База знаний студента. Реферат, курсовая, контрольная, диплом на заказ

Курсовой проект по предмету “ЦТ и МПС” студента группы 1рсо-97 Бирюкова Сергея Николаевича

Донецкий техникум промышленной автоматики

1999 год

Введение.

На практике всегда была актуальна задача отображения информации в виде удобном для её зрительного восприятия. В настоящее время наиболее распространение получили полупроводниковые, вакуумные люминисентные, газоразрядные и вакуумные накаливаемые индикаторы. С помощью устройств отображения могут быть решены задачи сигнализации и индикации.

Сигнализация – это сообщение человеку о факте перехода контролируемой величины из одной области значения в другую.

При визуальной сигнализации основным техническим устройством является светоизлучающий элемент, который осуществляет  световое воздействие на человека (сигнализаторы номинального питающего напряжения, переходы какого-то параметра за допустимые рамки, перегорания предохранителя и т.д).

Индикация – это представление о результатах контроля и измерения.

Контроль, как правило, осуществляется по принципу – «больше – меньше», «есть – нет».

Контролирующими устройствами являются пробники, не измеряющие напряжения, сопротивление и ток, а фиксирующие их наличие или отсутствие. В многоуровневых устройствах наблюдается переход от контроля параметров к его количественной оценки: по мере роста тела индуцируемых уровней, получатся устройство индикации с дискретным отсчётом значения величины.

Шкальный индикатор может быть реализован на отдельных светоизолирующих элементах, а так же на многоразрядном цифровом индикаторе, где шкала складывается из отельных сегментов. Индикатор можно классифицировать по принципу формирования изображений на: знакомодулирующих (ЗМИ) и знакосонтезтрующих (ЗСИ). Примером ЗМИ является цифровой газоразрядный индикатор, изображение которого повторяет форму 10 катодов. Любое другое изображение получить невозможно. В ЗСИ изображение получается с помощью мозаики управляемых элементов отображения, каждый из которых является преобразователем “сигнал-свет”

Среди  ЗСИ различают: сегментные индикаторы, элементы отображения которых являются сегментами и сгруппированы в одно или несколько знакомест; матричные индикаторы, элементы отображения которых образуют матрицу. Сегменты ЗСИ могут индицировать только цифры (цифровой ЗСИ) или цифры и буквы русского и латинского алфавитов  (буквенн-цифровые ЗСИ).

В курсовом проекте предусматривается разработка принципиальной электрической схемы динамической цифровой индикации четырёх десятичных цифр, на семисегментных полупроводниковых индикаторах.

1. Общая часть.

Структурная схема устройства динамической индикации.

Структурная схема обеспечивает динамическую индикацию 5^х десятичных цифр на семисегментных полупроводниковых индикаторах. Ввод информации производится параллельно в двоично -  десятичном коде (тетрадами: единицы, десятки, сотни, тысячи) (Рисунок1). Коммутатор У1 обеспечивает поочерёдное подключение входной информации. Преобразователь У2 двоично- десятичный (2–10) код преобразует в код семисегментного цифрового индикатора. Счёчик У3 непрерывно подсчитывает входные импульсы, подаваемые от генератора G_T, коэффициент пересчёта счётчика  N=5. Каждое состояние счётчика У3 дешифрирует дешифратор У4, подключая соответствующий индикатор.

2. Расчётная часть.

2.1 Разработка принципиальной схемы коммутатора У1

Выполним синтез мультиплексора, коммутирующего n = 5 информационных входов. Число адресных входов А определяем из соотношения n ≤ 2^А, где А – число разрядов адреса (или число адресных входов). Так, для n = 5  А = 3 (А₁, А₂ и А₃).

Приведём таблицу истинности требуемого мультиплексора и его условное графическое изображение.

Таблица 1 - Таблица истинности мультиплексора.

Адресные входы			Выходы
А3	А2	А1	Q
0 0 0 0 1	0 0 1 1 0	0 1 0 1 0	D0 D1 D2 D3 D4

Рисунок 2 - Условное графическое изображение мультиплексора

Запишем логическую функцию выхода Q в СДНФ

            

Q=D₀∙ A₃∙A₂∙A₁v D₁∙A₃ ∙A₂∙A₁v D₂∙ A₃ ∙A₂∙A₁v D₃∙ A₃ ∙A₂∙A₁v D₄∙ A₃ ∙A₂∙A₁

Произведём построение логической схемы мультиплексора по полученной логической функции выхода Q.

