Динамична индикация


Вътрешна структура и изводи на използваните ИС



страница2/2
Дата11.05.2023
Размер238.43 Kb.
#117645
ТипЗадача
1   2
Курсова задача-ЦСХ-КонстантинБлагоев-101219029

1.Вътрешна структура и изводи на използваните ИС


Избираме светодиодни седемсегментни индикатори с общ катод от типа HDSPH103. Техните каталожни данни са:

  • ток в права посока IF=1mA;

  • напрежение в права посока UF=1.6V;

  • напрежение в обратна посока UR=3V;

  • максималнодопустим импулсен ток Ipeak=45mA.

За кодов преобразувател избираме ИС 74HC4511.
Тя има следните изводи:

Входа на кодовия преобразувател D0, D1, D2 и D3 се подава двоично десетичния код, който трябва да се индицира на индикаторите. Входа  служи за разрешаване на информационните входове. При подадена на този вход логическа нула се прочита входната информация, а при подадена логическа единица се индицира предишната подадена входна информация.Входа BL служи за индициране на нули на индикаторите, когато на този вход е подадена логическа нула. В противен случай се индицира подаваната на информационните входове информация.

Входът LT служи за тестване на светодиодите. При подадена логическа нула на този вход всички светодиоди от индикацията трябва да индицират. От тези разглеждания се вижда, че за проектираната динамична индикация е необходимо входовете LT и LE да се свържат към маса, а входа BL – към захранване.



Кодовия преобразувател 74HC4511 има следните характеристики при захранване Е=6V и температура на околната среда -40ºC  80ºC:

  • минимална стойност на входното напрежение при високо ниво – 4.2V;

  • максимална стойност на входното напрежение при ниско ниво – 1.8V;

  • минимална стойност на изходното напрежение при високо ниво – 5.34V при изходен ток 10mA;

  • максимална стойност на изходното напрежение при ниско ниво – 0.33V;

  • изходен ток – 10mA;

  • закъснение на положителния фронт на импулсен сигнал (време на включванe) – tPLH=400ns;

  • закъснение на отрицателния фронт на импулсен сигнал (време на изключване) – tPHL=400ns;

  • ток на консумация от захранващия източник ICC=80 μA.

За дешифратор избираме интегралната схема 74HC138

Информационните входове са А0, А1 и А2. На тях се подава двоичния код който трябва да се дешифрира. Изходите са Y0  Y7. На тях се получава унитарен код, като съответният изход е активен при логическа нула.Входовете Е1, Е2 и Е3 са разрешаващи и тяхното действие се описва от таблицата на истинност:



Дешифратора се характеризира със следните характеристики при захранващо напрежение Е=6V и температура на околната среда -40ºC  80ºC:

  • минимална стойност на входното напрежение при високо ниво – 4.2V;

  • максимална стойност на входното напрежение при ниско ниво – 1.8V;

  • минимална стойност на изходното напрежение при високо ниво – 5,9V при CMOS товар и 5,48V при друг товар;

  • максимална стойност на изходното напрежение при ниско ниво – 0.1V при CMOS товар и 0,26V при друг товар;

  • закъснение на положителния фронт на импулсен сигнал (време на включванe) – tPLH=33ns;

  • закъснение на отрицателния фронт на импулсен сигнал (време на изключване) – tPHL=33ns;

  • ток на консумация от захранващия източник ICC=80 μA.

За двоичен брояч избираме интегралната схема 74HC93. Тя е образувана от два брояча – брояч на 2 и брояч на 8. Тъй като е необходим брояч на 8, то брояча на 2 няма да се използва.Тази интегрална схема има следните изводи:

За реализацията на тактовия генератор ще се използва интегралната схема 74HC14. Тя се състои от 6 тригера на Смит и има следните изводи:

Входовете на тригерите на Шмит са изводите 1А6А, а изходите – са изводи 1Y2Y.
Интегралната схема 74HC14 има следната вътрешна
структура:

Нейната таблица на истинност е следната:


И


Интегралната схема има следните параметри при захранващо напрежение Е=6V и температура на околната среда -40ºC  80ºC:



