Автор работы: Пользователь скрыл имя, 09 Августа 2013 в 16:16, курсовая работа
В электрической схеме элемента серии К555 вместо многоэмиттерного транзистора использована матрица диодов Шотки. Микросхемы серии К555, по быстродействию соответствуют серии К155 (потребляемый ток уменьшен в пять раз!), по экономичности уступают микросхемам серии К134 (1 мВт) всего в 2 раза, но в итоге потребляют энергию на перенос 1 бита информации в 1,5 раза меньше. Сейчас микросхемы серии К555 вытеснили из аппаратуры серию К134 и по мере наращивания номенклатуры служат эффективной заменой для микросхем самой массовой, стандартной серии К155.
1. Задание…………………………………………………………………………..….………….1
2. Введение……………………………...……….……………………………………….……...3
3. Разработка структурной схемы…………………………………………...……..…4
4. Разработка функциональной схемы…………….……………………..…..…....5
5. Разработка электрической принципиальной схемы…..………………...12
6. Заключение…………………………....…………………….……………………………....20
7.Список литературы…..……………
Рис 5. УГО и назначение выводов К555ЛИ1.
Таблица 1. Технические параметры К555ЛИ1.
Входной ток высокого уровня |
0.02 |
Выходное напряжение низкого уровня |
0.4 |
Диапазон рабочих температур, гр. С |
-10...+70 |
Входной ток низкого уровня |
0.4 |
Номинальное напряжение питания |
5 |
Ток потребления, мА |
8.8 |
Выходное напряжение высокого уровня |
2.7 |
Функциональность |
И |
Микросхема К555ИМ6 является четырёхразрядным сумматором с ускоренным переносом. Он принимает два четырёхразрядных слова по входам А0…А3 и В0…В3, а по входу Сп сигнал входного переноса. Суммы разрядов входных слов появляется на выходах S0…S1. На выходе Сп+1 выделяется сигнал выходного переноса. В состав сумматора входит схема ускоренного переноса. Сумматор работает со словами как положительной (высокий уровень – единица), так и отрицательной (низкий уровень – единица) логик.
Суммирование происходит согласно уравнению:
Сп+20(А0+В0) +21(А1+В1) +22(А2+В2) +23(А3+В3) = 20∑0+21∑1+22∑2+23∑3+24Сп+1
|
№ вывода |
Назначение |
№ вывода |
Назначение |
1 |
Выход ∑1 |
9 |
Сигнал перноса Сп+1 |
|
2 |
Вход В1 |
10 |
Выход ∑3 |
3 |
Вход А1 |
11 |
Вход В3 |
4 |
Выход ∑0 |
12 |
Вход А3 |
5 |
Вход В0 |
13 |
Выход ∑2 |
6 |
Вход А0 |
14 |
Вход А2 |
7 |
Сигнал переноса Сп |
15 |
Вход В2 |
8 |
Общий |
16 |
Uпит = 5В |
Рис. 6. УГО и назначение выводов К555ИМ6 | |||
На рисунке 6 показаны УГО и назначение выводов микросхемы. Технические параметры микросхемы приведены в таблице 2.
Таблица 2. Технические параметры К555ИМ6.
Диапазон рабочих температур, гр. С |
-10...+70 |
Входной ток низкого уровня |
0.4 |
Номинальное напряжение питания |
5 |
Ток потребления, мА |
34 |
Выходное напряжение высокого уровня |
2.7 |
Функциональность |
сумматор |
Входной ток высокого уровня |
0.02 |
Выходное напряжение низкого уровня |
0.4 |
Из технических характеристик выбранных микросхем видно, что выходные напряжения высокого и низкого уровней на Y1….Y4 микросхемы К555ЛИ1 соответствуют входным напряжениям высокого и низкого уровней поступающих на входа A0…A3 и входа В0…В3 сумматора К555ИМ6. Следовательно это позволяет нам подключить вышеуказанные выводы непосредственно друг к другу.
Поскольку мы работаем с положительной логикой, на вход Сп+1 микросхемы К555ИМ6 нужно подать напряжение низкого уровня, т. е. заземлить. Выход сигнала переноса Сп+1 подключается к соответствующему входу следующего сумматора.
