Проектирование аналоговых и цифровых электронных устройств измерительных приборов и систем

Автор работы: Пользователь скрыл имя, 22 Января 2014 в 16:57, курсовая работа

Краткое описание

Оптическая часть, основанная на основе фотометрического шара, который состоит из двух полусфер, покрытых изнутри диффузно-рассеивающей белой краской. Первая полусфера представляет источник диффузного света, предназначенный для освещения оконного блока равномерно распределенным рассеянным светом. Эта полусфера неподвижна, жестко закреплена, и имеет проем для установки в него стандартного оконного блока размерами 1470×1500 мм. В диаметральной плоскости источника установлено8 ламп накаливания, которые могут включаться сразу по 4, 6 или 8 штук и тем самым создавать в плоскости оконного блока освещения 500, 750 или 1000 люкс. Вторая полусфера играет роль светомерной камеры, которая рассеивает свет, прошедший в нее через оконный блок и этим светом освещается и фотоприемника, которые спрятаны в деревянных брусках, а их светочувствительная поверхность повернута в сторону светомерной камеры.

Содержание

Введение………………………………………………………………….3-5
Раздел 1. Разработка функциональной и принципиальной
электрических схем измерительного усилителя для заданного датчика.
Понятие операционного усилителя (ОУ)………………………………6
Принципиальная электрическая схема операционного усилителя типа 140УТ1………………………………………………………………….6-7
Эквивалентная схема и обозначение ОУ…………………………….8-9
Схемы включения ОУ………………………………………………..9-11
Другие схемы включения ОУ. Схемы инвертера…………………11-13
Стабилизаторы напряжения на основе ОУ………………………..13-14
Интегральные стабилизаторы напряжений………………………..14-15
Выбор типа микросхемы ОУ……………………………………….16-17
Составление схемы n-каскадного ИУ. Выбор номиналов и типов резисторов……………………………………………………………17-19
Описание функциональной схемы ОУ……………………………19
Описание принципиальной схемы ОУ………………………..19-20
Раздел 2. Разработка функциональной и принципиальной электрических схем комбинационного цифрового устройства (дешифратора или преобразователя кодов)
2.1 Карты Карно…………………………………………………………..21-22
2.2 Методика синтеза комбинационного устройства…………………..22-23
2.3 Принципиальная электрическая схема К154 УД2……………….....23-24
2.4 Проектирования преобразователя двоичного кода в шестнадцатеричный код………………………………………………….25-27
2.5 Описание функциональной схемы преобразователя двоичного кода..27
2.6 Описание принципиальной схемы преобразователя двоичного кода..27
4. Раздел 3. Проектирование статического ОЗУ с организацией 512х12 на ИМС К155РУ5 и К589 АП16
3.1 Интегральные запоминающие устройства (ЗУ)………………….....28-30
3.2 Формирователь двунаправленной шины данных типа К589 АП16……………………………………………………………………….30-31
3.3 Описание функциональной схемы статического ОЗУ………………...31
3.4 Описание принципиальной схемы статического ОЗУ………………...31
5. Заключение………………………………………………………………...32
6. Список использованных источников……………………………

Вложенные файлы: 1 файл

мой курсач 2010.doc

— 819.00 Кб (Скачать файл)

 

2.Построение карт Карно  и минимизация логических функций.

А:

1

1

1

0

1

1

1

1

1

1

1

1

0

1

1

1




 

 

 

 

 

 

B:

1

0

0

0

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

0

1




FB= X3+X1 X0+X2 X0+X2 X0 X1= X3+X1 X0+X2 X0+X2 X0 X1=

 

= X3 X1 X0 X2 X0 X2 X0 X1

 

 

 

 

 

С:

 

1

1

0

0

1

1

1

0

1

1

1

1

0

1

0

0




Fc= X2 X0+X3 X2+X2 X1 X0+X3 X1 X0=

 

=X2 X0+X3 X2+X2 X1 X0+X3 X1 X0=

 

