Разработка схемы управления на дешифраторе (стр. 2 из 2)
Микросхема ТМ2 содержит два D-триггера, в схеме же используется только один. При логической 1 на входе D по переднему фронту тактового импульса на входе CLK триггер устанавливается в единичное состояние. При сигнале низкого уровня на входе R триггер устанавливается в нулевое состояние, а при сигнале низкого уровня на входе S – в единичное.
В качестве тактового генератора использована микросхема КР1533АГ3 – сдвоенный ждущий мультивибратор. В схеме используется только один мультивибратор. Он имеет два входа для запуска D, объединенных по И, вход сброса R, выводы C и RC для подключения времязадающих элементов, прямой и инверсный выходы. Логический 0 на входе R прекращает генерацию импульса и принудительно устанавливает выходы мультивибратора в исходное состояние независимо от состояния других входов.
Для защиты схемы от высокочастотных помех в цепях питания в схему вводят несколько конденсаторов, по числу корпусов микросхем, и один электролитический конденсатор для защиты от низкочастотных помех.
3 Электрический расчет
Для определения максимальной потребляемой мощности необходимо суммировать мощности всех интегральных микросхем. Потребляемую мощность для каждой микросхемы возьмем из справочника:
КР1533ТМ8 – P1 = 70 мВт;
К1533ИД3 – P2 = 75 мВт;
КР1533ЛА1 – P3 = 4,75 мВт;
КР1533ТМ2 – P4 = 20 мВт;
КР1533ЛН1 – P5 = 12 мВт;
КР1533АГ3 – P6 = 100 мВт.
Найдем общую потребляемую мощность схемы:
P = 70 + 75 + 4,75 + 20 + 12 + 100 = 281,75 (мВт).
Для расчета нагрузочной способности выделим наиболее нагруженный элемент схемы – им является микросхема КР1533ЛА1, которая связана с тремя источниками – с одновибратором КР1533АГ3, с триггером КР1533ТМ2 и с регистром КР1533ТМ8. Выполним расчет для них.
Минимальный выходной ток микросхемы КР1533ЛА1 Iвых min = 30 мА;
максимальный входной ток одновибратора КР1533АГ3 Iвх max = 0,1 мА;
максимальный входной ток триггера КР1533ТМ2 Iвх max = 0,1 мА;
максимальный входной ток регистра КР1533ТМ8 Iвх max = 0,1 мА.
Тогда 30 мА > 0,1 мА + 0,1 мА + 0,1 мА.
Исходя из неравенства, следует вывод, что выходной мощности достаточно для работоспособности схемы. Остальные микросхемы сопряжены с меньшим количеством источников.
Рассчитаем номиналы времязадающих элементов на одновибраторе КР1533АГ3. Номиналы связаны с периодом следования импульсов следующей формулой
. По условию задания тактовая частота генератора должна бытьFтакт = 100 МГц, тогда
.Зададимся величиной сопротивления R = 5,6 кОм. Тогда емкость конденсатора рассчитаем по формуле:
(Ф).Ближайший номинал конденсатора из ряда стандартных емкостей – 18 пФ.
Рассчитаем элементы схемы сброса по питанию регистра КР1533ТМ8. Согласно справочным данным микросхем серии 1533, для обеспечения надёжного сброса длительность импульса должна быть не менее 10 нс.
Для реализации схемы сброса была взята типовая схема. Рассчитать номиналы элементов можно, исходя из соотношения:
.Выберем сопротивление резистора R = 330 Ом. Тогда емкость конденсатора рассчитаем по формуле:
(Ф).Ближайший номинал конденсатора из ряда стандартных емкостей – 10 пФ.
Рассчитаем емкость фильтрующих конденсаторов. Емкость электролитического конденсатора находится по формуле:
,где
– коэффициент пульсаций. 
.Тогда
(мкФ).Выберем электролитический конденсатор емкостью 1,5 мкФ.
По справочной литературе выберем емкости керамических конденсаторов 0,1 мкФ. Их количество определяется количеством корпусов микросхем.
В качестве резистора для формирования уровня логической единицы из напряжения питания возьмем резистор сопротивлением 1 кОм.
Выбранные дискретные элементы относятся к следующим типам:
– резисторы типа С2-23-0,125;
– конденсаторы: К10-23-М75-10пФ, К10-23-М75-18пФ, КМ5-Н90-0,1мкФ, К53-18-30В-1,5мкФ.
Заключение
дешифратор алгоритм элементныйэлектрический
В ходе выполнения данной курсовой работы была разработана схема управления на дешифраторе, работающая по заданному алгоритму управления, и описано функционирование данной схемы. Также были рассчитаны потребляемая мощность, нагрузочная способность и другие характеристики схемы, подтверждающие ее правильность.
Библиографический список
1. Бирюков С.А. Применение цифровых микросхем серий ТТЛ и КМОП. – 2-е изд. – М.: ДМК, 2000.
2. Шило В.Л. Популярные цифровые микросхемы: Справочник.– М.: Радио и связь, 1987.
3. Справочник по электрическим конденсаторам / М.Н. Дьяконов, В.И. Карабанов, В.И. Присняков и др.; Под общ. ред. И.И. Четверткова и В.Ф. Смирнова. – М.: Радио и связь, 1983.
4. Гендин Г.С. Все о резисторах: Справочник – М.: Горячая линия - Телеком, 1999.
5. Классификация и обозначение электрорадиоэлементов в конструкторской документации: Справочное пособие для курсового и дипломного проектирования по специальностям 2303, 2205, 2301, 2201. Часть 1/ Сост. Леухин В.Н. – Йошкар-Ола: МарПИ, 1994.