  • първи праг на входното напрежение от хистерезисната крива V+ – 4,2V;

  • втори праг на входното напрежение от хистерезисната крива V- – 3,2V;

Избрани са интегрални схеми със CMOS технология за производство. Най-простия CMOS логически елемент е инвертора:


При превключването си CMOS елемента консумира определен ток, а оттук и мощност. Консумираната мощност зависи линейно от честотата на превключване и от продължителността на фронтовете на входните сигнали. При CMOS елементите се получава и допълнителна консумация на енергия, вследствие на презареждането на включените към изхода на елемента капацитети – вътрешни и товарни. Освен тези две мощности, които определят динамичната консумирана мощност, съществува и статична консумирана мощност, която се определя от утечните токове в CMOS схемите и е малка – под 1μW.

2.Описание действието на схемата. Изчислителна записка за дискретни външни компоненти.
Избираме захранващо напрежение Е=6V.
Тактовия генератор, който се реализира чрез тригер на Шмит (интегрална схема 74HC14), е необходимо да изработва правоъгълни импулси с честота n пъти по-голяма от честотата на регенерация, където n е броя на разредите. Така при избрана честота на регенерация fрег=50Hz за честотата на тактовия генератор се получава fТГ=n.fрег=8.50=400Hz. Оттук за необходимите продължителности на импулса и на паузата се намира: tИ=tП=1/fТГ=1/400=2,5ms.

Времеконстантата на RC веригата на тази схема определя продължителностите на импулса и на паузата.
Τ=(R1+Rp).C1=2,5ms.
Избираме стандартен кондензатор със стойност C1=10nF, работно напрежение 16V и толеранс 2%. За резисторите получаваме стойност R1+Rp=250kΩ. За R1 избираме стандартен резистор със стойност 249kΩ, мощност 0,1W и толеранс 2%. За Rp избираме многооборотен потенциометър със стойност 4,7kΩ. Чрез него ще може тактовата честота да се настрои точно 400Hz.
Двоичния брояч е реализиран, чрез интегралната схема 74HC93. Тя брои подаваните на входа от тактовия генератор правоъгълни импулси и на изхода й се получават комбинациите: 000, 001, ..., 111.
От сигналите на изходите на дешифратора се управляват входните буфери, реализирани чрез интегралната схема 74HC125. Входните буфери 74HC125 са с три изходни състояния. Когато даден разряд не индицира, от дешифратора се подава високо ниво (логическа единица) и съответния буфер се установява във високоимпедансно състояние. Когато даден разряд трябва да индцира, от дешифратора се подава ниско ниво (логическа нула) и съответния буфер пропуска към кодовия преобразувател входната информация. Избираме транзистора 2N3906. Той има следните параметри:

  • максимален колекторен ток ICmax=200mA;

  • максимално напрежение колектор-емитер UCEmax=40V;

  • максимална колекторна мощност PCmax=500mW;

  • напрежение на насищане колектор-емитер UCEsat=0,2V;

  • коефициент на предаване по ток ßmin=90.

Кодовия преобразувател е реализиран чрез интегралната схема 74HC4511. Тя преобразува входния двоично-десетичен код в изходния седемсегментен код. Нейните изходи са активни при високо ниво (логическа единица) и изходен ток 10mA.
Когато даден разряд индицира, съответния транзистор е наситен, а напрежението му на насищане колектор-емитер UCEsat=0,2V.

Тъй като индикацията е четириразрядна, а тока през един индикатор е 1mA, то тока протичащ през токоограничаващите резистори IR=4mA.


UR=Uo174HC4511 – UCEsat – ULED = 5,34 – 0,2 – 1,6 = 3,54V.
R= = =885Ω
3. Изисквания към захранващия модул
Необходимо е захранващия модул да има захранващо напрежение 6V.
Тока консумиран от захранващия източник е сума от токовете, консумирани от всяка интегрална схема.
ICC=ICC74HC4511+ICC74HC93+ICC74HC138+ICC74HC14+8.ICC74HC125=
=80+80+80+20+8.80=0,9mA.




Сподели с приятели:
1   2




©obuch.info 2024
отнасят до администрацията

    Начална страница