Микросхема К561ИЕ8— десятичный счетчик с десятичным позиционным дешифратором. Дешифраторы это КЦУ для преобразования двоичного кода, обладающего произвольной зависимостью значений разрядов, в регулярный двоичный код. Дешифратор позволяет определить, в каком состоянии находится цифровое устройство (регистр, ОЗУ, счетчик и т.д.). Каждому входному числу, представленному двоичным кодом, соответствует сигнал истинности, равный логическому нулю (так как выходы ВС инверсные) только на том выходе DС, номер которого (указанный в правом поле условного графического обозначения) совпадает со значением двоичного кода. На остальных выходах в это время устанавливается уровень логической единицы. Десятичный счетчик по своим выходным сигналам он подобен кольцевому счетчику, построенному на сдвиговом регистре. Счетчик работает по фронту импульсов на входе Cl при С2(V)=0 или по срезу импульсов на входе С2(V) при С1 = 1. На выходе Р формируется меандр с частотой, в 10 раз меньшей входной. На одном из выходов 0—9, соответствующем числу, записанному в счётчик, присутствует высокий уровень напряжения, на всех остальных низкий.
Микросхема К561ИЕ16 (14-разрядный двоичный счётчик-делитель с последовательным перебором).
Счетчик К561ИЕ16 не имеет выходов от второго и третьего делителя. Счетчик устанавливается в нулевое состояние при подаче высокого уровня на вход R. Для правильной работы этих и всех других счетчиков, выполненных по КМОП технологии (серий К164, К176, К564, К561), необходимо после включения питания (или после снижения напряжения источника питания до 6 В) устанавливать их в исходное нулевое состояние подачей импульса высокого уровня на вход R. В противном, случае счетчики могут работать со случайными коэффициентами пересчета. Импульс сброса после включения питания может подаваться автоматически, если ввести времязадающую RC-цепь и инвертор.
Микросхема К176ИЕ4- является счетчикам по модулю 10 с дешифратором, работающим на семисегментный индикатор. Счетные импульсы подаются на вход Т. Напряжение на выходах может быть как в прямом (при С=0), так и в обратном (при С=1) коде, что позволяет подключать к счетчику индикаторы с общим катодом или общим анодом. Счетчики можно использовать совместно с жидкокристаллическими индикаторами. В этом случае на вход С подают меандр с частотой f>50 Гц. При последовательном соединении счетчиков сигнал снимается с выхода 10 (К176ИЕ4).
4.Проектирование структурной схемы устройства.
Рис.1 Структурная схема измерителя длительности импульсов.
Входная цепь и защита от дребезга состоит из ограничивающих резисторов, фильтра и одного элемента 2И-НЕ на К561ЛА7.
Генератор прямоугольных импульсов собран на часовом кварце 32768Гц и двух элементов 2И-НЕ на К561ЛА7.
Делитель частоты на 33 собран на микросхеме К561ИЕ16, он необходим для получения 993Гц (~1000Гц), что равняется 1000мс.
Счётчик-делитель импульсов собран на микросхеме К561ИЕ8, он служит для счёта и пропуска определённого (выбранного) импульса.
Электронный ключ собран на микросхемах К561ЛА7, он служит для препятствия или пропуска сигнала тактовой частоты с генератора на счётчик-дешифратор.
Счётчик-дешифратор собран на четырёх микросхемах К176ЕИ4. Одна служит для счёта количества импульсов принявших прибором, а остальные для счёта длительности импульса.
Делитель частоты на 2 собран на микросхеме К561ТМ2, он необходим для работы индикатора ИЖЦ5-4/8.
Индикатор ИЖЦ5-4/8 необходим для визуального отображения количества и длительности конкретного импульса.
5.Проектирование принципиальной схемы устройства.
(Разработка участков принципиальной схемы каждого блока из структурной схемы с объяснением типа используемых микросхем.)
Входная цепь и защита от дребезга К561ЛА7.
Генератор прямоугольных импульсов К561ЛА7.
Делитель частоты на 33 К561ИЕ16.
Счётчик-делитель импульсов К561ИЕ8.
Счётчик-дешифратор К176ИЕ4 и индикатор ИЖЦ5-4/8.