                                 А₃А₂А₁А₃А₂А₁

1

&

&

1

1

1

 A₃

                                 

 

 A₂

                                                                                                       Q       

 A₁                                                                                                                                        

 

            D₀

            D₁

	&

     D₂

&

     D₃

&

                 

                   D₄

Рисунок 3 – Логическая схема мультиплексора.

 Произведём выбор микросхемы  мультиплексора с числом информационных входов D не менее заданного числа n = 5, используя “Приложения методических заданий к курсовому проекту”.Выбираем микросхему К155КП7

Рисунок 4 – Микросхема мультиплексора К155КП7.

Вычертим полную схему комутатора на микросхеме К155КП7

                                                                         из выходов

                                                                       счётчика

Рисунок 5 - Принципиальная схема комутатора.

2.2 Выбор микросхемы преобразователя У2 двоично-десятичного кода в код цифрового индикатора

Для преобразования двоично-десятичного кода в код семисегментного индикатора применяем микросхему дешифратора К514ИД1

 Рисунок 6 - Микросхема преобразователя К514ИД1.

Приведём таблицу истинности преобразователя.

Таблица 2 - Таблица истинности преобразователя.

Цифра	Двоичный код 8421				Состояние элементов (A,B,C,D,E,F,G) и значение управляющих сигналов (У1…У7)
	X4	X3	X2	X1	A	B	C	D	E	F	G
					У1	У2	У3	У4	У5	У6	У7
0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	1
1	0	0	0	1	1	0	0	1	1	1	1
2	0	0	1	0	0	0	1	0	0	1	0
3	0	0	1	1	0	0	0	0	1	1	0
4	0	1	0	0	1	0	0	1	1	0	0
5	0	1	0	1	0	1	0	0	1	0	0
6	0	1	1	0	0	1	0	0	0	0	0
7	0	1	1	1	0	0	0	1	1	1	1
8	1	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0
9	1	0	0	1	0	0	0	0	1	0	0

2.3 Подключение семисегментных индикаторов.

Сигналом с выходов A – G преобразователя У2, управляющие свечением сегментов индикатора, подаются параллельно на входы  индикаторов А – Q, т.е. выход А преобразователя подключается ко входу А каждого индикатора и т.д. В качестве индикатора используем  АЛС324

Схема подключения семисегментных индикаторов (АЛС).

                                                  

от выходов

дешифратора

2.4 Выбор микросхемы двоичного счётчика.

Двоичный счётчик У3 подсчитывает тактовые импульсы генератора. Число индицируемых цифр представлено количеством индикаторов в схеме n=5 и определяет коэффицент пересчёта чётчика N. Кроме того, число разрядов счётчика равно числу адресных входов мультиплексоров.

Cоставим таблицу и вычертим диаграмму состояний счётчика с N = n = 5

Таблица3 - Таблица состояния счётчика.

Входной импульс	Двоичный код на выходах.
	4	2	1
0 1 2 3 4 5	0 0 0 0 1 0	0 0 1 1 0 0	0 1 0 1 0 0

                  1            2            3           4           5  

0			1			0				1		0              0
0               0							1              1					0             0

Рисунок 8 - Диограмма состояний счетчика.

Выберем микросхему двоичного счётчика К155ИЕ5.

Рисунок 9 - Микросхема двоичного счётчика К155ИЕ5.

Для обеспечения N=5 необходимо, чтобы при появлении на выходах двоичного кода 0101₍₂₎ = 5₍₁₀₎ все триггеры счётчика обратились в “0”. Для этого необходимо ввести цепи обратной связи с выходов счётчика, соответствующих N=5, в данном случае подать выход 4 на схему сброса.

2.5 Синтез дешифратора У4.

Дешифратор У4 в разрабатываемой схеме формирует номер (адрес) подключаемого индикатора. Сигнал с выхода дешифратора является упровляющим для индикатора, поэтому подключение осуществляется ко входу S.Составим таблицу истиности дешифратора с учётом заданного n = 5

Таблица 4 - Таблица истинности дешифратора.

Выходы			N Вых.
Х3	Х2	Х1
0 0 0 0 1	0 0 1 1 0	0 1 0 1 0	0 1 2 3 4

Запишем логические функции выходов через операцию И, а также через операцию И-НЕ.