Напряжение питания одинаково для обоих микросхем и равно 5В.
3.2 Подбор микросхем и элементов для преобразователь двоичного кода в двоично-десятичный.
Преобразователь двоичного кода в двоично-десятичный целесообразно построить на микросхеме К155ПР7. Данная микросхема являются постоянными запоминающими устройствами, программирование которых произведено на заводе-изготовителе.
№ вывода |
Назначение |
№ вывода |
Назначение |
1 |
Выход Q0 |
9 |
|
2 |
Выход Q1 |
10 |
Вход А0 |
3 |
Выход Q2 |
11 |
Вход А1 |
4 |
Выход Q3 |
12 |
Вход А2 |
5 |
Выход Q4 |
13 |
Вход А3 |
6 |
Выход Q5 |
14 |
Вход А4 |
7 |
15 |
Вход разр. Е | |
8 |
Общий |
16 |
Uпит = 5В |
УГО и назначение выводов показано на рисунке 7. Технические параметры микросхемы приведены в таблице 3.
Рис. 7. УГО и назначение выводов К155ПР7.
Таблица 3. Технические параметры К155ПР7.
Номинальное напряжение питания |
5 В 5 % |
Выходное напряжение низкого уровня |
0,4 В |
Напряжение на антизвонном диоде |
- 1,5 В |
Входной ток низкого уровня |
-1 мА |
Входной ток высокого уровня |
0,04 мА |
Выходной ток высокого уровня |
0,1 мА |
Входной пробивной ток |
1 мА |
Ток потребления |
104 мА |
Потребляемая статическая мощность |
546 мВт |
Таблица 4. Таблица истинности К155ПР7.
В Х О Д Ы |
В Ы Х О Д Ы |
||
Число |
E C D B A |
-G |
Y8 Y7 Y6 Y5 Y4 Y3 Y2 Y1 |
0-1 |
L L L L L |
L |
H H L L L L L L |
2-3 |
L L L L H |
L |
H H L L L L L H |
4-5 |
L L L H L |
L |
H H L L L L H L |
6-7 |
L L L H H |
L |
H H L L L L H H |
8-9 |
L L H L L |
L |
H H L L L H L L |
10-11 |
L L H L H |
L |
H H L L H L L L |
12-13 |
L L H H L |
L |
H H L L H L L H |
14-15 |
L L H H H |
L |
H H L L H L H L |
16-17 |
L H L L L |
L |
H H L L H L H H |
18-19 |
L H L L H |
L |
H H L L H H L L |
20-21 |
L H L H L |
L |
H H L H L L L L |
22-23 |
L H L H H |
L |
H H L H L L L H |
24-25 |
L H H L L |
L |
H H L H L L H L |
26-27 |
L H H L H |
L |
H H L H L L H H |
28-29 |
L H H H L |
L |
H H L H L H L L |
30-31 |
L H H H H |
L |
H H L H H L L L |
32-33 |
H L L L L |
L |
H H L H H L L H |
34-35 |
H L L L H |
L |
H H L H H L H L |
36-37 |
H L L H L |
L |
H H L H H L H H |
38-39 |
H L L H H |
L |
H H L H H H L L |
40-41 |
H L H L L |
L |
H H H L L L L L |
42-43 |
H L H L H |
L |
H H H L L L L H |
44-45 |
H L H H L |
L |
H H H L L L H L |
46-47 |
H L H H H |
L |
H H H L L L H H |
48-49 |
H H L L L |
L |
H H H L L H L L |
50-51 |
H H L L H |
L |
H H H L H L L L |
52-53 |
H H L H L |
L |
H H H L H L L H |
54-55 |
H H L H H |
L |
H H H L H L H L |
56-57 |
H H H L L |
L |
H H H L H L H H |
58-59 |
H H H L H |
L |
H H H L H H L L |
60-61 |
H H H H L |
L |
H H H H L L L L |
62-63 |
H H H H H |
L |
H H H H L L L H |
X |
X X X X X |
H |
H H H H H H H H |
Одну микросхему К155ПР7 можно использовать для преобразования двоичного кода чисел 0-63 в двоично-десятичный. Так как по условию нам требуется преобразовывать диапозон двоичного кода от 0 до 255, то применим каскадное соединение микросхем. Для этого нам потребуется три микросхемы К155ПР7.
Микросхемы К155ПР7 выполнены с открытым коллекторным выходом, поэтому для обеспечения помехоустойчивой работы микросхем между их выходами и плюсом питания следует устанавливать нагрузочные резисторы 1...5.1 кОм. Вход разрешения работы микросхем Е должен быть подключен к общему проводу, при подаче на него лог. 1 все выходы переходят в выключенное состояние.
Блок преобразования представляет собой каскадное включение интегральных микросхем 155ПР7 для преобразования 16-ти разрядов двоичного кода в двоично-десятичный код 8421.
Так как статические параметры микросхем ТТЛ серий 155 и 555, кроме потребляемого тока, практически идентичные, включение каскада преобразователя в предыдущий и последующие блоки схемы осуществляется непосредственно.
При совместном применении микросхем серии К155 и К555 импульсное взаимодействие отсутствует.
3.3 Подбор микросхем
и элементов для преобразовател
№ вывода |
Назначение |
№ вывода |
Назначение |
1 |
Вход А1 |
9 |
Выход E |
2 |
Вход А2 |
10 |
Выход D |
3 |
Сигнал Е1 |
11 |
Выход C |
4 |
Сигнал DE |
12 |
Выход B |
5 |
Сигнал Е0 |
13 |
Выход A |
6 |
Вход А3 |
14 |
Выход G |
7 |
Вход А0 |
15 |
Выход F |
8 |
Общий |
16 |
Uпит = 5В |
В качестве преобразователя двоично-десятичного кода в семисегментный из 555 серии можно выбрать микросхему К555ИД18. На рисунке 8 показаны УГО и назначение выводов микросхемы, в таблице 4 приведены её технические данные.
Рис. 8. УГО и назначение выводов К555ИД18.
Таблица 4. Технические характеристики К555ИД18.
Диапазон рабочих температур, гр. С |
-10...+70 |
Входной ток низкого уровня |
0.4 |
Номинальное напряжение питания |
5 |
Ток потребления, мА |
11.5 |
Выходное напряжение высокого уровня |
2.7 |
Функциональность |
дешифратор |
Входной ток высокого уровня |
0.02 |
Выходное напряжение низкого уровня |
0.4 |
Выходное напряжение высокого уровня |
не более 15 В |
Выходной ток низкого уровня |
не более -24 мА |
Средняя потребляемая мощность |
65 мВт |
Таблица 5. Таблица истинности микросхемы К555ИД18
Данная микросхема является преобразователем двоично-десятичного кода в семисегментный с низким активным уровнем выходного сигнала для светодиодных индикаторов с общим анодом. Микросхема имеет выходы с открытым коллектором и повышенной нагрузочной способностью.
Схема находится в рабочем состоянии когда на входе управления DE присутствует высокий уровень. Для проверки работоспособности микросхемы и подключенных к ней индикаторов имеется вывод E1, при подачи низкого уровня на который на всех выходах появляется 0.
Дешифратор-преобразователь ИД18 двоично-десятичного кода в семисегментный служит для управления светодиодными индикаторами типа АЛС324Б. Обычное преобразование кода реализуется при E1=E0=0 и DE=1. Для гашения индикатора необходимо подать DE=0. Режим бланкирования реализуется при E1=1, E0=0. В этом режиме DE является выходом, на котором появляется логический нуль, если на входах A0…A3 код нуля, при этом все сегменты гаснут. При этом если на входы A0…A3 поступит код, отличный от нуля, то дешифратор, как в обычном режиме, обеспечивает высвечивание соответствующих цифр. Такое селективное гашение обеспечивает индикацию только значащих цифр в многоразрядном десятичном коде. В этом случае DE ИС старших разрядов соединяют с E0 младших последовательно.
Выход каждого сегмента дешифратора подключается к соответствующему сегменту индикатора через токоограничивающий резистор. Рассчитаем номинал токоограничительных резисторов:
R = U/I = 5/0,01 = 500 Ом,
Выбираем ближайший номинал 510 Ом.
Номинальная рассеиваемая мощьность P=U*I=5*0,01=0,05ВА