Устройства цифровой индикации - Радиоэлектроника - Скачать бесплатно
1.ОБЩАЯ ЧАСТЬ.
1. Структурная схема устройства динамической индикации.
Структурная схема обеспечивает динамическую индикацию 5х десятичных
цифр на семисегментных полупроводниковых индикаторах. Ввод информации
производится параллельно в двоично - десятичном коде (тетрадами: единицы,
десятки, сотни, тысячи) (Рисунок1). Коммутатор У1 обеспечивает поочерёдное
подключение входной информации. Преобразователь У2 двоично- десятичный
(2–10) код преобразует в код семисегментного цифрового индикатора. Счёчик
У3 непрерывно подсчитывает входные импульсы, подаваемые от генератора GT,
коэффициент пересчёта счётчика N=5. Каждое состояние счётчика У3
дешифрирует дешифратор У4, подключая соответствующий индикатор.
2 РАСЧЁТНАЯ ЧАСТЬ.
2.1 Разработка принципиальной схемы коммутатора У1
Выполним синтез мультиплексора, коммутирующего n = 5 информационных
входов. Число адресных входов А определяем из соотношения n ? 2А, где А –
число разрядов адреса (или число адресных входов). Так, для n = 5 А = 3
(А1, А2 и А3).
Приведём таблицу истинности требуемого мультиплексора и его условное
графическое изображение.
Таблица 1 - Таблица истинности мультиплексора.
|Адресные входы |Выходы |
|А3 |А2 |А1 |Q |
|0 |0 |0 |D0 |
|0 |0 |1 |D1 |
|0 |1 |0 |D2 |
|0 |1 |1 |D3 |
|1 |0 |0 |D4 |
Рисунок 2 - Условное графическое изображение мультиплексора
Запишем логическую функцию выхода Q в СДНФ
Q=D0? A3?A2?A1v D1?A3 ?A2?A1v D2? A3 ?A2?A1v D3? A3 ?A2?A1v D4? A3
?A2?A1
Произведём построение логической схемы мультиплексора по полученной
логической функции выхода Q.
А3А2А1А3А2А1
A3
A2
Q
A1
D0
D1
D2
D3
D4
Рисунок 3 – Логическая схема мультиплексора.
Произведём выбор микросхемы мультиплексора с числом информационных
входов D не менее заданного числа n = 5, используя “Приложения методических
заданий к курсовому проекту”.Выбираем микросхему К155КП7
Рисунок 4 – Микросхема мультиплексора К155КП7.
Вычертим полную схему комутатора на микросхеме К155КП7
из
выходов
счётчика
Рисунок 5 - Принципиальная схема комутатора.
2.2 Выбор микросхемы преобразователя У2 двоично-десятичного кода в код
цифрового индикатора
Для преобразования двоично-десятичного кода в код семисегментного
индикатора применяем микросхему дешифратора К514ИД1
Рисунок 6 - Микросхема преобразователя К514ИД1.
Приведём таблицу истиности преобразователя.
Таблица 2 - Таблица истиности преобразователя.
|Ци|Двоичный код |Состояние элементов (A,B,C,D,E,F,G) и |
|фр|8421 |значение управляющих сигналов (У1…У7) |
|а | | |
| | | | | |A |B |C |D |E |F |G |
| |X4 |X3 |X2 |X1 | | | | | | | |
| | | | | |У1 |У2 |У3 |У4 |У5 |У6 |У7 |
|0 |0 |0 |0 |0 |0 |0 |0 |0 |0 |0 |1 |
|1 |0 |0 |0 |1 |1 |0 |0 |1 |1 |1 |1 |
|2 |0 |0 |1 |0 |0 |0 |1 |0 |0 |1 |0 |
|3 |0 |0 |1 |1 |0 |0 |0 |0 |1 |1 |0 |
|4 |0 |1 |0 |0 |1 |0 |0 |1 |1 |0 |0 |
|5 |0 |1 |0 |1 |0 |1 |0 |0 |1 |0 |0 |
|6 |0 |1 |1 |0 |0 |1 |0 |0 |0 |0 |0 |
|7 |0 |1 |1 |1 |0 |0 |0 |1 |1 |1 |1 |
|8 |1 |0 |0 |0 |0 |0 |0 |0 |0 |0 |0 |
|9 |1 |0 |0 |1 |0 |0 |0 |0 |1 |0 |0 |
2.3 Подключение семисегментных индикаторов.
Сигналом с выходов A – G преобразователя У2, управляющие свечением
сегментов индикатора, подаются параллельно на входы индикаторов А – Q,
т.е. выход А преобразователя подключается ко входу А каждого индикатора и
т.д. В качестве индикатора используем АЛС324
Схема подключения семисегментных индикаторов (АЛС).
от выходов
дешифратора
2.4 Выбор микросхемы двоичного счётчика.
Двоичный счётчик У3 подсчитывает тактовые импульсы генератора. Число
индицируемых цифр представлено количеством индикаторов в схеме n=5 и
определяет коэффицент пересчёта чётчика N. Кроме того, число разрядов
счётчика равно числу адресных входов мультиплексоров.