У₀=Х₃ × Х₂  × Х×₁                                    У₀= Х₃ × Х₂  × Х×₁                                   

У₁=Х₃ × Х₂ ×  Х₁                                    У₁= Х₃ × Х₂  × Х×₁

У₂=Х₃ × Х₂ ×  Х₁                                                        У₂= Х₃ × Х₂  × Х×₁

У₃=Х₃ × Х₂ ×  Х₁                                                        У₃= Х₃ × Х₂  × Х×₁

У₄=Х₃ × Х₂ ×  Х₁                                                        У₄= Х₃ × Х₂  × Х×₁

                                  Х₃Х₂ Х₁Х₃Х₂ Х₁

&

1

   Х₂                                                                          У₀

                                 

&

1

   Х₁                                                                                                                   У₁

1

&

          Х₁                                                                          У₂

 

&

                                                                                 У₃

                                                                           

                                                                      У₄                                            

&

                            

 Рисунок 10 - Логическая схема дешифратора в базисе И,ИЛИ,НЕ

                                  Х₃Х₂ Х₁Х₃Х₂ Х₁

&

&

   Х₃                                                                        У₀

                                 

&

&

   Х₂                                                                                                                У₁

 

&

&

 Х₁                                                                                                                  У₂

&

                                                                                       У₃

&

                                                                   У₄

                                                                                   

    Рисунок 11 -Логическая схема дешифратора в базисе И – НЕ.

Производим выбор дешифратора.

Рисунок 12 - Микросхема дешифратора К155ИД1.

2.6 Принципиальная электрическая схема устройства динамической цифровой коммутации.

Схема обеспечивает индикацию 5 десятичных цифр на семисегментных полупроводниковых индикаторах. Ввод информации производится параллельно в двоично-десятичном коде (тетрадами: единицы, десятки, сотни, тысячи).

Коммутатор У1 обеспечивает поочерёдное подключение входной информации в соответствии с адресом, поступающим с выходов счетчика У3, коэффициент пересчёта которого равен 5.

Двоичной коммутации на выходе счётчика отражают его состояние при поступлении входных импульсов от генератораG_Т. Преобразователь У2 двоично-десятичный код преобразовывает в код семисегментного цифрового индикатора, поступающий одновременно на все индикаторы. Номер подключаемого индикатора задаётся в двоичном коде с выходов счётчика У3, который потом дешифрируется дешифратором. Выходы дешифратора подключаются ко входам S индикаторов У5 (DD6 – DD9), обеспечивая подключение соответствующего индикатора. Время подключения индикатора очень мало (10 – 15 мсек.), оно подобрано таким образом, чтобы не было заметно “мигания” индикаторов для человеческого глаза и определяется тактовой частотой генератора G_Т.

Для того чтобы “высветить” четвёртую цифру, необходимо получить со счётчика адрес 001. При этом информация 0101, соответствующая цифре “5” передаётся на выходы Q мультиплексоров и далее на вход преобразователя У2. Преобразователь преобразует двоичный код в код семисегментного индикатора, информация с которого поступает на индикаторы. В данный момент времени подключится только первый  индикатор, т.к. двоичный код 001 с выходов счётчика дешифрирует дешифратор У4 и выдаёт активный сигнал на нулевой выход.

Список литературы

Колобеков Б.А., Мамзелев И.А. Цифровые устройства и  микропроцессорные устройства.– М: Радио и связь, 1978

Ерёмина О.М. Основы дискретной автоматики. – М: Радио и связь,1981

Мальцева Л.А. и др. Основы цифровой техники. – М: Радио и связь, 1986 (массовая радио библиотека)

Курсовой проект по предмету “ЦТ и МПС” студента группы 1рсо-97 Бирюкова Сергея Николаевича Донецкий техникум промышленной автоматики 1999 год Введение. На практике всегда была актуальна задача отображения информации в виде удобном для

 

• 14:21 05 Июля 2016
  Российско-китайский медуниверситет откроет магистерскую программу по TCM
• 01:21 05 Июля 2016
  На форуме МГУ Россия и Китай обсудят научно-образовательное сотрудничество
• 11:00 04 Июля 2016
  Реморенко: "ЕГЭ-туризм" в России сходит на нет
• 10:52 04 Июля 2016
  Летняя российско-австрийская школа откроется в Москве
• 15:31 01 Июля 2016
  В СПбГУ могут воссоздать географический факультет

Заказать уникальную работу