Принцип работы счетчиков. Курсовая работа (т). Информатика, ВТ, телекоммуникации.
🛑 👉🏻👉🏻👉🏻 ИНФОРМАЦИЯ ДОСТУПНА ЗДЕСЬ ЖМИТЕ 👈🏻👈🏻👈🏻
Вы можете узнать стоимость помощи в написании студенческой работы.
Помощь в написании работы, которую точно примут!
Похожие работы на - Принцип работы счетчиков
Скачать Скачать документ
Информация о работе Информация о работе
Скачать Скачать документ
Информация о работе Информация о работе
Скачать Скачать документ
Информация о работе Информация о работе
Скачать Скачать документ
Информация о работе Информация о работе
Скачать Скачать документ
Информация о работе Информация о работе
Скачать Скачать документ
Информация о работе Информация о работе
Скачать Скачать документ
Информация о работе Информация о работе
Нужна качественная работа без плагиата?
Не нашел материал для своей работы?
Поможем написать качественную работу Без плагиата!
ФГОУ
СПО «Жуковский авиационный техникум имени В.А. Казакова»
Специальность:
«Вычислительные машины, комплексы и сети»
.
Выбор и обоснование схемы электрической функциональной(Э2)
.
Выбор и обоснование схемы электрической принципиальной(Э3)
С развитием электроники появился такой класс
электронной техники, как цифровая. Эта техника предназначена для формирования,
обработки и передачи электрических импульсных сигналов и перепадов напряжения и
тока, а также для управления информацией и её хранения. Цифровые устройства
занимают доминирующее место во многих областях науки и техники, что обусловлено
существенно меньшим потреблением энергии от источника питания, более высокой
точностью, меньшей критичностью к изменениям внешних условий, большей
помехоустойчивостью. Цифровая техника включает в себя такие устройства как
триггеры, регистры, счетчики, комбинационные устройства, программируемые
логические интегральные схемы.
В данном курсовом проекте разбирается принцип
работы счетчиков.
Счетчик предназначен для подсчета единиц
информации, поступающих на его вход. Так же данное устройство осуществляет счет
и хранение кода числа подсчитанных сигналов. Под сигналами понимаются как
перепады потенциала, так и импульсы. Строятся счетчики обычно на JK- триггерах,
D-триггерах и T-триггерах. Существуют разные счетчики. По типу функционирования
их разделяют на суммирующие, вычитающие, реверсивные. По структурной
организации: последовательные, параллельные, последовательно-параллельные
(комбинированные), кольцевые. По порядку изменения состояний: с естественным
порядком счета, с произвольным порядком счета. По модулю счета: двоичные и не
двоичные. По числу устойчивых состояний триггеров: на двоичных триггерах, на
троичных триггерах, на n-ичных триггерах. По способу переключения триггера:
синхронные и асинхронные.
Нормальными условиями эксплуатации средств
автоматизации по ГОСТ12997 считаются: температура окружающего воздуха - 20°С;
относительная влажность воздуха при температуре 20°С - от 45 до 75%;
атмосферное давление - от 86 до 106 кПа (от 630 до 800 ммрт.ст); частота - в
пределах 49-51 Гц. Допускается отклонения от номинальных значений, если они
увеличивают погрешность средства измерения не более чем на 35% от предела
допускаемой основной погрешности.
. Модуль счета М - основной статистический
параметр, который характеризует максимальное число импульсов, после прихода
которого счетчик устанавливается в исходное состояние.
. Время установки выходного кода tk - основной
динамический параметр, который характеризует временной интервал между моментом
передачи входного сигнала и моментом установления нового кода на выходе.
Основным статистическим параметром является
модуль счета М, который характеризуется максимальным числом импульсов, после
прихода которого счетчик устанавливается в исходное состояние. Каждый триггер
имеет два устойчивых состояния, поэтому количество комбинаций выходных
сигналов, снимаемых с выходов всех триггеров, а соответственно, и максимальное
число подсчитанных импульсов N равно:
где m - количество последовательно включенных
триггеров.