=XX0 X3 X2 X2 X1 X0 X3 X1 X0

 

 

 

D:

 

1

1

1

0

1

0

1

1

1

1

0

1

0

1

0

1




 

 

 

F:

 

1

1

1

1

1

1

1

1

0

0

0

1

1

0

1

0




 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

G:

 

0

1

1

0

1

1

1

1

0

1

1

0

1

1

0

1




FG= X1 X0+X3 X2+X2 X3 X1+X3 X1 X0+X2 X1 X0=

 

=X1 X0+X3 X2+X2 X3 X1+X3 X1 X0+X2 X1 X0=

 

=X1 X0 X3 X2 X2 X3 X1 X3 X1 X0 X2 X1 X0

 

 

 

2.5 Описание функциональной схемы преобразователя двоичного кода

 

На данной схеме изображено преобразование двоичного кода в  шестнадцатиричный код, который  подаётся на определённый сегмент девятисегментного  индикатора. При определённом введении двоичного кода будут высвечиваться  буквы  «А», «В»,«C», «D», «F», «G».

 

2.6 Описание принципиальной схемы преобразователя двоичного кода

 

Данная схема имеет ту же структуру, что и функциональная схема, но на ней не указываются промежуточные функции.

Указываются входные  и выходные сигналы, а также номера всех выводов ЛЭ и    номера корпусов микросхем.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

  1. Проектирование статического ОЗУ с организацией 512х12 на ИМС К155РУ5 и К589 АП16

 

    1. Интегральные запоминающие устройства (ЗУ)

 

ЗУ- это последовательное устройство, предназначенное для  записи, хранения и считывания информации.

 

Классификация ЗУ:

-постоянные ЗУ (ПЗУ)

-непрограммируемые ПЗУ  (РПЗ)

-оперативные ЗУ (ОЗУ) - статические

                                          - динамические

 

 Рассмотрим  ОЗУ.

ОЗУ -оперативное ЗУ, предназначенное  для многократной записи и чтения информации с высокой скоростью. ОЗУ работает как в режиме записи, так и чтения (считывания) информации. В ОЗУ записывают текущие программы и данные. Информация в ОЗУ храниться до тех пор, пока подано питание на микросхему. При отключении питания информация теряется.

 

Статические ОЗУ используют триггеры для хранения информации. Они обладают исключительно высоким быстродействием и относительно невысокой емкостью из-за сложности схем триггеров. На основе статических ОЗУ строится КЭШ-память компьютеров, которая считается наиболее быстрой в компьютере.

 

 

Структура и  принцип действия статического ОЗУ

 

 

 

 

 

CS-выбор кристалла, разрешающий работу всей микросхемы ОЗУ

RD- режим чтения информации

WR-режим запоминания информации

DI-входящие данные

DO-выходящие данные

А0…А9-суммарный адрес ячейки ОЗУ

  

Рис.18. Структура статического ОЗУ

      

210=1024 ячейки памяти, в каждую из которых будет записан один разряд двоичного кода.

Сначала подается «0»  на вход  CS и запускается в работу вся микросхема, затем на входе А0…А9 подается адрес ячейки памяти.

Затем подается «0» на вход RD, т.е. устанавливается режим записи данных в выбранную ячейку.

На вход DI подается «0» или «1», которые и записываются в выбранную ячейку памяти.

При чтении информации из ячейки на вход RD подается «1» и данные из выбранной ячейки считываются на выход DO.

Цикл записи считывания данных составляет единицы микросекунд.

Чаще всего в интегральных микросхемах используется одна матрица  памяти, поэтому условно-графическое  обозначение такой микросхемы будет  иметь следующий вид:

 

 

 

    Рис.19. Условно-графическое  обозначение интегральной микросхемы

 

Иногда на выходах  микросхем ОЗУ ставят логический элемент с тремя устойчивыми  состояниями (с высокоомным  выходом Z)

 

 

 

 

Элемент  работает следующим  образом:

- если упр. равно «1», то выход равен Х

- если упр. Равно  «0», то все транзисторы будут  заперты, т.е. R цепь между эмиттером и коллектором стремится к бесконечности, и выход будет находиться в состоянии высокоомного выхода (в третьем состоянии, при котором контакт выхода будет отключен от всей микросхемы).

