Электронное устройство счета и сортировки (стр. 5 из 7)
Рисунок 11. Схема сброса счётчика в исходное состояние
Время заряда конденсатора С6 до напряжения Uпит является временем автоматического сброса счетчика.
– определяет время в течении которого будет заряжаться конденсатор С6.R26 для элементов КМОП-серий выбирают до (100) кОм. Время “обнуления” τ не следует выбирать большим, так как это приведет к необходимости выбора конденсатора большой емкости. Время не должно превышать значения 0,001 с. Выберем τ = 1×10-4 (сек), и сопротивление резистора R26 = 510 (Ом).
Определим ёмкость конденсатора С6 по формуле 35:
.Активным уровнем, определяющим процесс “обнуления” счётчика является высокий. Для ручного управления сбросом используем кнопку S2 подключённую к клемме “^“ источника питания. Сопротивление R27 для КМОП-серий выберем равным 4,7 кОм. Повышенные значения сопротивлений для КМОП-серий не рекомендуются из-за условия ухудшения коммутации кнопкой S2 малых токов.
Активным уровнем дешифратора конца счёта является низкий. С учетом принятых схемных решений таблица истинности объединяющего логического узла (ЛУ) имеет вид таблицы 8.
Таблица 8. Выход ЛУ
| Х1 | Х2 | Х3 | Y |
| 0 | 0 | 0 | 1 |
| 0 | 0 | 1 | 1 |
| 0 | 1 | 0 | 1 |
| 0 | 1 | 1 | 1 |
| 1 | 0 | 0 | 1 |
| 1 | 0 | 1 | 1 |
| 1 | 1 | 0 | 1 |
| 1 | 1 | 1 | 0 |
4.5. Определение мощности и тока, потребляемых счетчиком.
Мощность потребляемая схемой двоично – десятичного счётчика (PСЧ) будет определяться суммой потребляемых мощностей схемы счёта (P1), дешифратора (P2)и схемой обнуления (P3).
(35.)
, 
,(36.)
Мощность резисторов R26R27рассчитаем по формуле (38):
(37.)
, 
, 
Произведём подбор мощностей резисторов R26 и R27 по ГОСТ с учётом,
, 
.Мощность R26=0,5 Вт, R27=0,125 Вт.
Элемент DD3.3 (3И – НЕ) входит в состав микросхемы К561ЛА9 применённой в схеме ФЛУ и мощность этого элемента уже учтена. Из этого следует, что мощность потребляемая схемой обнуления будет определяться только мощностью потребляемой резисторами R26 и R27:
, 
.5. Проектирование схемы индикации в десятичной форме.
5.1. Выбор типа дешифраторов и семисегментных индикаторов.
В качестве индикаторных устройств наибольшее применение находят полупроводниковые и жидкокристаллические семисегментные индикаторы (рисунок12).
При пропускании прямого тока через светодиод полоска (сегмент) начинает излучать свет красного, зеленого или желто-зеленого цвета. Определенное сочетание светящихся сегментов индицирует цифру или букву и при применении специальных дешифраторов создается возможность вывода цифровой и буквенной информации, отражающей состояние управляющих и вычислительных устройств.
Рисунок 12. УГО семисегментного индикатора АЛС321А
Наиболее удобочитаемым, является индикатор АЛС321А с общим катодом. Высота знака у этого индикатора 7,5 мм, цвет свечения жёлто–зелёный.Ток потребления каждого сегмента равен 0,02 (А), напряжение питания одного сегмента 3,6 (В)
Специальные дешифраторы предназначены для преобразования двоичного кода в семисегментный код и управления полупроводниковыми семисегментными и жидкокристаллическими индикаторами. Рассмотрим дешифратор К176ИД2 (рисунок 13)
Рисунок 13. УГО дешифратора К176ИД2
Входы D0 – D3 информационные входы, a-g – выходы на семисегментный индикатор. При подаче на вход Sвысокого уровня – разрешение преобразования двоичного кода в семисегментный код, при подаче низкого уровня – “защёлка”. Высокий уровень на входе М определяет подключение семисегментного индикатора с общим анодом, низкий уровень – с общим катодом. При наличии “единицы” на входе К все сегменты индикатора гаснут, низкий уровень разрешает индикацию. Таблица истинности дешифратора представлена в таблице 9.