Каждый из триггеров такой цепочки называют
разрядом счетчика, поэтому если, например, m - 4, то счетчик четырехразрядный.
Максимальное число, которое может подсчитать счетчик Nmax, называется
коэффициентом, или модулем счета КСЧ (КСЧ = Nmax). Если количество входных
импульсов Nmax больше КСЧ, то происходит переполнение счетчика. При этом он
возвращается в исходное состояние и цикл снова повторяется.
1.Полупроводниковая микросхема
- все элементы и межэлементные соединения выполнены на одном полупроводниковом
кристалле (например, кремния, германия, арсенида галия, оксид гафния).
.Плёночная интегральная
микросхема - все элементы и межэлементные соединения выполнены в виде плёнок:
§ толстоплёночная
интегральная схема;
§ тонкоплёночная
интегральная схема.
.Гибридная микросхема (также
микросрка полупроводникового кристалла содержит несколько бескорпусных диодов,
транзисторов и (или) других электронных компонентов, помещённых в один корпус.
.Смешанная микросхема - кроме
полупроводникового кристалла содержит тонкоплёночные (толстоплёночные)пассивные
элементы размещённые на поверхности кристалла.
ü Данное устройство разработано для
применения в качестве счетчика витков при намотке трансформаторов. Устройство
может быть использовано как восьмиразрядный низкочастотный счетчик с частотой
счета до 15 кГц.
ü Для питания данных приборов можно
использовать как источники переменого напряжения с номиналом в 220В (~90...
264В), так и источники постоянного напряжения с номиналом 24В (=10... 30В).
Приборы способны работать и при отрицательных
температурах до -20 °С.
. Уровень первый - это уровень сбора информации.
Элементами этого уровня являются электросчётчики
и различные устройства, измеряющие параметры системы. В качестве таких
устройств могут применяться различные датчики как имеющие выход для подключения
интерфейса RS-485, так и датчики, подключенные к системе через специальные
аналого-цифровые преобразователи. Необходимо обратить внимание на то, что
возможно использовать не только электронные электросчётчики, но и обычные
индукционные, оборудованные преобразователями количества оборотов диска в
электрические импульсы.
. Уровень второй - это связующий уровень.
На этом уровне находятся различные контролеры
необходимые для транспортировки сигнала.
. Третий уровень - это уровень сбора, анализа и
хранения данных.
Элементом этого уровня является компьютер,
контролер или сервер. Основным требование к оборудованию этого уровня является
наличие специализированного программного обеспечения для настройки элементов
системы.
Счетчики, в маркировке которых есть буква «Д»,
например, СР3У-И670Д, имеют телеметрический выход (импульсный датчик),
обеспечивающий передачу по двухпроводной линии связи информации о проходящей
через счетчик активной (реактивной) энергии в систему дистанционного сбора и
обработки данных.
2. Выбор и обоснование схемы
электрической функциональной (Э2)
Счетчиком называют устройство, предназначенное
для подсчета единиц информации, поступающих на его вход. Такое устройство
представляет собой набор триггеров, соединенных между собой определенным
образом, количество которых определяется разрядностью счетчика. Строятся
счетчики обычно на JK- триггерах, D-триггерах и T-триггерах. Для триггера
любого разряда выходная частота будет вдвое меньше частоты на выходе.
Возможности счетчика определяются максимальным
количеством подсчитываемых им единиц информации, и характеризуется
коэффициентом пересчета К. Обычно количество единиц информации определяется как
К = 2ⁿ, где n - количество триггеров (разрядов) в схеме счетчика. Таким
образом, из формулы видно, что в зависимости от разрядности счетчика n, в нем
может быть осуществлен максимальный подсчет единиц информации кратных 2, то
есть 2, 4, 8, 16. Начиная с нулевого состояния, через каждые 2ⁿ счетных
импульсов триггеры счетчика будут возвращаться в исходное состояние, после чего
процесс счета начинается снова. Если требуется организовать подсчет единиц
информации не кратный 2ⁿ, то используют счетчики с произвольным
коэффициентом пересчета.
1. Модуль счета М - основной статический
параметр, который характеризует максимальное число импульсов, после прихода,
которого счетчик устанавливается в исходное состояние.
