IF=1mA; напрежение в права посока U



Дата17.08.2018
Размер77.41 Kb.
Вътрешна структура и изводи на използваните интегрални схеми
Избираме светодиодни седемсегментни индикатори с общ анод от типа HDSPH101. Със следните каталожни данни:

  • ток в права посока IF=1mA;

  • напрежение в права посока UF=1.6V;

  • напрежение в обратна посока UR=3V;

  • максималнодопустим импулсен ток Ipeak=45mA.

Избираме кодов преобразувател – интегрална схема 74HC4511.







D0, D1, D2 и D3 са входовете на кодовия преобразовател на тях се подава двоично десетичния код, който трябва да се индицира на индикаторите.

Входа е за разрешаване на информационните входове. При подаване на този вход на логическа нула прочита входната информация, а при подаване на логическа единица се индицира предишната подадена 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 входовете информация.

Входът LT тества светодиодите. При подаване на логическа нула всички светодиоди от индикацията трябва да индицират.

От разглежданията се вижда, че за проектираната динамична индикация е необходимо входовете LT и LE да се свържат към маса, а входа BL – към захранване.

Изходите а,b,c,d,e,f,g са свързани съответно към анодите на седемсегментните индикатори.

Вътрешна структура на 74HC4511:

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, която представлява триразряден дешифратор (три входа – осем изхода).










А0, А1 и А2 са информационните входове. На тях се подава двоичния код, който трябва да се дешифрира. На изходите Y0Y7 се получава унитарен код, като съответният изход е активен при логическа нула.

Е1, Е2 и Е3 са разрешаващи,действието им се описва от таблицата на истинност.

За нормалната работа на проектираната динамична индикация входа Е3 се свързва към захранването (логическа единица), а входовете Е2 и Е1 – към маса (логическа нула).

Дешифратора 74HC138 три входа и осем изхода,но за нашата схема трябват шест изхода. Двата изхода Y6 и Y7 трябва да се дадат на маса.

Дешифратора 74HC138 има 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 входните буфери ще използваме интегралната схема 74HC125. Тя се състои от четири повторителя с три входни състояния. Проектираната динамична индикация има 6 разреда, а за всеки разред са необходими по 4 такива повторителя, то общо ще са необходими 6 такива интегрални схеми.






1A, 2A, 3A и са информационните входове.

1Y, 2Y, 3Y и 4Y са изходите.

1OE, 2OE, 3OE и 4OE са разрешаващи входове.

Вътрешната структура на 74HC125 е:




Буфера 74HC125 има 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;

  • максимална стойност на изходното напрежение при ниско ниво – 0.1V;

  • закъснение на положителния фронт на импулсен сигнал (време на включванe) – tPLH=21ns;

  • закъснение на отрицателния фронт на импулсен сигнал (време на изключване) – tPHL=21ns;

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

Избираме двоичен брояч - интегрална 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.






Входът CP0 е входа на брояча на 2. Той няма да се използва, поради което се свързва към маса. Входът CP1 е входа на двоичния брояч на 8, който ще се използва.

Извода Q0 e изхода на брояча на 2,той също се свързва към маса. Изводите Q1, Q2 и Q3 са изходите на брояча на 8.

Изводите MR1 и MR2 са нулиращи входове, които са обединени с операцията И. Към тях свързваме изхода на най-старшия разряд за да намалиме модула му на броене.

Интегралната схема 74HC93 има следните параметри 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;

  • максимална стойност на изходното напрежение при ниско ниво – 0.1V;

  • закъснение на положителния фронт на импулсен сигнал (време на включванe) – tPLH=29ns;

  • закъснение на отрицателния фронт на импулсен сигнал (време на изключване) – tPHL=29ns;

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

За тактовият генератор ще използваме интегралната схема 74HC14. Състояща се от 6 тригера на Шмит .




Интегралната схема 74HC14 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;

  • минимална стойност на изходното напрежение при високо ниво – 5,9V;

  • максимална стойност на изходното напрежение при ниско ниво – 0.1V;

  • закъснение на положителния фронт на импулсен сигнал (време на включванe) – tPLH=29ns;

  • закъснение на отрицателния фронт на импулсен сигнал (време на изключване) – tPHL=29ns;

  • ток на консумация от захранващия източник ICC=20μA.

Избрани са интегрални схеми със CMOS технология за производство.

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

Мощността, която се разсейва в гейта за управлението му при всяка MOS серия е нищожна, което позволява получаването на неограничена товароспособност по постоянен ток.

На базата на инвертора, в CMOS интегралните схеми лесно се реализират останалите логически функции.

Усъвършенстването на CMOS логическите елементи е довело до подобряване на характеристиките, повишаване на шумоустойчивостта и увеличаване на бързодействието. В проектираната динамична индикация се използват бързодействащата CMOS серия, наричана HCMOS (High speed). Тази серия е с намалени структурни размери и рязко се снижават паразитните капацитети, което оказва решаващо влияние върху бързодействието им. Серията HC е съвместима по вход със стандартните CMOS елементи, работещи със захранващо напрежение от 2 до 6 V, изцяло буферирана по вход и изход.



Интегралните схеми използувани за проектиране на динамичната индикация могат да се подредят в следната таблица за функционална класификация:




ИС

Функц. клас.

Функция

Обозначение

Забел.

1

IC1

Шест тригера на Шмит

Тактов генератор

74HC14




2

IC2

Двоичен брояч – на 2 и на 8

Двоичен брояч на 6

73HC93




3

IC3

Триразряден дешифратор

Дешифратор

74HC138




4

IC4

BCD/7-сегментен преобразувател

Кодов преобразувател

74HC4511




5

IC5IC10

4 Повторителя с 3 изходни състояния

Входен буфер

74HC125











Поделитесь с Вашими друзьями:


База данных защищена авторским правом ©obuch.info 2019
отнасят до администрацията

    Начална страница