Разработка системы стабилизации частоты вращения двигателя постоянного тока с использованием оптопары, страница 4

В основе той и другой индикации лежит представление двоичного кода двоично-десятичным кодом и последующее преобразование его в последовательность единиц и нулей, обеспечивающих свечение цифры, соответствующей весу двоичного кода. Указанную последовательность принято называть семисегментным кодом.

При статической индикации счетные импульсы подаются вначале на сумматор на второй вход которого подаются эталонные импульсы, например с кварцевого одновибратора с известным периодом и скважинностию.  Далее преобразованный сигнал подается на счетчик, который подсчитывает либо по фронту или по спаду в течение определенного промежутка времени задаваемого с тагоже эталонного кварцевого одновибратора. Обычно при статическом подсчете время подсчета импульсов равняется одной секунде. Со счетчика сигнал подается на дешифратор, который преобразует двоичный код в семисегментный. Также в конце каждого подсчета импульсов сигнал на семисегментные индикаторы подается через регистр-защелку, которая может быть встроена в счетчик либо дешифратор или собрана на логических элементах, которая запоминает количество подсчитанных импульсов за одну секунду и выдает информацию на семисегментный индикатор.

В данной работе попытаемся реализовать схему индикации с использованием кварцевого резонатора (генератора) для отображения частоты вращения вала двигателя на счетчике со встроенным 7-сегментным индикатором серии К49ОИП1.

Характеристики счетчика К49ОИП1:

десятичный счетчик с внутренней дешифрацией сигналов и встроенным 7-сегментным индикатором. Прибор состоит из двух различных кристаллов. Изготавливается на основе кремниевой Моп-технологии и фосфидоарсенидогаллиевых светодиодных структур. Выпускается в пластмассовом корпусе. Масса не более 1,5 г.

Корпус микросхемы К49ОИП1.

Предназначен для счета импульсов и отображения числа в десятичной системе счисления. Высота цифры 2,5 мм.

Графическое обозначение микросхемы приведено ниже. Назначение выводов: Т — счетный вход; R — вход установки счетчика в нуль; Г—вход гашения; Н—вход управления децимальной точкой; Q10 — десятичный выход; 5 – Uпит питание микросхемы; 1 – Uпит питание светоизлучающих сегментов; 8— общий.

Установка счетчика в нулевое состояние осуществляется подачей высокого логического уровня на вход R. В счетном режиме на входе R — низкий логический уровень, а на входе Г (гашение) — высокий логический уровень. В счетчике поступление сигнала на индикаторы осуществляется при подаче высокого уровня на R вход, то есть по окончании счета.

Функциональная схема, графическое обозначение и электрические схемы входов и выхода К49ОИП1.

Для построения счетчика на несколько разрядов необходимо Q10 (вывод 4) микросхемы младшего разряда соединить со счетным входом Т старшего разряда следующего счетчика.

Электрические и световые параметры при Токр=25° С.

Сила света одного разряда, не менее………………………………. 75 мккд

Ток индикации, не более……………………………………………. 35 мА

Входной ток ………………………………………………………….– 1÷1мкА

Выходное напряжение логического 0, не более…………………. 0,29 В

Выходное напряжение логической 1, не менее……………………6,9 В

Ток потребления микросхемы, не более  ………………………….2 мА

Частота  счета, до …………………………………………………...1 МГц

Предельные эксплуатационные данные.

Напряжение питания микросхемы…………………………………(9±0,9) В

Напряжение питания индикации…………………………………..(5±0,5) В

Входное напряжение…………………..............................................(-0,5÷+9,2)В

Выходной ток…………………………………………………………0,1 мА

Диапазон рабочей температуры окружающей среды…………..-45÷+70 °С.

Для формирования синхронно импульсов используем счетчик на 555 таймере частота импульсов на выходе которого равна 32,768 кГц. Данный генератор имеет вид:

Для преобразования частоты со счетчика на 555 таймере до частоты равной 0,5 Гц воспользуемся счетчиком серии К176ИЕ5, который имеет вид:

Счетчик работает при входной частоте 16,384 или 32,768 кГц.