. Время установления выходного кода tk -
основной динамический параметр, который характеризует временной интервал между
моментом подачи входного сигнала и моментом установления нового кода на выходе.
Основным статическим параметром счетчика
является модуль счета М, который характеризуется максимальным числом импульсов,
после прихода которого счетчик устанавливается в исходное состояние. Каждый
триггер имеет два устойчивых состояния, поэтому количество комбинаций выходных
сигналов, снимаемых с выходов всех триггеров, а соответственно, и максимальное
число подсчитанных импульсов N равно Nmax = 2m, где m - количество
последовательно включенных триггеров. Каждый из триггеров такой цепочки
называют разрядом счетчика, поэтому если, например, m - 4, то счетчик
четырехразрядный.
Максимальное число, которое может подсчитать
счетчик Nmax, называется коэффициентом, или модулем счета КСЧ (КСЧ = Nmax).
Если количество входных импульсов Nmax больше КСЧ, то происходит переполнение
счетчика. При этом он возвращается в исходное состояние и цикл снова
повторяется. После каждого цикла счета на выходах последнего триггера возникают
перепады напряжения 1, 0 или 0, 1. Это свойство определяет второе назначение
счетчиков: деление числа входных импульсов. Если входные импульсы периодичны и
следуют с частотой fBX, то частота выходных сигналов будет
В этом случае коэффициент счета определяется
коэффициентом деления - КДЕЛ. Такие счетчики выполняют функцию деления частоты
и называются счетчиками - делителями.
Цифровые счетчики классифицируются следующим
образом. По коэффициенту (модулю) счета: двоичные (бинарные);
двоично-десятичные (декадные) или с другим коэффициентом счета; с произвольным;
постоянным модулем; с переменным модулем. По направлению счета: суммирующие;
вычитающие; реверсивные. По способу организации внутренних связей: с
последовательным переносом; с параллельным переносом; комбинированным
переносом; кольцевые; счетчики Джонсона. Удобно использовать терминологию:
суммирующие счетчики (UP - counter), вычитающий счетчик (Down - counter),
реверсивный (UP - down - counter).
Для нормальной работы счетчика напряжение
питания должно быть не более 6 В. Минимальное напряжение на входе составляет
-0,4В, а максимальное - 5,5В. Минимальное напряжение на выходе - -0,3В, а
максимальное - 5,25В. Температура окружающей среды должна быть от -10 до +70ºС.
Интегральная микросхема К155ИЕ1. Декадный
счетчик с фазоимпульсным представлением информации.
Условное графическое обозначение ИМС 155ИЕ1:
, 4, 6, 10, 11, 12, 13 - свободные;
Интегральная микросхема К155ИЕ2.
Двоично-десятичный четырехразрядный счетчик.
Предельно допустимые режимы эксплуатации:
Интегральная микросхема К155ИЕ4.
Счетчик-делитель на 12.
, 3, 4, 13 - вход установки 0 R0(1);
Предельно допустимые режимы эксплуатации:
счетчик электрический схема
комплектующий
Предельно допустимые режимы эксплуатации:
Интегральная микросхема К155ИЕ6.
Двоично-десятичный реверсивный счетчик.
Интегральная микросхема К155ИЕ7.
Четырехразрядный двоичный реверсивный счетчик.
Интегральная микросхема К155ИЕ9. Синхронный
десятичный четырехразрядный счетчик.
Интегральная микросхема К155ИЕ14.
Высокочастотный счетчик-делитель с программируемым коэффициентом деления.
- вход разрешения предварительной установки
"0" S;
3. Выбор и обоснование схемы
электрической принципиальной (Э3)
Выбор микросхем и элементов проводим согласно
схеме электрической функциональной, данные сводим в таблицу.
Интегральные микросхемы.триггер (К155ТВ1)
Микросхема представляет собой два независимых
тактируемых JK - триггера с установкой в 0 и 1. Считывание информации с входов
J и K происходит во время положительного перепада на входе С, а на выходы она
передается во время отрицательного перепада. наличие низкого уровня на входах R
и S одновременно дает неопределенное состояние на выходах. Логические уровни на
J и K не должны изменяться, пока на С высокий уровень. Если соединить выводы J
и K триггер будет работать как обычный счетный (делить частоту на 2).
