Разработка принципиальной схемы цифрового таймера - Курсовая работа

Министерство общего и профессионального образования «Проектирование цифровых устройств» тема: «Разработка принципиальной схемы цифрового таймера» выполнил студент группы КС-325В быту нередко бывает нужен прибор для отсчета интервалов времени. Необходимость в нем возникает, например, при проявке фотопленок, приготовлении растворов, требующих дозировки времени, приготовлении пищи и во многих других случаях. Большую помощь здесь окажет цифровой таймер, позволяющий отсчитывать и индицировать время через 1 секунду. При необходимости цифровой таймер можно использовать не только для подачи звукового сигнала в определенное время, но и для включения или выключения какой-нибудь внешней нагрузки, например осветительной лампы, телевизора, радиоприемника, магнитофона. Цель работы: разработать принципиальную схему для цифрового таймера.Клавиатура, используемая в данной разработке должна содержать не менее двенадцати клавиш - клавиши для ввода цифр 0…9 и две функциональные клавиши - “сброс” и “пуск”. Как показал анализ различных конструктивных вариантов клавиатур, а также обзор промышленно выпускаемых клавиатур, наиболее приемлема конструкция фирмы “TESLA” типа GP-8213.Как сказано выше, кодер клавиатуры должен обеспечивать преобразование десятичного кода в инверсный двоичный код. Среди микросхем серии 155 (555) имеются микросхемы выполняющие функцию перекодировки кода “1 из 10” в двоичный код. Таблица истинности кодера приведена в таблице 1 (см. приложение Н) а принципиальная схема кодирования одного из входов (”2”) - на рисунке 1 (см. приложение А). При подаче положительного напряжения на вход “2” диоды открываются и на выходе устанавливаются инверсные логические уровни 1101, соответствующие числу два.Регистр-защелка должен обеспечивать запись входных значений по сигналу от схемы управления и выдачу этих значений в инверсном коде. При всем многообразии возможные технических решений наиболее экономичным является использование в качестве регистра защелки микросхемы К555ТМ8, которая предназначена для построения параллельных регистров данных, запускаемых перепадами тактовых импульсов. Микросхема расположена в 16-контактном корпусе и содержит набор D-триггеров, имеющих общие входы синхронного сброса R и тактового запуска С. Сброс всех триггеров в состояние Qн = 0 произойдет, когда на вход асинхронного сброса R будет подано напряжение низкого уровня.Как было сказано выше, в качестве детектора нажатий используется логический элемент И с четырьмя входами. Наиболее целесообразно в качестве детектора нажатий использовать микросхему К555ЛА1 - два логических элемента 4И-НЕ.Согласно структурной схеме дешифратор позиций загрузки на основании входного двухразрядного двоичного кода должен устанавливать логический ноль на одном из четырех выходов. Микросхема К155ИД4 (см. приложение Г) - два дешифратора, принимающих двухразрядный код адреса А0, А1. A имеет два входа разрешения: прямой Еа и инверсный Еа, а дешифратор DC B - только инверсные входы разрешения дешифрации Eb. Если микросхема используется как демультиплексор, дешифратор DCA может принимать по входам Еа и Еа как прямой, так и инверсный адресные коды.Счетчик работает в режиме вычитания - из заданного первоначально количества импульсов с приходом очередного импульса вычитается единица. Когда счетчик полностью обнулится, на его выходе "<0" (МС DD1) появляется логический ноль, который, воздействуя на блок управления исполнительным устройством, отключит нагрузку. Загрузка значений в счетчик производится параллельным способом, путем подачи соответствующего двоичного значения на входы D0 - D4, и логического нуля на один из входов разрешения загрузки Е. Для упрощения построения счетчиков с числом разрядов, превышающих четыре, микросхема имеет выводы окончания счета на увеличение (">9",вывод 12) и на уменьшение ("9" и "<0" предыдущей микросхемы присоединяются к выводам " 1" и "-1" последующей. ЕСЛИ для счета используется один из этих входов, на другом тактовом входе следует зафиксировать напряжение высокого логического уровня.При конструировании устройства индикаторы устанавливаются на передней панели, слева направо, начиная с HL1. Принцип их действия заключается в том что напряжение источника питания 5V распределяется между тремя сопротивлениями нагрузки и сопротивлениями D1 и D2, сопротивлением сегмента индикатора и сопротивлением транзисторного ключа микросхемы. Поскольку суммарное падение напряжения на сегменте индикатора и ключа микросхемы не должно превышать 2 - 2,5 V (при этом ток через эти элементы будет в пределах допустимого), в большинстве подобных схем раньше использовался ограничительный резистор, который устанавливался в разрыв провода между микросхемой и индикатором.Преобразователь кода предназначен для перевода двоично-десятичного кода с выходов разрядов счетчика выдержки времени в код семисегментных индикаторов. На входы этих микросхем подается четырех разрядный двоично-десятичный код а выходы подключа

Содержание

Введение

Глава 1. Анализ принципиальной схемы

1.1 Блоки предустановки значения выдержки

1.1.1 Клавиатура

1.1.2 Кодер клавиатуры

1.1.3 Регистр защелка

1.1.4 Детектор нажатий

1.1.5 Дешифратор позиций загрузки

1.2 Блоки отсчета выдержки

1.2.1 Счетчик выдержки времени

1.2.2 Блок индикации

1.2.3 Преобразователь кода

1.3 Блоки управления

1.3.1 Схема обнуления

1.3.2 Схема управления

1.3.3 Исполнительное устройство

1.3.4 Блок управления исполнительным устройством

1.4 Генераторное оборудование

1.4.1 Тактовый генератор

1.4.2 Делитель частоты

1.4.3 Устройство сигнализации

Глава 2. Анализ функций устройств выдержки времени

2.1 Разработка принципиальной схемы

2.2 Апробация работы принципиальной схемы с помощью программы Multisim

Заключение

Список сокращений

Список используемых источников

Приложения