Таблица 9. Таблица истинности дешифратора К176ИД2
| D3 | D2 | D1 | D0 | L | PI | A | B | C | D | E | F | G | Символ на индикаторе |
| 0 | 0 | 0 | 0 | 1 | 0 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 0 | 0 |
| 0 | 0 | 0 | 1 | 1 | 0 | 0 | 1 | 1 | 0 | 0 | 0 | 0 | 1 |
| 0 | 0 | 1 | 0 | 1 | 0 | 1 | 1 | 0 | 1 | 1 | 0 | 1 | 2 |
| 0 | 0 | 1 | 1 | 1 | 0 | 1 | 1 | 1 | 1 | 0 | 0 | 1 | 3 |
| 0 | 1 | 0 | 0 | 1 | 0 | 0 | 1 | 1 | 0 | 0 | 1 | 1 | 4 |
| 0 | 1 | 0 | 1 | 1 | 0 | 1 | 0 | 1 | 1 | 0 | 1 | 1 | 5 |
| 0 | 1 | 1 | 0 | 1 | 0 | 1 | 0 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 6 |
| 0 | 1 | 1 | 1 | 1 | 0 | 1 | 1 | 1 | 0 | 0 | 0 | 0 | 7 |
| 1 | 0 | 0 | 0 | 1 | 0 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 8 |
| 1 | 0 | 0 | 1 | 1 | 0 | 1 | 1 | 1 | 1 | 0 | 1 | 1 | 9 |
| 1 | 0 | 1 | 0 | 1 | 0 | 0 | 0 | 0 | 1 | 1 | 1 | 0 | L |
| 1 | 0 | 1 | 1 | 1 | 0 | 0 | 1 | 1 | 0 | 1 | 1 | 1 | H |
| 1 | 1 | 0 | 0 | 1 | 0 | 1 | 1 | 0 | 0 | 1 | 1 | 1 | P |
| 1 | 1 | 0 | 1 | 1 | 0 | 1 | 1 | 1 | 0 | 1 | 1 | 1 | R |
| 1 | 1 | 1 | 0 | 1 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 1 | - |
| 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | Отсутствие символа |
5.2. Разработка принципиальной схемы индикации.
Максимальное прямое напряжение на сегменте индикатора равно 3,6 В. Наша задача – понизить напряжение выхода дешифратора (+8,2 В) до напряжения 3,6 В. Реализуем эту задачу так как показано на рисунке 14:
Рисунок 14.
Найдём сопротивление резистора R по закону Ома:
(38.)
Где U – напряжение выхода дешифратора 8,2 В,
Uпр – максимальное прямое напряжение на сегменте индикатора, 3,6 В,
I – прямой ток сегмента, 20 мА.
Выберем по ГОСТу номинал резистора: R=240 Ом
Рассчитаем мощность этого резистора:
Расчётная мощность резистора должна быть меньше выбранной по ГОСТу:
Р=0,125 (Вт)
5.3. Расчет мощности и тока, потребляемых схемой индикации.
Мощность потребления схемой индикации (Ринд) будет определяться по формуле (39).
(39.)
где Ри –мощность потребляемая тремя индикаторами;
Рд – мощность потребляемая тремя дешифраторами.
Ток потребления одним сегментом индикатора равен 20 мА. Возьмём крайний случай когда зажигаются все сегменты. В этом случае ток потребления индикатором будет равен 140 мА при прохождении прямого напряжения через сегмент 3,6 В. Мощность потребления схемой индикации равна:
Потребляемая мощность дешифратора 0,05 Вт
6. Проектирование схем управления исполнительными механизмами.
6.1. Выбор типа интегральной микросхемы ждущего мультивибратора.
Смысл управления состоит в формировании сигнала заданной длительности. Эту задачу выполняет ждущий мультивибратор.
Из КМОП – серии следует отметить микросхему К564АГ1 (рисунок 15).
Рисунок 15. УГО микросхемы К564АГ1