Cоставим таблицу и вычертим диаграмму состояний счётчика с N = n = 5
Таблица3 - Таблица состояния счётчика.
|Входной импульс |Двоичный код на выходах. |
| |4 |2 |1 |
|0 |0 |0 |0 |
|1 |0 |0 |1 |
|2 |0 |1 |0 |
|3 |0 |1 |1 |
|4 |1 |0 |0 |
|5 |0 |0 |0 |
1 2 3 4 5
| | | | | | | | | | | |
| |
| | | | | |
|0 |1 |0 |1 |0 0 |
| |
| | | |
|0 |1 |0 0 |
|0 |1 | |
Рисунок 8 - Диограмма состояний счетчика.
Выберем микросхему двоичного счётчика К155ИЕ5.
Рисунок 9 - Микросхема двоичного счётчика К155ИЕ5.
Для обеспечения N=5 необходимо, чтобы при появлении на выходах
двоичного кода 0101(2) = 5(10) все триггеры счётчика обратились в “0”. Для
этого необходимо ввести цепи обратной связи с выходов счётчика,
соответствующих N=5, в данном случае подать выход 4 на схему сброса.
2.5 Синтез дешифратора У4.
Дешифратор У4 в разрабатываемой схеме формирует номер (адрес)
подключаемого индикатора. Сигнал с выхода дешифратора является упровляющим
для индикатора, поэтому подключение осуществляется ко входу S.Составим
таблицу истиности дешифратора с учётом заданного n = 5
Таблица 4 - Таблица истинности дешифратора.
|Выходы |N |
| |Вых. |
|Х3 |Х2 |Х1 | |
|0 |0 |0 |0 |
|0 |0 |1 |1 |
|0 |1 |0 |2 |
|0 |1 |1 |3 |
|1 |0 |0 |4 |
Запишем логические функции выходов через операцию И, а также через
операцию И-НЕ.
У0=Х3 ( Х2 ( Х(1 У0= Х3 ( Х2 ( Х(1
У1=Х3 ( Х2 ( Х1 У1= Х3 ( Х2 ( Х(1
У2=Х3 ( Х2 ( Х1
У2= Х3 ( Х2 ( Х(1
У3=Х3 ( Х2 ( Х1
У3= Х3 ( Х2 ( Х(1
У4=Х3 ( Х2 ( Х1
У4= Х3 ( Х2 ( Х(1
Х3Х2 Х1Х3Х2 Х1
Х2
У0
Х1
У1
Х1
У2
У3
У4
Рисунок 10 - Логическая схема дешифратора в базисе И,ИЛИ,НЕ
Х3Х2 Х1Х3Х2 Х1
Х3
У0
Х2
У1
Х1
У2
У3
У4
Рисунок 11 -Логическая схема дешифратора в базисе И – НЕ.
Производим выбор дешифратора.
Рисунок 12 - Микросхема дешифратора К155ИД1.
2.6 Принципиальная электрическая схема устройства динамической цифровой
коммутации.
Схема обеспечивает индикацию 5 десятичных цифр на семисегментных
полупроводниковых индикаторах. Ввод информации производится параллельно в
двоично-десятичном коде (тетрадами: единицы, десятки, сотни, тысячи).
Коммутатор У1 обеспечивает поочерёдное подключение входной информации в
соответствии с адресом, поступающим с выходов счетчика У3, коэффициент
пересчёта которого равен 5.
Двоичной коммутации на выходе счётчика отражают его состояние при
поступлении входных импульсов от генератораGТ. Преобразователь У2 двоично-
десятичный код преобразовывает в код семисегментного цифрового индикатора,
поступающий одновременно на все индикаторы. Номер подключаемого индикатора
задаётся в двоичном коде с выходов счётчика У3, который потом дешифрируется
дешифратором. Выходы дешифратора подключаются ко входам S индикаторов У5
(DD6 – DD9), обеспечивая подключение соответствующего индикатора. Время
подключения индикатора очень мало (10 – 15 мсек.), оно подобрано таким
образом, чтобы не было заметно “мигания” индикаторов для человеческого
глаза и определяется тактовой частотой генератора GТ.
Для того чтобы “высветить” четвёртую цифру, необходимо получить со
счётчика адрес 001. При этом информация 0101, соответствующая цифре “5”
передаётся на выходы Q мультиплексоров и далее на вход преобразователя У2.
Преобразователь преобразует двоичный код в код семисегментного индикатора,
информация с которого поступает на индикаторы. В данный момент времени
подключится только первый индикатор, т.к. двоичный код 001 с выходов
счётчика дешифрирует дешифратор У4 и выдаёт активный сигнал на нулевой
выход.
Министерство образования Украины
Донецкий техникум промышленной автоматики
Специальность – Ремонт средств связи и оргтехники
ПРОЕКТИРОВАНИЕ
УСТРОЙСТВА ЦИФРОВОЙ
ДИНАМИЧЕСКОЙ ИНДИКАЦИИ
Пояснительная записка
КП.5.092408. ЦТ И МПС. 01.02 ПЗ
Руководитель проекта
О.А. Иванова
|
