Часы на БИС К145ИК1901 - Аттестационная работа

Она подняла на новую качественную ступень средства связи, радиолокацию, вызвала появление автоматизированных систем управления предприятиями и целыми отраслями народного хозяйства, комплексов для обработки различных видов информации. Особенно широкое применение нашли цифровые устройства в электронно-вычислительной технике. Успехи в области разработки быстродействующих элементов цифровой техники позволили создать ЦВМ, выполняющие десятки миллионов арифметических операций в секунду. Обработка сигналов цифровыми методами позволяет обеспечить высокую точность, стабильность параметров и получить характеристики, не достижимые аналоговыми методами. Цифровое телевидение позволяет повысить качество передачи сигналов благодаря существенному уменьшению накоплений искажений в цифровых линиях связи по сравнению с аналоговыми, а также за счет применения специальных способов кодирования, обнаруживающих и исправляющих ошибки передачи информации.В процессе выбора схемы электронных часов были рассмотрены три электрические принципиальные схемы, из которых необходимо было выбрать одну более простую и надежную.На структурной схеме показано, что основой часов служит большая интегральная микросхема DD, содержащая блок образцовой частоты кварцевого генератора G и оперативное устройство ОУ, к которой подключают цифровые индикаторы HG1 - HG4, блок управления часами БУ и акустический преобразователь HA. Преобразователь напряжения ПН обеспечивает питанием все цепи и узлы часов от одного общего источника постоянного тока напряжением 12 В. А оперативное устройство, управляющее знакосинтезирующими индикаторами, обеспечивает работу в качестве секундомера и будильника. Источником питания может служить аккумуляторная батарея напряжением 12 В (если часы предполагается установить в автомобиле) или выпрямитель с таким же выходным напряжением постоянного тока. На электрической принципиальной схеме часов показано, что источником питания микросхемы DD1 служит стабилизатор напряжения на стабилитроне VD1 и транзисторе VT1.Электронные часы, приведенные в журнале “В помощь радиолюбителю” выпуск 106 обладают следующими недостатками: 1. Может случиться, что светящиеся элементы цифр индикаторов смонтированных часов будут мерцать, а пьезокерамический звонок издавать непрекращающиеся беспорядочные звуки. Чтобы устранить это явление, надо цепь питания микросхемы заблокировать керамическим конденсатором емкостью 0,047 или 0,068 МКФ, включив его между ее выводами 12 и 15 или параллельно выходу стабилизатора напряжения (конденсатор C7). Дело в том, что транзисторный преобразователь вместе со стабилизатором напряжения, питающим микросхему и анодные цепи знаковых индикаторов, потребляет от источника напряжением 12 В силу тока, не превышающую 15 МА, а нити накала всех индикаторов - не более 190 МА. Но чтобы напряжение на нитях накала индикаторов было в пределах 0,85 ...1 Вт, питание на них подается через резистор R18, гасящий избыточное напряжение около 11 В.Элементарные часы могут быть реализованы благодаря тому, что имеется возможность получать импульсы со стабильным временным интервалом. Если в некоторый момент начать подавать их на счетчик, то накапливающиеся в нем число соответствует промежутку времени, отсчитанному от указанного монета. Поэтому основу электронных часов составляет генератор стабильной частоты и счетчики с определенными модулями счета. Импульсы стабилизированные кварцем генератора поступают на отделитель частоты, на входе которого получаются импульсы с периодом в одну секунду. С поступлением следующего секундного импульса счетчики СТ1 и СТ2 обнуляются и импульс переноса с СТ2 записывает единицу счетчик СТ3.В них микросхема DD1 обеспечивает все необходимые сигналы для управления индикатором HG1. Данные часы работают от сети (220 Вольт 50 Герц), нужное напряжение для питания всех электрических узлов обеспечивает трансформатор. Для нормальной работы электроннолучевого индикатора на катод с трансформатора подается переменное напряжение 4,5 вольта, остальное питание и сигналы подает микросхема. Для питания микросхемы у блока питания стоит выпрямитель и стабилизатор напряжения, с помощью которых БИС обеспечивается питанием-25 вольт. Инвертор DD1.3 охвачен отрицательной обратной связью через резистор R12 , выводящий его на линейный участок характеристики при подаче с выхода элемента DD1.2 лог.1 кабеля генератора срываются, транзистор VT5 закрывается,.Структурная схема часов представлена на чертеже, по ней можно определить принцип работы часов. Частотозадователь нужен для обеспечения нужной частоты импульсов для АЛУ, где импульсы, следующие с периодом в одну минуту, поступают на первый счетчик минутных импульсов (>). Каждый импульс его переполнения увеличивает содержимое второго счетчика (>). С поступлением следующего минутного импульса эти счетчики обнуляются, и импульс переноса со второго счетчика записывается в третий счетчик (>). С третьего счетчика каждые 10 часов импульсы переноса заполняют четвертый счетчик (>).

