Определение понятия, а также основных свойств коммутатора. Выбор и обоснование схемы структурного коммутатора. Выбор серии интегральных микросхем, схемы электрической принципиальной. Расчет тактового генератора. Моделирование электронного коммутатора.
Аннотация к работе
Коммутатор (новолат. commutator, от лат. commute - меняю, изменяю) - переключатель, распределитель, устройство, обеспечивающее посредством включения, отключения и переключения выбор требуемой выходной цепи (цепей) и соединение с ней входной цепи (цепей). Коммутатор входит составным элементом в более сложные устройства для передачи информации в телемеханике и связи, с его помощью решаются задачи программирования и управления в цифровой вычислительной технике, соединения цепей в электрических машинах и т.д. Коммутатор передает данные только непосредственно получателю. Коммутаторы делятся на четыре категории: 1. Коммутации сообщений характеризуется тем, что тракт между приемником и передатчиком заранее не устанавливается, а канал в нужном направлении предоставляется по адресу, приписываемому в начале сообщения, только для передачи сообщения, а в паузах этот канал используется для передачи других сообщений.Структурная схема разрабатываемого коммутатора содержит коммутатор входов, обеспечивающий выбор одного из 24 входов, при этом алгоритм выбора задан в задании. Сигнал с выхода коммутатора входов поступает на коммутатор выходов, который коммутирует сигнал на один из 8 выходов в соответствие с заданным алгоритмом коммутации выходов. В качестве коммутатора входов используется мультиплексоры на 24 входов, а в качестве коммутатора выходов дешифраторы на 8 выходов.Выбор серии ИМС используется при разработке схемы электрической принципиальной разрабатываемого устройства и производится по методике, связанной с определением минимального значения оценочной функции. Данная методика позволяет выбрать серию ИМС с учетом многих порой противоречивых требований. Исходными данными для выбора серии ИМС коммутации цифрового сигнала может быть использована любая серия цифровых ИМС. При выборе серии ИМС необходимо учитывать такие параметры как минимальная стоимость, состав серии, быстродействие, нагрузочную способность, потребляемую мощность. Остальным параметрам присваиваем значения весовых коэффициентов 0,1-0,15 в зависимости от степени важности этих параметров этих параметров для проектируемого устройства.Разработку схемы электрической принципиальной рекомендуется проводить в следующей последовательности: - Разработка схемы электрической принципиальной коммутатора входов; При выборе серии ИМС для построения коммутатора входов и коммутатора выходов необходимо учитывать, какой вид сигнала надо коммутировать: аналоговый или цифровой.Для построения коммутатора входов используем мультиплексор, который позволяет осуществить коммутацию одного из входов с выходом, Коммутируемый вход определяется кодом, поданным па адресные входы мультиплексора. В соответствии с данными справочника по цифровым ИМС выбираем мультиплексор так, чтобы обеспечить, необходимое число входов при наименьшем числе ИМС. Выбранные мультиплексоры объединяются в единый коммутатор входов, используя стробирующие входы. Для коммутации 24 входов потребуется 3 мультиплексора (так как один мультиплексор содержит 8 входов). Для построения коммутатора входов используется микросхема К555КП7 представляющая собой селектор-мультиплексор на 8 каналов со стробированием.Для построения коммутатора выходов используем демультиплексор, который позволяет соединить вход с одним из выходов, адрес которого задан кодовой комбинацией на адресных входах демультиплексора. В качестве демультиплексора может быть использован дешифратор со стробирующим входом, который используется как информационный.Устройство управления должно обеспечить заданный алгоритм (порядок) коммутации входов с выходами. Порядок разработки устройства управления ведется в следующей последовательности: - Разработка схемы управления, реализующей алгоритм коммутации входов; Разработка схемы управления, реализующей алгоритм коммутации выходов; Рассмотрим пример построения устройства управления, реализующий алгоритм коммутации входов в соответствии с вариантом №1 для коммутатора с числом входов 24. Чтобы обеспечить заданную последовательность коммутации входов, надо подавать на адресные входы мультиплексора последовательность кодовых комбинаций в соответствии с работой счетчика с коэффициентом пересчета равным 24, для этой цели потребуется 2 счетчика К555ИЕ5.Импульсы синхронизации поступают с генератора DD3 на вход C1 счетчика DD1, на выходе которого генерируется номер входа коммутатора. Счетчик DD1 работает совместно со счетчиком DD2, на выходе которого генерируется номер микросхемы мультиплексора. Таким образом, счетчики входа DD1 и DD2 имеют коэффициент пересчета равный 24 (по количеству входов в каждой микросхеме), а счетчик выходов имеет коэффициент пересчета 8 (по количеству выходов демультиплексора). Счетчик DD1 сбрасывается в том случае, когда на выходе счетчика DD1 сигнал, имеющий весовой разряд 23=8, этот сигнал поступит на "сброс" R счетчика DD1 и на "обнуление" & счетчика DD2.
План
Содержание коммутатор интегральный микросхема генератор
Введение
1. Выбор и обоснование схемы структурного коммутатора
2. Выбор серии ИМС
3. Выбор схемы электрической принципиальной и описание ее работы
3.1 Разработка схемы электрической принципиальной коммутатора входов
3.2 Разработка схемы электрической принципиальной коммутатора выходов
3.3 Разработка схемы электрической принципиальной устройства управления
3.4 Разработка принципиальной схемы счетчика коммутатора