Если ЛЭ стоит на выходе микросхемы ОЗУ, то в ее название добавляется Z. Это говорит о том, что выходы разных микросхем можно соединять между собой; если Z нет, то этого делать нельзя.

 

3.2 Формирователь двунаправленной шины данных типа К589 АП16

 

Он играет роль цифрового  коммутатора, используемого для  организации двунаправленной шины данных в ОЗУ, и имеет следующее условно-графическое обозначение:

 

FBZ - формирователь двунаправленной шины с высокоомным выходом

SE – сигнал выбора направления передачи данных

П1 задает направление  передачи данных через микросхему. А сигналы BD0 – BD3 формируют двунаправленную шину данных.

 

Рис.20. Условно-графическое  обозначение формирователя двунаправленной     шины данных

 

3.3 Наращивание разрядности в статических ОЗУ

 

В компьютерах и других цифровых устройствах данные передаются многоразрядными словами. Число  разрядов в слове равно 8 или 16, поэтому  для хранения таких слов нужна  многоразрядная память. Для запуска  всех микросхем в ОЗУ нужно переключить П1 в нулевое состояние.

 

3.4 Описание  функциональной схемы статического ОЗУ

На схеме изображено статическое ОЗУ с организацией 512х12 на ИМС  К155 РУ5 и К589 АП16.

Если на вход СS дешифратора подать сигнал «логической единицы», то этот сигнал при поступлении на вход CS микросхемы DD1 будет разрешать работу этой микросхемы, т. е. в нее можно будет вводить информацию со входа DI и выводить информацию с выхода DO.

Если на вход CS дешифратора подать сигнал «логического нуля», то ни один из выходов ОЗУ не будет работать.

3.5 Описание  принципиальной схемы статического  ОЗУ

Данная схема имеет  ту же структуру, что и функциональная схема, но на ней подписываются все  входы и выходы микросхем, шинных формирователей, дешифратора.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Заключение

Целью курсового проекта  была разработка аналоговых электронных  устройств; комбинационного устройства; последовательных устройств.

В ходе работы над данным курсовым проектом было разработано  устройство на основе ОУ К152 УД6, для разработки которого сначала нужно было произвести выбор ОУ и расчет параметров измерительного усилителя на его основе, затем я выбрала номинал и тип резистора в цепи. Далее следовал выбор микросхемы стабилизатора напряжения. На основе всего этого я начертила функциональную и принципиальную схемы ОУ и дала их описание.

Во второй главе мною был спроектирован преобразователь  двоичного кода в шестнадцатиричный. Для интегральных микросхем серии (ИМС) К155 и девятисегментного светодиодного (или жидкокристаллического) индикатора. Были разработаны функциональная и принципиальная схемы и представлены их описания.

Задачей третьей части  курсового проекта  является разработка одного из цифровых устройств (счетчика импульсов, регистра или запоминающего  устройства). Я также разработала функциональную и принципиальную схемы статического ОЗУ с организацией 512х12 на основе ИМС К155 РУ5 и К589 АП16, представила их описание.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Список литературы

  1. Гутников В.С. Интегральная электроника в измерительных устройствах. - Л.: 1988 – 304 с.
  2. Якубовский С.В. Аналоговые и цифровые интегральные микросхемы.- 2-е изд. перераб. и доп. – М.: Радио и Связь, 1985 – 432 с.
  3. Ахмаметьев М. А. Проектирование аналоговых и цифровых электронных устройств на основе интегральных микросхем. Уч. пособие.-
  4. Лекции М.А. Ахмаметьева по электротехнике.



Информация о работе Проектирование аналоговых и цифровых электронных устройств измерительных приборов и систем