Содержание

Введение

1. Анализ существующих технических решений

1.1 Описание принципа работы схем электронных часов

1.2 Выбор технического решения

2. Устройство цифровых часов

2.1 Принцип работы электронных часов

2.2 Описание схемы электрической принципиальной

2.3 Описание структурной схемы

3. Расчет схемы электрической принципиальной

3.1 Расчет параметрического стабилизатора

3.2 Расчет однофазного мостового выпрямителя

3.2 Расчет надежности устройства

4. Конструирование

4.1 Изготовление макета печатной платы

4.2 Разводка печатной платы

4.3 Изготовление корпуса

5. Технико-экономическое обоснование

5.1 Расчет основных характеристик производственного процесса

5.2 Расчет себестоимости цифровых часов

6. Охрана труда

6.1 Основные требования по технике безопасности при работе на станках

6.2 Основные требования по технике безопасности при химической обработке металлов

6.3 Основные требования по технике безопасности при проведении электромонтажных работ

Заключение

Список литературы

Приложение 1 Перечень элементов

Приложение 2 Схема электрическая принципиальная

Приложение 3 Схема структурная

Приложение 4 Чертеж печатной платы

Приложение 5 Чертеж передней панели

Цифровая техника является быстро развивающейся областью импульсной технике. Она подняла на новую качественную ступень средства связи, радиолокацию, вызвала появление автоматизированных систем управления предприятиями и целыми отраслями народного хозяйства, комплексов для обработки различных видов информации.

Особенно широкое применение нашли цифровые устройства в электронно-вычислительной технике. В частности, цифровые вычислительные машины (ЦВМ) являются в настоящее время наиболее универсальными. Все узлы ЦВМ содержат элементы цифровой техники, с помощью которых осуществляется запоминание и хранение информации, управление вычислительным процессом, ввод и вывод информации в ЦВМ. Успехи в области разработки быстродействующих элементов цифровой техники позволили создать ЦВМ, выполняющие десятки миллионов арифметических операций в секунду.

Принципиально новые возможности открывает применение цифровых интегральных схем в радиовещании и радиосвязи. Обработка сигналов цифровыми методами позволяет обеспечить высокую точность, стабильность параметров и получить характеристики, не достижимые аналоговыми методами.

Цифровая схемотехника интенсивно внедряется в радиоприемную аппаратуру. Благодаря использованию цифровых устройств в радиовещательных приемниках обеспечиваются принципиально новые потребительские удобства - возможность отображения на дисплее всей информации, необходимой для контроля и эксплуатации аппаратуры

Весьма перспективно внедрение цифровой техники в телевидении. Цифровое телевидение позволяет повысить качество передачи сигналов благодаря существенному уменьшению накоплений искажений в цифровых линиях связи по сравнению с аналоговыми, а также за счет применения специальных способов кодирования, обнаруживающих и исправляющих ошибки передачи информации.

Помимо радио- и телевизионных приемников цифровая техника начинает быстро проникать в технику магнитной записи, радиоизмерительную аппаратуру, робототехнику, устройства автоматики и в игровые автоматы.

Использование цифровых методов радиоизмерений позволяет повысить точность и автоматизировать процесс измерений, обеспечить непосредственное отображение результатов измерений в цифровой форме.

На базе цифровых устройств можно реализовать простые автоматы с широкими функциональными возможностями. Промышленностью в больших количествах выпускаются дешевые цифровые микросхемы, отдельные серии которых являются чрезвычайно надежными и не выходят из строя практически при любых ошибках в монтаже радиоустройства. Это также является неоспоримым преимуществом цифровых интегральных схем (ЦИС), обуславливающим их широкое применение.

Тема выпускной квалификационной работы - “Цифровые часы” была выбрана, потому что: 1) часы являются необходимым предметом в каждом доме;

2) цифровые часы более точные, чем кварцевые и механические, они светятся в темноте, и их нет необходимости заводить;

3)было желание собрать эксклюзивные ретро часы, не уступающие по функциональности современным электронным часам;

4) темпы внедрения цифровой техники во все отрасли науки растут неудержимо быстро. Цифровые устройства обладают рядом преимуществ по сравнению с аналоговыми: более высокой надежностью; стабильностью параметров при воздействии дестабилизирующих факторов; высокой точностью обработки информации; значительным сокращением трудоемкости и упрощением операций регулировки и настройки; возможностью создания микросхем с очень высокой степенью интеграции.