Состав устройства.

Функциональная схема устройства представлена на рисунке 1.

	. . . . . . . .

Рисунок 1 – Функциональная схема устройства

A1 – Наборное поле (представлено в приложении Б);

A2 – Шифратор;

A3 – Дешифратор;

A4 – Кодопреобразователь;

A5 – Семисегментный индикатор;

Y0 … Y9 – Сигналы управления исполнительными механизмами.

БП – Блок питания.

Общая принципиальная схема приведена в приложении А.

5. Проектирование устройств.

5.1 Проектирование шифратора.

1. Строим таблицу соответствия по значениям, приведённым в соответствии с вариантом:

Цифра

Входы

Выходы

X9

X8

X7

X6

X5

X4

X3

X2

X1

X0

A

B

C

D

E

Таблица 1 - таблица соответствия для шифратора

2. Получаем формулы, выражающие каждую выходную переменную через входные:

A=X0+X1+X4+X6+X7

B=X0+X2+X4+X6+X8

C= X1+X2+X4+X5+X7+X8

D=X0+X1+X2+X3+X4

E=X0+X1+X2+X3+X5

Логика «ИЛИ». Пример реализации формулы А.

Диод КД208Г

3. По полученным результатам проектируем схему шифратора (приложение В).

4. Расчет транзисторного ключа на выходе сигнала из шифратора (рисунок 2).

Рисунок 2 – Транзисторный ключ в шифраторе.

Пусть ток нагрузки , .

Исходя из требований:

Выбираем транзистор КТ3102Б. С характеристиками:

Рассчитываем R3 по формуле:

.

Выбираем в соответствии с рядом Е24 наминал резистора R3=15 кОм, мощностью 0,125 Вт.

Мощность рассчитываем по формуле:

.

Теперь рассчитываем номинал резистора R1 по формуле:

, а , .

.

Выбираем в соответствии с рядом Е24 номинал резистора R1=270 кОм, мощностью 0,125 Вт.

Мощность рассчитываем по формуле:

. По ряду мощностей =0,125Вт.

Выбираем резистор R2 для привязки номиналом 10 кОм исходя из ТУ КТ3102Б.

5.2 Проектирование дешифратора.

1.Строим таблицу соответствия исходя из своего варианта:

Цифра

Входы

Выходы

A

B

C

D

E

Y9

Y8

Y7

Y6

Y5

Y4

Y3

Y2

Y1

Y0

Таблица 2 – таблица соответствия для дешифратора

2. Теперь получаем формулы, выражающие каждую выходную переменную через входные:

3. Минимизируем полученные формулы методом, основанным на использовании матриц Карно. Составляем 11 бланков матриц, которые приведены на рисунках:

							B 8
A 6

Рисунок 3 – Цифры

Рисунок 4 – Y0

Рисунок 5 – Y1

Рисунок 6 – Y2

Рисунок 7 – Y3

Рисунок 8 – Y4

Рисунок 9 – Y5

Рисунок 10 – Y6

Рисунок 11 – Y7

Рисунок 12 – Y8

Рисунок 13 – Y9

4. Выводим формулы из полученных матриц:

4. Пользуясь полученными результатами проектируем схему (приложение Г).

5. Расчет транзисторного ключа для включения реле в дешифраторе (рисунок 5).

Рисунок 5 – Транзисторный ключ в дешифраторе.

Пусть .

Исходя из требований:

>

>

Выбираем реле РПУ-0. С характеристиками:

.

Выбираем транзистор КТ972А. С параметрами:

Исходя из требований:

>>

>>

Выбираем диод КД208Г.С характеристиками:

При

.

Принимаем . Этим параметрам соответствует стабилитрон КС533.

Определяем R3 по формуле:

.

Выбираем в соответствии с рядом Е24 номинал резистора R3 = 220 Ом.

Мощность рассчитываем по формуле:

. Разбиваем R3 на 2 резистора по 2 Вт включенных параллельно, сопротивлением 430 Ом.

Пусть Определяем

Выбираем в соответствии с рядом Е24 номинал резистора R2=13кОм с мощностью 0,125Вт.

Принимаем номинал резистора R1= 1кОм, исходя из ТУ КТ972А.

5.3 Проектирование кодопреобразователя.

1. Проектирование кодопреобразователя начинается с построения таблицы истинности.

Таблица 3 – таблица истинности для кодопреобразователя

Цифра

Входы

Выходы

A

B

C

D

E

a

b

c

d

e

f

g

2. Следующим этапом проектирования является получение минимизированных выражений. Используя данные таблицы 1, построим 8 матриц Карно – одна вспомогательная - «Цифры» и семь для выходных переменных:

							B 8
A 6

Рисунок 14 – цифры

Рисунок 15 – a

Рисунок 16 – b

Рисунок 17 – с

Рисунок 18 – d

Рисунок 19 – е

Рисунок 20 – f

Рисунок 21 – g

3. По матрицам получаем следующие минимальные выражения:

4. Пользуясь полученными результатами проектируем схему (приложение Д).

5. Расчет транзисторного ключа на выходе сигнала
кодопреобразователя (рисунок 8).

Рисунок 8 – Транзисторный ключ на выходе сигнала
кодопреобразователя.

В (для КМОП)

В (для КМОП)

Выбираем семисигментный индикатор АЛС321А с параметрами Uпр = 2В, Iпр = 10 мА.

Выбираем транзистор КТ3107А исходя из ТУ АЛС321А с параметрами , ,

Рассчитываем R3 по формуле:

кОм,

Мощность рассчитаем по формуле:

P_R = Вт

Выбираем в соответствии с рядом Е24 номинал резистора R3 = 1,3 кОм,

мощностью 0,125 Вт.

мА

мА

Рассчитаем R2 по формуле:

Ом

Мощность рассчитаем по формуле:

P_R2= Вт

Выбираем в соответствии с рядом E24 номинал резистора R₂=10 кОм, мощностью P=0.125 Вт

Для привязки принимаем R1=10 кОм исходя из ТУ по КТ3107А

Заключение.

В процессе разработки курсовой работы мы разработали следующие цифровые устройства: шифратор, дешифратор и кодопреобразователь. Научились логически мыслить. Воспользовались матрицами Карно при проведении минимизации логических функций. Научились строить схемы. Разработали микросхемы цифровых устройств. Применили световую индикацию при разработке кодопреобразователя.
Список используемой литературы.

1. Шило В.Л. Популярные логические микросхемы. Справочник. Москва.

Радио и связь. 1987.

Дата добавления: 2015-07-20