Разработка преобразователя простого 4-х разрядного кода букв десятичного алфавита в код по индивидуальному заданию с формированием четного бита паритета

ТЕХНИЧЕСКОЕ ЗАДАНИЕ

Тема работы:  «Разработка преобразователя простого 4-х разрядного кода букв десятичного алфавита в код по индивидуальному заданию с формированием четного бита паритета».

Код на выходе устройства:  1   0   В   А   F   7   6   5   9   2

Цели и задачи проектирования

Целью проектирования является разработка комплекта конструкторско-технологической  документации, необходимой для производства изделия.

Задачи, решаемые проектированием:

1.  Проведение анализа электрической принципиальной схемы.

2.  Выбор типа и технологии печатной платы, а также класса точности, материала основания и габаритных размеров.

3.  Проведение расчёта конструктивных параметров печатной платы.

4.  Построение разводки проводников печатной платы.

5.  Проведение оценки помехоустойчивости (расчёт проводящего рисунка по постоянному и переменному току).

6.  Расчёт защиты от тепловых и механических воздействий.

7.  Проведение технологического проектирования и определение уровня технологичности конструкции.

8.  Разработка технологического процесса сборки и монтажа печатного узла.

Технические требования к изделию

Требования к устройству:

-  используется в устройстве шифрования ШФр1091;

-  размеры печатной платы 60x90 мм;

-  изделие используется в отапливаемом помещении;

-  ограничений на расположение электроэлементов нет.

Требования назначения:

-  напряжение питания 5В5%;

-  потребляемая мощность: не более 250 мВт;

-  время формирования выходного сигнала не более 25 нс;

Требования стойкости к внешним воздействующим факторам:

-  диапазон рабочих температур от минус 30°С до плюс 40°С;

-  перегрузки до 5g;

-  одиночные удары с ускорением не более 10g длительностью 0,1-1 мкс;

-  вибрация с частотой 10 — 500 Гц и ускорением не более 10g.

Требования надежности: срок эксплуатации 15 лет, наработка за время эксплуатации до 85 тыс. часов.

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

Анализ электрической принципиальной схемы

Данный преобразователь кода представляет собой вычислительное устройство для автоматического изменения способа кодирования некоторого множества сообщений без изменения смыслового содержания.

В цифровых устройствах часто возникает необходимость преобразования числовой информации из одного двоично-десятичного кода в другой двоично-десятичный код. Известны многие методы построения структурных схем преобразователей из одного кода в другой. Метод с помощью карт Карно, который использован при выполнении данной работы, обеспечивает простоту получения результата.

На четыре генератора X0, X1, X2, X3 подаются сигналы с частотами 2000, 1000, 500 и 250 Гц соответственно. Формируются четыре линии x₀, x₁, x₂, x₃. С каждой линии сигналы подаются на соответствующий логический элемент «НЕ» (инвертор 74ALS04B). Таким образом, формируются линии с обратными сигналами nx₀, nx₁, nx₂, nx₃. Далее сигналы (согласно схеме) распределяются на логические элементы «И» (74ALS08, 74ALS11A), и на логические элементы «ИЛИ» (74ALS32). Конечный результат снимаем с выходов: Y₀, Y₁, Y₂, Y₃, Y_p.

Потребляемая мощность данного преобразователя кода составляет 173мВт, при напряжении питания 5В. Время формирования выходного сигнала 24,589 нс.

Обоснование выбора элементной базы

При разработке устройства были использованы элементы серии 74ALSxxxx фирмы Texas Instruments. Отечественным аналогом данной серии являются маломощные быстродействующие интегральные микросхемы серии КР1533, предназначенные для организации высокоскоростного обмена и обработки информации, временного и электрического согласования сигналов в вычислительных системах. Микросхемы серии КР1533 по сравнению с известными сериями логических ТТЛ микросхем обладают минимальным значением произведения быстродействия на рассеиваемую мощность.

Характеристики используемых микросхем приведены в таблице 1:

Таблица 1

Конструкторское проектирование

Выбор типа и технологии печатной платы, класса точности, материала основания и габаритных размеров.

По значениям воздействующих факторов схеме соответствует 1 группа жёсткости:

Таблица 2

Выбираем двухстороннюю печатную плату с металлизированными монтажными отверстиями, так как она характеризуется повышенной ремонтопригодностью и прочностью крепления вывода навесного элемента с проводящим рисунком