Корпус К155ТВ1 типа 201.14-2, масса не более 1 г
и у КМ155ТВ1 типа 201.14-8, масса не более 2,2 г.
Условное графическое изображение: 1 - свободный;
2 - вход R; 3-5 - входы J1-J3; 6 - выход Y2; 7 - общий; 8 - выход Y1; 9-11 -
входы K1-K3; 12 - вход C; 13 - вход S; 14 - напряжение
Выходное
напряжение высокого уровня
Входной
ток низкого уровня по входам 3-5,9-11 по входам 2,12,13
Время
задержки распространения при включении
Время
задержки распространения при выкл.
Микросхема К561ТР2 содержит по 4 RS-триггера с
общей цепью считывания информации.
Поступление высокого уровня на выходы R или S
устанавливает RS-триггер соответственно «0» или «1», а на выходе Q информация
появляется только во время действия высокого уровня на разрешающем входе V.
Если на этом входе низкий уровень, то на выходе низкий уровень независимо от
состояния RS-триггера.
Если на входах R, S и V одновременно высокие
уровни, то на выходе Q высокий уровень.
Выходное
напряжение лог.0 (I=Iмакс)
Выходной
ток короткого замыкания, мА
Ток
потребления (когда все входы R="L", а все входы S="H",
выходы не нагружены).
,2,4,5,9,10,12,13 - входы X1-X8; 3 - выход Y1; 6
- выход Y2; 7 - общий; 8 - выход Y3; 11 - выход Y4; 14 - напряжение питания;
Выходное
напряжение высокого уровня
Ток
потребления при низком уровне выходного напряжения
Ток
потребления при высоком уровне выходного напряжения
Потребляемая
статическая мощность на один логический элемент
Время
задержки распространения при включении
Время
задержки распространения при выключении
Для обеспечения помехоустойчивости в схему
должны быть введены сглаживающие фильтры на основе конденсатора.
Низкочастотные помехи проникающие в схему по
цепи питания должны блокироваться с помощью конденсаторов, емкость которых не
менее 1мкФ, из расчета 1 конденсатора К-53-28 на 5-10 микросхем.
Для устранения высокочастотных помех
развязывающиеся емкости должны быть распределены по всей поверхности печатной
платы равномерно относительно микросхем, из расчета 1 конденсатора К50-9 на
группу не более чем 10 микросхем, емкостью на 1 микросхему 0,002 - 0,001мкФ.
Так как в проектируемой схеме 5 микросхем, то на
основании всего вышеизложенного в схему включаем 1 электролитический конденсатор
К53-28 для устранения низкочастотных помех и 1 конденсатор К50-9 для исключения
высокочастотных помех.
В этих же целях в используемых микросхемах не
должно быть свободных контактов. Поэтому на свободные выводы микросхем подается
напряжение +5В через сопротивление 1кОм. К одному сопротивлению можно
подключить не более 20 свободных выводов.
Из справочника взяли графическое обозначения
данных микросхем и написали их на отдельных листах, как это приведено выше.
На основании выбора комплектующих - ИМСх и
конденсаторов строим схему электрическую принципиальную, которая приведена в
Приложении 2.
Определение требований к источнику питания, как
при автономной наладке ТЭЗ, так и при работе в составе ЭВМ.
ü Схема электрическая принципиальная;
ü Справочные данные по микросхемам.
Расчет потребляемой мощности определяется по
формуле:
Зная напряжение питания схемы, (U пит
= 5В±5%) и суммарную потребляемую мощность по формуле определяем ток источника
питания:
) +5%: пит = 337,5мВт/5,25В = 64,28 мА
) -5% пит = 337,5мВт/4,75В = 71,05 мА
Следовательно, для наладки и настройки ТЭЗа
необходим источник питания с напряжением 5В и током питания не более 71,05 мА и
не менее 64,28 мА, что удовлетворяет техническим требованиям.
