервалов от величины напряжения питания то благодаря оригинальному схемному решению (впервые использованному при создании микросхемы NE555 [3]) то она значительно меньше, чем у одновибраторов построенных на основе биполярных (например микросхема К155АГ1 [4]) или МОП-транзисторов [5]. По функциональному составу внутренних узлов аналоговые таймеры не являются полностью аналоговыми. Они наряду с компараторами напряжения, которые относят к аналоговым ИС, содержат узлы, выполняющие цифровые функции: логиче¬ские вентили, триггеры, счетчики и др. Компараторы в таймерах обеспечивают повышение чувствительности их цифровых компонентов от единиц вольт до долей милли¬вольта к изменениям входных напряжений. Таким об¬разом, основные функции в аналоговых таймерах выполняют циф¬ровые узлы, точность же формирования интервала времени определяется в первую очередь компараторами напряжения. 1.1. Классификация и принципы построения таймеров Массовое применение таймеров в аппаратуре, раз¬нообразие решаемых ими задач и, следовательно, мно¬гообразие требований, предъявляемых к их параметрам в зависимости от типа аппаратуры и рода выпол¬няемых функций, обусловило создание большого семей¬ства полупроводниковых таймеров. Все аналоговые таймеры делятся на два класса: однотактные и многотактные со встроенным счетчиком ( см. рис. 1.1, ст. 27) [6]. Однотактные таймеры применяются, если длитель¬ность формируемых временных интервалов лежит в пределах от 1 мкс до 1 ч. Семейство таких таймеров можно разделить на две группы (рис. 1.2, ст. 27). К первой группе относятся таймеры общего применения, имеющие по одной, две и четыре ИС на одном кристалле. Вторую группу составляют

Глава 1. Таймеры, их типы. Принципы работы аналогового таймера 3
1.1. Классификация и принципы построения таймеров 4
1.2. Особенности структур таймеров общего применения 7
1.2. Особенности применения и основные параметры однотактного таймера 9
1.4.Особенности применения и основные параметры программируемого таймера. 12
Глава 2. Проектирование схемы таймера 15
2.1. Расчет возможности перекрытия диапазона 1:60. 15
2.2 Разработка схемы допускающей применение времязадающего конденсатора меньшей емкости. 18
2.3 Схемотехническое повышение точности отработки временных интервалов. 19
Глава 3. Окончательный вариант разрабатываемой схемы 22
3.1. Блок- схема таймера. 22
3.2.Электрическая принципиальная схема устройства. 24
ЛИТЕРАТУРА. 30

Новаченко И. В., Телец В.А .Микросхемы для бытовой радиоаппаратуры. Дополнение второе. Справочник. М: Радио и связь, 1991-272 с. : ил
2. Хвощ С. Т., Варлинский Н. Н., Попов Е.О. Микропроцессоры и микроэвм в системах автматического управления. Л.: Машиностроение, 1987. 640 с.: ил.
3.Трейстер Р. Радиолюбительские схемы на ИС типа 555: Пер. с англ. М.: Мир, 1988. 263 с. , ил.
4. Шило. Л. В. Популярные цифровые микросхемы.: Справочник, - М. : радио и связь, 1989. 352 с.
5. Волков С. Генераторы прямоугольных импульсов на МОП-элементах.: М.: Энергоиздат, 1986, 230 с.
6. Коломбет Е. А. Таймеры. М.: Радио и связь, 1984. 126 с.
7. Бирюков С. А. Цифровые устройства на МОП интегральных микросхемах. М. : Радио и связь, 1990. 128 с.