Делитель частоты на 2 К561ТМ2.
Электронный ключ на 2 К561ЛА7.
6.Принципиальная электрическая схема устройства.
(См. следующую страницу.)
Рис.2. Принципиальная электрическая схема измерителя длительности импульсов.
Рис.3. Вид печатной платы со стороны деталей.
Рис.4. Вид печатной платы с обратной стороны деталей.
Расположение радиоэлементов на печатной плате.
7.Анализ функционирования устройства.
При ремонте, наладке и регулировке оборудования АТС необходимы приборы для измерения его временных параметров. Для этих целей используются промышленные приборы типа ИДИР-1, ДИНС-1, ИИВ, которые отличаются большими габаритами и массой до 20 кг, что делает их неудобными в эксплуатации. Разъездные электромеханики редко пользуются этими приборами, что снижает качество ремонта и регулировки аппаратуры связи.
Более удобен в эксплуатации малогабаритный прибор для измерения длительности замыкания механических контактов, а также длительности электрических прямоугольных импульсов положительной или отрицательной полярности. Он позволяет фиксировать число посылок, выданных за время обратного хода диска номеронабирателя: измерять длительность любого замыкания или размыкания в серии из десяти посылок, индицируя набранную цифру.
Пределы измерения длительности замыкания или размыкания от 1 мс до 999 мс. Погрешность измерения 1 мс. Подробнее технические характеристики описаны отдельно.
Схема прибора состоит из следующих функциональных узлов показанных на рис. 1.
На рис.2 показана принципиальная электрическая схема измерителя длительности импульсов. Сам прибор собран на микросхемах КМОП технологии серии К561 и К176, так как эта серия отличается малым потреблением тока и рабочим напряжением от 6 до15в, что делает возможным использования элемента питания типа «Крона».
При включении прибора на входе элемента DD4.1 (К561ЛА7) присутствует логический уровень равный 0. На DD4.1,R5,R6,R7,R8,C2 собран фильтр или защита от дребезга. При изменении длительности замыкания и размыкания механических контактов сигнал подаётся на вход Х2-Х3, а электрические импульсы на вход Х1-Х2. В результате чего логический элемент DD4.1 и триггер на элементах DD4.2, DD4.3 начнёт переключаться из одного устойчивого состояния в другое. С выхода 11 DD4.3 прямоугольные импульсы поступают на вход С 4 DD8 (К176ИЕ4) десятичного счётчика с дешифратором. На индикаторе высвечивается количество импульсов (до 10). Так же одновременно эти же импульсы подаются и на вход 13 DD9 десятичного счётчика-делителя. С выхода счётчика-делителя импульсы поступают на переключатель S2, которым можно выбрать для измерения любой импульс серии, например четвёртый, как показано на рис.2. При поступлении четвёртого импульса передним фронтом на вход 13 DD9, на выходе 10 DD9 появляется логический уровень 1,(в первоначальном положении или при сбросе кнопкой S3 на выходе находится логический уровень 0), который по цепи поступает на входное устройство электронного ключа, вход 6 DD4.4. Электронный ключ собран на 3-х логических элементах 2И-НЕ DD4.4, DD1.3, DD1.4. Одновременно и на вход 5 DD4.4 электронного ключа подаётся импульс логической 1. В результате входное устройство начинает пропускать сигнал тактовой частоты 1000Гц с выхода 11 DD1.4.
Генератор прямоугольных импульсов собран на логических элементах DD1.1, DD1.2 и кварце 32,768кГц. Выход с генератора 4 DD1.2 подключён на вход С 10 DD2 14-разрядного двоичного счётчика-делителя с последовательным перебором, где частота делится на 33. С выхода 5 DD2 сигнал тактовой частоты 1000Гц поступает на вход 13 DD1.4 входного устройства. С выхода 11 DD1.4 сигнал тактовой частоты 1000Гц поступает на десятичный счётчик с дешифратором DD7, затем на DD6 и потом на DD5, который начинает считать количество импульсов. После того как исчезнет входной импульс на 5 DD4.4 входного устройства, на выходе 10 DD1.3 установится уровень логического 0, препятствующий прохождению сигнала тактовой частоты с генератора на десятичный счётчик с дешифратором.
