Устройство управления на логических элементах

2.7 Устройство управления на логических элементах

Четырехразрядный код с двоично-десятичного счетчика подается на логические элементы. Если код равен нулю, то срабатывает первый элемент “И” (DD3.1) и импульс подается на АЦП, на вход запуска ST. Так как с элемента “И” (DD3.1) импульс идет не инвертированный, то перед ST необходимо поставить инвертор – логический элемент “НЕ” (DD2.5).

Если на выходе счетчика появляется код равный девяти, то срабатывает второй элемент “И” (DD3.2). Подаем импульс с выхода “И” (DD3.2) сразу на пять входов элемента “И-НЕ” (DD4). Это совпадает с выходом на выводе RAD АЦП логического нуля. Инвертируем этот импульс элементом “НЕ” (DD2.6) и подаем на три оставшихся входа элемента “И-НЕ” (DD4). Инвертированный импульс подается сразу на два вывода, на вывод ERD считывания данных с АЦП и вывод записи ®WR регистра.

Рис.7. Устройство управления на логических элементах

Устройство управления на логических элементах содержит следующие микросхемы

К555ЛН1, К555ЛИ6, К555ЛА1

Назначение выводов ИС К555ЛН1

1. Вход данных

2. Выход данных

3. Вход данных

4. Выход данных

5. Вход данных

6. Выход данных

7. Общий GND

8. Выход данных

9. Вход данных

10. Выход данных

11. Вход данных

12. Выход данных

13. Вход данных

14.  Питание U_cc

Рис.8. ИС К555ЛН1

Микросхема К555ЛН1 (инвертор) имеет следующие характеристики

( U_cc = 5,25 В; U¹_вых ³ 2,7 В; U⁰_вых £ 0,5 В; I_потр £ 2,4 мА; I⁰_вх ³ -0,36 мА; I¹_вх £ 0,02 мА;

 I⁰_вых ³ 8 мА; I¹_вых £ -0,4 мА; t_здр £ 28 нс )

Потребляемая мощность для одного логического элемента “НЕ” равна:

P_потр = 12,6 мВт

Суммарная потребляемая мощность микросхемы К555ЛН1 равна:

P_{потр сум} = 75,6 мВт

Рис.9. ИС К555ЛИ6

Назначение выводов ИС К555ЛИ6

1. Вход данных

2. Вход данных

3. Выход данных

4. Вход данных

5. Вход данных

6. Не используется

7. Общий GND

8. Выход данных

9. Вход данных

10. Вход данных

11. Не используется

12. Вход данных

13. Вход данных

14.  Питание U_cc

Микросхема К555ЛИ6 имеет следующие характеристики

( U_cc = 5,25 В; U¹_вых ³ 2,7 В; U⁰_вых £ 0,5 В; I_потр £ 2,4 мА; I⁰_вх ³ -0,36 мА; I¹_вх £ 0,02 мА;

 I⁰_вых ³ 8 мА; I¹_вых £ -0,4 мА; t_здр £ 24 нс )

Потребляемая мощность для одного логического элемента “И” равна:

P_потр = 12,6 мВт

Суммарная потребляемая мощность микросхемы К555ЛИ6 равна:

P_{потр сум} = 25,2 мВт

Рис.10. ИС К555ЛА1

Назначение выводов ИС К555ЛА1

1. Вход данных

2. Вход данных

3. Вход данных

4. Вход данных

5. Вход данных

6. Вход данных

7. Общий GND

8. Выход данных

9. Не используется

10. Не используется

11. Вход данных

12. Вход данных

13. Не используется

14. Питание U_cc

Микросхема К555ЛА1 имеет следующие характеристики

( U_cc = 5,25 В; U¹_вых ³ 2,7 В; U⁰_вых £ 0,5 В; I_потр £ 0,5 мА; I⁰_вх ³ -0,4 мА; I¹_вх £ 0,02 мА;

I⁰_вых ³ 8 мА; I¹_вых £ -0,4 мА; t_здр £ 28 нс )

Потребляемая мощность микросхемы К555ЛА1 равна:

P_потр = 2,625 мВт

Общая потребляемая мощность устройства управления на логических элементах равна:

P_{потр рез} = 103,425 мВт

2.8 Буферный усилитель

 

Буферный усилитель построен на базе ИС К155ЛП4 и предназначен для усиления выходного последовательного кода с буфера.

Рис.11. ИС К155ЛП4.

3. Конструктивное исполнение системы

Все микросхемы и элементы системы преобразования и управления монтируются на стандартной печатной плате. В качестве материала для печатной платы используется фольгированный текстолит либо гетинакс.

Питание в виде +5,25 В, -5,25 В, +15 В, -15 В подаётся по разъёму XS1 ко всем микросхемам через конденсаторные фильтры для предохранения элементов от сгорания вследствие перепадов напряжения.

Микросхемы располагаются по координатной сетке с шагом, соответствующим шагу между выводами микросхем.

Для предотвращения окисления контактов, печатная плата покрывается нитролаком либо канифольным лаком.

4. Заключение

В результате проделанной работы мы получили высокоскоростной преобразователь аналогового сигнала в цифровой код. Были разработаны структурная и принципиальная схемы преобразователя, а так же системы управления преобразователя. Принципиальная схема содержит 10 микросхем, 1 операционный усилитель, 5 диодов, 9 резисторов, 7 конденсаторов. Все элементы являются хорошо распространенными и доступными для использования.

5. Библиографический список литературы

1. Федорков Б.Г., Телец В.А. Микросхемы ЦАП и АЦП: функционирование, параметры, применение.-М.; Энергоатомиздат, 1990.

2. Ерофеев Ю.Н. Импульсные устройства.-М.; Высшая школа, 1989.

3. Шило В.Л. Популярные цифровые микросхемы.-М.; Радио и связь, 1987.

4. Мальцев П.П., Долидзе Н.С., Критенко М.И. Цифровые интегральные микросхемы: Справочник.-М.; Радио и связь, 1994.

5. Аванесян Г.Р., Левшин В.П. Интегральные микросхемы ТТЛ, ТТЛШ: Справочник.-М.; Машиностроение, 1993.

6. Гусев В.Г., Гусев Ю.М. Электроника.-М.; Высшая школа, 1991.

7. Интегральные микросхемы: Справочник / Б.В.Тарабрин, Л.Ф.Лунин, Ю.Н. Смирнов и др.; Под ред. Б.В.Тарабрина.-М. Радио и связь, 1984.

8. Справочник по полупроводниковым диодам, транзисторам и интегральным схемам / Под ред. Н.Н.Горюнова.-М.; Энергия, 1977.