Определение времени работы фирмы, которое
ограничивается переходными процессами в микросхемах.
ü Схема электрическая принципиальная;
ü Справочные данные по микросхемам.
К155ЛА3 К155ТВ1 К561ТР2 К561ТР2
0,1
= 15 нс t 0,1 = 40 нс t 0,1 = 720 нс t 0,1 = 720
нс 1,0 = 22 нс t 1,0 = 25 нс t 1,0 = 960 нс t 1,0
= 960 нс
Период повторения подчиняется соотношению:
T>>τ ∑
τ ∑ =
2062 нс= 1/T = 1/2100 = 476,2МГц.
Результат расчета быстродействия согласуется с
техническими требованиями на схеме.
Расчёт надёжности - это процедура определения
значений показателей надежности объекта с использованием методов, основанных на
их вычислении по справочным данным о надежности элементов объекта, по данным о
надежности объектов-аналогов, данным о свойствах материалов и другой
информации, имеющейся к моменту расчета.
Определение времени до первого
отказа, а так же определение вероятности безотказной работы схемы.
ü Схема электрическая
принципиальная;
ü Справочные данные
по микросхемам.
∑λ = 5*10 -6
+3,6*10 -6 +2,4*10 -6 +0,1*10 -6+ 0,14*10 -6+
0,23*10 -6 +0,7*10 -6 =12,17*10 -6 1/час
Вероятность безотказной работы схемы определяется
по формуле:
На основании технических требований
была разработана схема электрическая функциональная, схема электрическая
принципиальная.
Сделан расчет потребляемой мощности,
быстродействия, надежности схемы.
Задание выполнено полностью согласно
с техническими требованиями.
1. К.
А. Нешумова, «Электронные вычислительные машины и системы».
. И.
М. Мышляева, «Цифровая схемотехника».
. И.И.
Бобров «Импульсные и цифровые устройства».
. В
Л. Шило «Популярные цифровые микросхемы».
. Справочник
«Интегральные микросхемы».
. Ю.
В. Панов, Т. С. Леготкина, Методические рекомендации «Синтез счетчиков
сигналов»
. Схема электрическая функциональная (Э2).
Похожие работы на - Принцип работы счетчиков Курсовая работа (т). Информатика, ВТ, телекоммуникации.
Дипломная Тема По Строительству
Контрольная работа по теме Планирование балансовой прибыли. Показатели планирования (нормирования) оборотных средств предприятия
Реферат Онлайн Сделать
Сочинение Анализ Стихотворения Тучи
Керлинг Реферат По Физкультуре 6 Класс
Реферат: Формы и системы оплаты труда. Фонд оплаты труда, методы его планирования
Контрольная Работа На Тему Світова Організація Торгівлі. Форми Передачі Технології
Реферат по теме Метод выделения единичных вызванных потенциалов из электроэнцефалограммы без шаблона
Реферат: Buddha Essay Research Paper BuddhaThe word Buddha
Курсовая работа по теме Сущность, задачи и организация банковского регулирования и надзора как важнейших направлений деятельности современного государства
Курсовая работа по теме Проект по организации и планированию производства на предприятии лесного хозяйства
Реферат: Философский анализ книги Ошо "Осознанность"
Реферат по теме Тепловое и холодильное оборудование супермаркетов
Дипломная работа по теме Эстетико-функциональная природа древнерусской литературы с точки зрения культурологического подхода
Жанры Официально Делового Стиля Реферат
Курсовая работа: Совершенствование форм декларирования, применяемых при таможенном оформлении товаров и транспортных средств, перемещаемых через таможенную границу Российской Федерации
Дипломная работа: Компенсация реактивной мощности в системах электроснабжения с преобразовательными установками
Мой Город Ульяновск Сочинение
Табиғатпен Адам Эссе
Курсовая работа по теме Анализ исключений из закона спроса
Похожие работы на - Организационное поведение и управление персоналом
Сочинение: Гуманизм в произведениях Томаса Мора "Утопия" и Евгения Замятина "Мы"
Реферат: Этический аспект устной и письменной речи