Так как после 14-разрядного двоичного счётчика-делителя DD2, собранного на микросхеме К561ИЕ16 сигнал тактовой частоты имеет не симметричный вид, что не приемлемо для индикатора HL1 и приводит к выходу из строя последнего, из-за возникновения постоянной составляющей в переменном сигнале. В схему был добавлен делитель на 2 собранный на одном элементе D-триггера DD3.1 микросхемы К561ТМ2.
9.Внешний вид устройства и его технические характеристики.
ИМПУЛЬС
(измеритель длительности импульсов реле)
.
ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ
МЕХАНИЧЕСКИЕ
Длительность, ms. К-во.
5 6
ВЫКЛ 4
3
ВКЛ
2
7 РАЗМ
8
ЗАМ
9
С
Б
Р
О
С
1 10
Основные технические характеристики:
1. Питание "Крона" ------------------ 9 V. Потребляемый ток ---------------- не более 1.5 mA.
2. Сохраняет работоспособность
при снижении питания, без ухудшения характеристик ------ до 6 V.
3. Предел измерения ---------------- от 1 ms до 999 ms.
4. Возможность измерения
конкретного импульса --------- от 1-го до 10-го.
5. Погрешность измерения – 1 ms.
6. Возможность измерения:
(импульсов) ------------------------ механических
------------------------ электрических
------------------------ на замыкание
----------------------- на размыкание
7. Масса -------------------------------- не более 250 г.
8. Габариты --------------------------- 130 х 80 х 30.
9.Список литературы.
1. «Интегральные микросхемы» Справочник. Москва, издательство «Радио и связь».
2. «Справочник радиолюбителя». Киев, издательство «Технiка».
3. Основы цифровой техники. Л.А.Мальцева Э.М.Фромберг В.С.Ямпольский «Радио и связь» 1986.
4. Предлагают практики «Измеритель длительности импульсов» Статья С.А.Мюганен.
5. Конспект по предмету: «Цифровая электроника» Настас.В
6. Интернет. http://vvk2.mpei.ac.ru/KAT/Dig_Cir/17.html
7. ОСТ 11073.915-80. Микросхемы интегральные. Классификация и система условных обозначений.
8. ГОСТ 17467-88 (СТ СЭВ 5761-86). Микросхемы интегральные. Основные размеры.
9. В.М.Строев, Г.Н.Нурутдинов, Л.В.Лагода. Микросхемы и их применение. Тамбов, 1987 г.
10. С.В.Якубовский, Л.И.Нельсон. Цифровые и аналоговые микросхемы. -М. Радио и связь, 1989 г.
11. Б.В.Тарабрин, Л.Ф.Лунин. Интегральные микросхемы. -М. Радио и связь, 1984 г.
12. И.И.Петровский, А.В.Прибыльский. Логические ИС КР1533б КР1554. ТТО @БИНОМ@, 1993 г
13. Г.Р.Аванесян, В.П.Левшин. Интегральные микросхемы ТТЛ, ТТЛШ. -М. Машиностроение, 1993 г.
14. Триполитов, А.В. Ермаков. Микросхемы, диоды, транзисторы. Справочник. - М. Машиностроение, 1994. - 319 с., ил.
15. Справочник по микроэлектронной импульсной технике .В.Н. Яков лев, В.В. Воскресенский, С.И. Мирошниченко и др. Под ред. В.Н. Мищенко С.В., Муромцев Ю.Л., Цветков Э.И., Чернышов В.Н. Анализ и синтез измерительных систем. - Тамбов. Тамб. гос. техн. ун-т, 1995. - 234 с.
16. Яковлева. - Киев, Тех. школа, 1983. - 359 с., ил.
17. Мелен Р., Гарланд Г. Интегральные микросхемы с КМДП структурами. Пер. с англ. - М. Энергия, 1979. - 160с., ил.
18. Тули М.Справочное пособие по цифровой электронике. Пер. с англ. - М. Энергоатомиздат, 1990. - 176с.
19. Зотов А.А.., Муромцев Ю.Л. Основы схемотехники радиоэлектронных средств. Учебное пособие Тамбов. Тамб.гос. техн. ун-т. 1995. - 273 с.
Страницы: 1, 2
