Разработка принципиальной электрической схемы устройства с применением ПЭВМ

2.2. Разработать принципиальную электрическую схему устройства с применением ПЭВМ.

Принципиальная электрическая схема предназначена для полного отображения всех электрических компонентов, входящих в различные узлы устройства. На ней показываются: электрические элементы, их тип, основные номинальные параметры (для резисторов, конденсаторов и др.), а также все электрические соединения между этими элементами.

Принципиальную схему устройства будем разрабатывать, исходя из его структурной схемы.

Первым в структурной схеме идет «Блок формирования унитарного  кода». Унитарный код представляет собой набор одиночных импульсов. Количество поданных импульсов соответствует какому-либо определенному числу. Например, цифра 4 в унитарном коде будет представлена четырьмя одиночными импульсами (1111), 5 – 11111, 6 – 111111, и т.д. Его функции может выполнять генератор прямоугольных импульсов, собранный по стандартной схеме (рисунок 2.2.1.).

Рисунок 2.2.1.

Такой генератор вырабатывает на своем выходе прямоугольные импульсы с частотой около 1 Гц. Собран генератор на 2 элементах 2И-НЕ микросхемы К155ЛА3, а также конденсаторе и резисторе, включенных в цепи обратной положительной связи для самовозбуждения генератора.

Для выдачи некоего определенного количества импульсов служит кнопка SA1. При нажатии этой кнопки, на выход «Блока формирования унитарного кода» начинают поступать одиночные сигналы с генератора. При получении нужного количества импульсов кнопку можно отпустить.

Второй блок «Преобразователь унитарного кода» непосредственно осуществляет преобразование входного унитарного кода в двоично-десятичный. Для этого используем двоично-десятичный счетчик (микросхема – К155ИЕ2, включенная по схеме счетчика-делителя входной частоты на 10 – рисунок 2.2.2.).

Рисунок 2.2.2.

На счетный вход С0 поступает унитарный код с «Блока формирования унитарного кода», а на выходе счетчика формируется соответствующий двоично-десятичный код.

Сбросить счетчик – для того, чтобы начать преобразование нового унитарного кода – можно при помощи переключателя SA2, подав одновременно на входы R1 и R2 сигнал высокого уровня.

Следующим по структурной схеме идет блок «Выходной регистр», который предназначен для фиксации двоично-десятичного кода, полученного от «Преобразователя унитарного кода». Данное устройство проектируем на четырехразрядном регистре К155ТМ8. Записать информацию в регистр можно с помощью переключателя SA3, подав на разрешающий вход С1 сигнал низкого уровня.

Таким образом, когда «Преобразователь унитарного кода» осуществляет следующее преобразование, блок «Выходной регистр» продолжает хранить предыдущую полученную информацию. Смена информации происходит по сигналу с переключателя SA3.

Отображение цифровой информации происходит с помощью следующего блока – «Индикаторы» (светодиоды VD1- VD4). Принципиальная электрическая схема блоков «Выходной регистр» и «Индикаторы» дана совместно на рисунке 2.2.3.

Рисунок 2.2.3.

Таким образом, разрабатываемое устройство выполняет все функции, указанные в задании данного курсового проекта.

Пользуясь разработанными данными, можно составить полную принципиальную электрическую схему заданного устройства (рисунок 2.2.4.).

Проверить функционирование устройства можно как на реальном стенде, так и с помощью прикладной программы Electronics WorkBench на ПЭВМ.