Вътрешна структура и изводи на използваните интегрални схеми

Вътрешна структура и изводи на използваните интегрални схеми

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

• 
  ток в права посока I_F=1mA;
  
• 
  напрежение в права посока U_F=1.6V;
  
• 
  напрежение в обратна посока U_R=3V;
  
• 
  максималнодопустим импулсен ток I_peak=45mA.
  

За кодов преобразувател избираме интегралната схема 74HC4511.

• 
  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) – t_PLH=400ns;
  
• 
  закъснение на отрицателния фронт на импулсен сигнал (време на изключване) – t_PHL=400ns;
  
• 
  ток на консумация от захранващия източник I_CC=80 μA.
  

За дешифратор избираме интегралната схема 74HC138, която представлява триразряден дешифратор (три входа – осем изхода).

• 
  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) – t_PLH=33ns;
  
• 
  закъснение на отрицателния фронт на импулсен сигнал (време на изключване) – t_PHL=33ns;
  
• 
  ток на консумация от захранващия източник I_CC=80 μA.
  

За реализиране на входните буфери ще използваме интегралната схема 74HC125. Тя се състои от четири повторителя с три входни състояния. Тъй като проектираната динамична индикация има 8 разреда, а за всеки разред са необходими по 4 такива повторителя, то общо ще са необходими 8 такива интегрални схеми.

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) – t_PLH=21ns;
  
• 
  закъснение на отрицателния фронт на импулсен сигнал (време на изключване) – t_PHL=21ns;
  
• 
  ток на консумация от захранващия източник I_CC=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.

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

Интегралната схема 74HC93има 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) – t_PLH=29ns;
  
• 
  закъснение на отрицателния фронт на импулсен сигнал (време на изключване) – t_PHL=29ns;
  
• 
  ток на консумация от захранващия източник I_CC=80 μA.
  

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.

Нейната таблица на истинност е следната:

• 
  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) – t_PLH=29ns;
  
• 
  закъснение на отрицателния фронт на импулсен сигнал (време на изключване) – t_PHL=29ns;
  
• 
  ток на консумация от захранващия източник I_CC=20μA.
  

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.

Въз основа на направеното в тази глава разглеждане на използваните в проектираната динамична индикация интегрални схеми, може да се попълни следната таблица за функционална класификация: