Выбор и обоснование функциональной схемы устройства

1.4. Выбор и обоснование функциональной схемы устройства.

1.5. Синтез электрической принципиальной схемы

в базисе «И-НЕ».

Можно уменьшить количество наименований схем. Это можно сделать путем преобразования с помощью формул:

В результате получаем только схемы “И-НЕ” и схемы отрицания

Повторяющиеся значения формул СДНФ

1.6. Выбор и обоснование элементной базы.

Для проектирования было предложено выбрать элементы ТТЛ серий 155 и 555. После сравнения характеристик этих двух серий мною была выбрана 555 серия.

Потому что:

¾    во-первых, коэффициент разветвления у неё в два раза больше, чем у 155 серии, что в дальнейшем даст возможность не использовать дополнительные резисторы на входе схемы

¾    во-вторых, элементы 555 серии потребляют меньше мощности в отличие от серии 155, так как их максимальное напряжение и сила тока меньше, чем у 155 серии.

В 555 серию входят различные логические элементы общим числом 98 наименований. Их назначение заключается в построении узлов ЭВМ и устройств дискретной автоматики с высоким быстродействием и малой потребляемой мощностью.

Элементы И – НЕ в 555 серии содержат простые n-p-n транзисторы VT2 – VT4, многоэмиттерный транзистор VT1, а так же резисторы и диоды, количество которых зависит от конкретного элемента. Такая схема обеспечивает возможность работы на большую емкостную нагрузку при высоком быстродействии и помехоустойчивости.

В качестве индикатора выбран семисегментный индикатор АЛС320Б, один из немногих индикаторов способный отображать не только цифровую информацию, но и буквенную, что необходимо в проектируемом устройстве.

В моей схеме используется следующие микросхемы серии К555:

К555ЛА1, К555ЛА2, К555ЛА4, К555ЛН1, К555ЛН2

1.7. Описание используемых в схеме ИМС и семисегментного индикатора.

К555ЛА1

Два логических элемента 4И-НЕ

№ выв.	Назначение	№ выв.	Назначение
1 2 3 4 5 6 7	Вход Х1 Вход Х2 Свободный Вход Х3 Вход Х4 Выход Y1 Общий	8 9 10 11 12 13 14	Выход Y2 Вход Х5 Вход Х6 Свободный Вход Х7 Вход Х8 Ucc

 

DIP14

Пластик

 

Тип микросхемы	К555ЛА1
Фирма производитель	СНГ
Функциональные особенности	2 элемента 4И-НЕ
Uпит	5В ± 5%
Uпит (низкого ур-ня)	≤ 0,5В
Uпит (высокого ур-ня)	≥ 2,7В
Iпотреб (низкий ур-нь Uвых)	≤ 2,2мА
Iпотреб (высокий ур-нь Uвых)	≤ 0,8мА
Iвых (низкого ур-ня)	≤ |-0.36|мА
Iвых (высокого ур-ня)	≤ 0,02мА
P	7,88мВт
tзадержки	20нСек
Kразвёртки	20
Корпус	DIP14

К555ЛА2

Логический элемент 8И-НЕ

№ выв.	Назначение	№ выв.	Назначение
1 2 3 4 5 6 7	Вход Х1 Вход Х2 Вход Х3 Вход Х4 Вход Х5 Вход Х6 Общий	8 9 10 11 12 13 14	Выход Y1 Свободный Свободный Вход Х7 Вход Х8 Свободный Ucc

 

DIP14

Пластик

 

Тип микросхемы	К555ЛА2
Фирма производитель	СНГ
Функциональные особенности	элемент 8И-НЕ
Uпит	5В ± 5%
Uпит (низкого ур-ня)	≤ 0,5В
Uпит (высокого ур-ня)	≥ 2,7В
Iпотреб (низкий ур-нь Uвых)	≤ 1,1мА
Iпотреб (высокий ур-нь Uвых)	≤ 0,5мА
Iвых (низкого ур-ня)	≤ |-0,4|мА
Iвых (высокого ур-ня)	≤ 0,02мА
P	4,2мВт
tзадержки	35нСек
Kразвёртки	20
Корпус	DIP14

К555ЛА4

Три логических элемента 3И-НЕ

№ выв.	Назначение	№ выв.	Назначение
1 2 3 4 5 6 7	Вход Х1 Вход Х2 Вход Х4 Вход Х5 Вход Х6 Выход Y2 Общий	8 9 10 11 12 13 14	Выход Y3 Вход Х7 Вход Х8 Вход Х9 Выход Y1 Вход Х3 Ucc

 

DIP14

Керамический

 

Тип микросхемы	К555ЛА4
Фирма производитель	СНГ
Функциональные особенности	3 элемента 3И-НЕ
Uпит	5В ± 5%
Uпит (низкого ур-ня)	≤ 0,5В
Uпит (высокого ур-ня)	≥ 2,7В
Iпотреб (низкий ур-нь Uвых)	≤ 1,2мА
Iпотреб (высокий ур-нь Uвых)	≤ 0,8мА
Iвых (низкого ур-ня)	≤ |-0.36|мА
Iвых (высокого ур-ня)	≤ 0,02мА
P	11,8мВт
tзадержки	15нСек
Kразвёртки	20
Корпус	DIP14

К555ЛН1

Шесть инверторов

№ выв.	Назначение	№ выв.	Назначение
1 2 3 4 5 6 7	Вход Х1 Выход Y1 Вход Х2 Выход Y2 Вход Х3 Выход Y3 Общий	8 9 10 11 12 13 14	Выход Y4 Вход Х4 Выход Y5 Вход Х5 Выход Y6 Вход Х6 Ucc

	12

DIP14

Пластик

 

 

Тип микросхемы	К555ЛН1
Фирма производитель	СНГ
Функциональные особенности	6 инверторов
Uпит	5В ± 5%
Uпит (низкого ур-ня)	≤ 0,5В
Uпит (высокого ур-ня)	≥ 2,7В
Iпотреб (низкий ур-нь Uвых)	≤ 6,6мА
Iпотреб (высокий ур-нь Uвых)	≤ 2,4мА
Iвых (низкого ур-ня)	≤ |-0.36|мА
Iвых (высокого ур-ня)	≤ 0,02мА
P	23,63мВт
Tзадержки	≤ 20нСек
Kразвёртки	20
Корпус	DIP14

К555ЛН2

Шесть инверторов с открытым коллекторным выходом

№ выв.	Назначение	№ выв.	Назначение
1 2 3 4 5 6 7	Вход Х1 Выход Y1 Вход Х2 Выход Y2 Вход Х3 Выход Y3 Общий	8 9 10 11 12 13 14	Выход Y4 Вход Х4 Выход Y5 Вход Х5 Выход Y6 Вход Х6 Ucc

	12

DIP14

Пластик

 

Тип микросхемы	К555ЛН2
Фирма производитель	СНГ
Функциональные особенности	6 инверторов с открытым коллекторным выходом
Uпит	5В ± 5%
Uпит (низкого ур-ня)	≤ 0,5В
Uпит (высокого ур-ня)	≥ 2,7В
Iпотреб (низкий ур-нь Uвых)	≤ 6,6мА
Iпотреб (высокий ур-нь Uвых)	≤ 2,4мА
Iвых (низкого ур-ня)	≤ |-0.36|мА
Iвых (высокого ур-ня)	≤ 0,02мА
P	23,63мВт
Tзадержки	≤ 32нСек
Kразвёртки	20
Корпус	DIP14

ИНДИКАТОР ЦИФРОВОЙ

АЛС320Б

 

Название	АЛС320Б
Цвет свечения	зеленый
Н, мм	5
М	1
Lmin, нм	555
Lmax, нм	565
Iv, мДж	0.15
при Iпр, мА	10
Uпр max(Uпр max имп), В	3
Uобр max(Uобр max имп), В	5
Iпр max(Iпр max имп), мА	12
Iпр и max, мА	60
при tи, мс	1
при Q	12
Т,°С	-60…+70