Разработка многоканального генератора импульсных сигналов (длительность - 200 мкс)

Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное агентство по образованию

ГОУ ВПО НГТУ

Кафедра Автоматики

Курсовой проект

по курсу "Схемотехника"

Многоканальный генератор импульсных сигналов

(МГИС)

Студент:                                                                                 Руководитель проекта:

Земцов Н.С.                                                                            Ерушин В. П.

Группа:

АА-86

Дата:

Новосибирск

2010

Содержание

1.      Техническое задание. 3

2.      Вариант 1. 4

2.1.      Разработка функциональной схемы.. 4

2.2.      Разработка принципиальной схемы.. 4

2.2.1.       Схема автоматической установки нуля (САУН) 4

2.2.2.       Схема устранения дребезга контактов кнопки. 5

2.2.3.       Тактовый генератор. 5

2.2.4.       Устройство управления. 5

2.2.5.       Формирование заданных импульсов. 6

2.2.6.       Цифровой канал. 9

2.2.7.       Буферный элемент ТТЛ.. 9

2.2.8.       Преобразователь уровня ТТЛ-ЭСЛ.. 9

2.2.9.       Преобразователь уровня ТТЛ-КМОПТЛ.. 9

2.2.10.         Расчет сумматора-вычитателя. 10

2.3.      Анализ нестабильности временной диаграммы.. 11

3.      Вариант №2. 12

3.1.      Разработка функциональной схемы.. 12

3.2.      Разработка принципиальной схемы.. 12

3.2.1.       Таблица прошивки для КР556РТ5. 13

4.      Заключение. 14

5.      Литература. 14

6.      Графический материал. 15

1.  Техническое задание

2.  Вариант 1

2.1.  Разработка функциональной схемы

            В исходном состоянии, на выходе САУН логический 0, кнопка не нажата - схема не работает (на выходе RS триггера логический 0, запрещающий работу генератора). Как только на выходе САУН появится логическая 1, триггер перейдет в режим хранения. После нажатия кнопки на выходе RS триггера установится логическая 1, разрешающая работу генератора. Импульсы с инверсного выхода генератора поступают на вход СЗ1 и СЗ2, на которых формируются задержка 20 и 30 мкс. Импульсы с выхода СЗ2 поступают  на вход ФКИ3, где формируется импульс 40 мкс. Импульсы с выхода ФКИ3 объединенные логическим элементом "или" с инвертированными импульсами с выхода СЗ2 объедененные логическим элементом "и" с импульсами с прямого выхода генератора поступают на вход ФКИ4 и ФКИ5, где формируются импульсы 20 и 30 мкс. Импульсы с выхода ФКИ5 объединенные с импульсами со входа ФКИ5 логическим  элементом "или" поступают на вход ФКИ6 и ФКИ7, где формируются импульсы 30 и 40 мкс. Цифровой канал получен из импульсов с выхода СЗ1, объединенного с импульсами инверсного генератора логическим элементом "или-не", выхода ФКИ3, выхода ФКИ4 и выхода ФКИ7. Аналоговый канал получен с помощью сумматора-вычитателя из импульсов с выхода СЗ1, объединенного с импульсами инверсного генератора логическим элементом "или-не", выхода ФКИ3, выхода ФКИ4, выхода ФКИ6 и выхода ФКИ7. Схема может работать в 2х режимах: автоматический и ручной. В ручном режиме после формирования нужного импульса триггер сбрасывается в нулевое состояние, запрещающее работу генератора. В автоматическом режиме сброса нет.

            Схема состоит из:

• Схема автоматической установки нуля;
• Схема  устранения дребезга контактов;
• Тактовый генератор;
• Формирователи коротких импульсов х6;
• Устройство формирования сигналов;
• Устройство управления.

2.2.   Разработка принципиальной схемы

2.2.1.  Схема автоматической установки нуля (САУН)

            Схема устанавливает триггер в режим, запрещающий работу генератора, с момента включения и до установления питания.

, где , =>

Примем .

2.2.2.  Схема устранения дребезга контактов кнопки

            После нажатия кнопки SB1 происходит дребезг контактов с частотой 500 Гц в течении 10 мс. Для устранения дребезга необходима данная схема, которая формирует один импульс длиной 10мкс вместо нескольких.

, где

,

Возьмем =>=>, примем.

2.2.3.  Тактовый генератор

            Генератор формирует меандр длительностью 200 мкс, для стабильности используется кварцевый резонатор ZQ1 с частотой 5кГц.

            Запуск генератора осуществляется логической единицей с выхода RS триггера.

,=>, возьмем ;

=>.

2.2.4.  Устройство управления

            На элементах DD1.2 и DD1.3 (К155ЛА12) реализован RS триггер. Уровень логической единицы на выходе разрешает работу генератора, уровень логического нуля - запрещает.

            Пуск осуществляется кнопкой SB1, после нажатия которой на RS триггере устанавливается уровень логической единицы.

            Режим работы зависит от тумблера SA1.

2.2.5.   Формирование заданных импульсов

Схема задержки 1

            На вход подается импульс с инверсного выхода генератора. СЗ1 реализован на элементе-сборщике DD3.1 (К155ЛЕ1).  СЗ1 формирует задержку длительностью 20мкс на разряде конденсатора.

,;

На входе СЗ1 стоит К155ЛЕ1 ;

Примем , тогда:

;

Проверим , .

Схема задержки 2

            На вход подается импульс с инверсного выхода генератора. СЗ2 реализован на элементе-сборщике DD3.2 (К155ЛЕ1).  СЗ2 формирует задержку длительностью 30мкс на разряде конденсатора.