Разработка дискретного устройства (вид счётчика - суммирующий, базис реализации - И-НЕ, коэффициент счёта счётчика - 17), страница 3

Рисунок 7 – Условное графическое обозначение заданного делителя частоты.

Испльзуемый генератор тактовой частоты является аналого-цифровым устройством. Вследствие этого он имеет два аналоговых входа – общий и питание. Выход – тактовый сигнал заданной параметрами схемы генератора частоты. Условное графическое обозначение делителя частоты показано ниже.

Рисунок 8 – Условное графическое обозначение заданного генератора.

Как и генератор схема начального сброса также является аналого-цифровым устройством. Входы - общий и питание. Выход – сигнал начального сброса.

Рисунок 9 – Условное графическое обозначение заданного генератора.

Построим общую блок-схему устройства.

2 Разработка блоков утсройства

2.1 Разработка тактового генератора

Тактовый генератор в нашем случае используется для генерации тактовой частоты в 50 кГц. В схеме использованы компоненты: ИМС LM555CM (таймер), ИМС DM74LS14N, конденсаторы с параметрами 103G, 333G, подстроечные резисторы.

Рисунок 11 – Схема тактового генератора

Схема включения таймера, как нестабильного мультивибратора канонична:

Рисунок 12 – Шаблонная схема включения 555-таймера, как нестабильного мультивибратора

Расчётные формулы:

Продолжительность высокого выходного состояния:

t1 = 0.693 (R_A + R_B) C

Продолжительность низкого выходного состояния:

t2 = 0.693 (R_B) C

Период колебаний:

T = t1 + t2 = 0.693 (R_A +2R_B) C

Для нахождения подходящих сопротивлений R_Aи R_Bзапишем и решим следующую систему уравнений:

 с

 Ф

.

Триггер Шмидта на выходе таймера используется для дополнительной фильтрации синхроимпульса.

2.2 Разработка устройства электронного сброса

Задачей устройства сброса является подача сигнала сброса на логические схемы вольтметра в момент его включения. В схеме использованы компоненты: транзистор 2N1711 (Ikmax=1 A, Pkmax= 0.6 Вт), ИМС DM74LS14N, конденсатор 333K (33 нФ, допуск – 10%), подстроечный резистор, резисторы 100KF (R=100 кОм, допуск – 1%).

Рисунок 13 – Схема общего сброса

При включении ключа питания, на схему начинает поступать напряжение в 5 В. Напряжение на конденсаторе продолжает оставаться равным 0 В. На базу транзистора подаётся положительный петенциал относительно эмиттера и он открывается. В итоге на входе триггера Шмидта появляется достаточно низкий потенциал и триггер его транслирует через инвертор в логический уровень «1». Однако конденсатор заряжается и, постепенно, потенциал базы падает. В конце-концов транзистор закрывается и на его коллекторном выводе появляется потенциал в 5 В, который транслируется триггером в логический «0». Резистор R18 используется для калибровки длительности сброса, резистор R17 для ограничения влияния тока базы на заряд конденсатора, сам транзистор – для предотвращения влияния утечки тока через вход триггера на заряд конденсатора, резистор R19 – для ограничения тока коллектора.

2.3 Построение счётчика импульсов.

Счётчик импульсов – дискретное устройство с памятью, осуществляющее подсчёт числа поступающих входных сигналов и хранящих подсчитанное число в виде двоичного кода.

По виду счёта различают счетчики:

-суммирующий (десятичный эквивалент кода на выходе при последующем состоянии больше этого же значения при предыдущем, исключая состояние переполнения; перенос в данном случае называется переполнением разряда);

-вычитающий (десятичный эквивалент кода на выходе при последующем состоянии меньше этого же значения при предыдущем, исключая состояние заема; перенос в данном случае называется заемом из старшего разряда);

По способу переноса переполнения или заема, в зависимости от типа счётчика, различают счетчики:

-с последовательным переносом (возбуждающая функция старшего разряда подается на динамический синхровход элемента памяти разряда и равна либо инверсному, либо прямому значению (в зависимости от типа счета) предыдущего разряда; элемент памяти любого типа должен быть преобразован в счётный триггер);

-с параллельным переносом (синхросигнал является общим для каждого элемента устройства; возбуждающие функции каждого элемента памяти разряда подаются на его информационные входы; возбуждающие функции составляются как параллельные комбинации выходных значений предыдущего состояния).