Проектирование Цифрового устройства

| Категория реферата: Рефераты по радиоэлектронике
| Теги реферата: читать рассказы, реферат
| Добавил(а) на сайт: Переверзев.

Схема подсчета тактовых импульсов состоит из элемента «И» и счетчика.
Элемент «И» пропускает тактовые импульсы от генератора, только если триггер находится в единичном состоянии. Счетчик обеспечивает подсчет импульсов.

Схема отображения содержит регистр, дешифратор и индикаторы.
Использование регистра позволяет избежать мерцания во время подсчета.
Запись в регистр выполняется только по окончанию подсчета длительности импульса. Дешифратор необходим для преобразования двоично-десятичного кода в код обеспечивающий отображение соответствующей цифры.

Рисунок 2. Функциональная схема

Схема преобразования параллельного кода в последовательный состоит из преобразования кода 8421 в код 8421+3 и сдвигового регистра обеспечивающего преобразование параллельного кода в последовательный.

В состав тактового генератора входит генератор прямоугольных импульсов заданной частоты и делитель частоты для сдвигового регистра.

Определим разрядность индикатора по формуле:

[pic], где [pic]- максимальное значение измеряемой величины; [pic] -точность измерения.

[pic]

Разрядность регистра с параллельным вводом и последовательным выводом информации определим исходя из того, что для отображения каждого десятичного разряда требуется 4 бита:

[pic]

2. РАЗРАБОТКА ПРИНЦИПИАЛЬНОЙ СХЕМЫ УСТРОЙСТВА

2.1 Проектирование схемы детектора фронтов

Рисунок 6. Схема детектора фронтов

Ждущий мультивибратор можно реализовать на основе микросхемы К155АГ3.
Она содержит два ждущих мультивибратора с возможностью перезапуска. Каждый мультивибратор содержит выходы [pic]и [pic], вход сброса [pic]и два входа запуска: [pic]- прямой и [pic]- инверсный, с активным низким уровнем.

Длительность импульса (при [pic]) вычислим по формуле:

[pic].
Паразитная емкость вывода RT на землю около 50пФ, поэтому максимальное время выходного импульса 40нс.
Потребляемый микросхемой К155АГ3 ток составляет 66мА, стекающий коллекторный ток выводов может быть до 40мА.

Вход [pic]используется для прямого запуска мультивибратора. Сигнал сброса формируется с помощью RC звена: времязадающий конденсатор [pic] подключается между выводами 14 и 15 а также 6 и 7; резисторы [pic] подключаются от выводов 15 и 7 к положительной шине питания 5В. Примем номиналы [pic] и [pic]:

Триггер можно реализовать на основе микросхемы К555ТР2. Она содержит 4 независимых RS - триггера, имеющих общую шину питания. У каждого триггера есть входы [pic] и [pic], а также комплиментарный выход [pic].

Логический элемент «И» можно реализовать на основе микросхемы К155ЛИ1.
Она содержит четыре логических элемента «И». Время задержки для микросхемы
К155ЛИ1: [pic], [pic], потребляемый ток [pic], [pic].

Схема детектора фронтов и электронного ключа отображена на рисунке 6.
Между микросхемой К155АГ3 и RS триггером стоит логический элемент «И», на один вход которого подается логический нуль и предусмотрена кнопка «Пуск» для установки RS триггера в исходное (нулевое) состояние. В качестве элемента «И» используется один элемент микросхемы К155ЛИ1.

2.2. Генератор тактовых импульсов

Рисунок 7. Схема тактового генератора

Для работы счетчика и сдвигового регистра необходим генератор тактовых импульсов. Схема генератора приведена на рисунке 7. Он построен на двух элементах И-НЕ микросхемы К155ЛА3. Частота генерации определяется из соотношения:

[pic], где НОК - наименьшее общее кратное,
[pic] - точность измерения,
[pic] [pic]- скорость передачи.

[pic]