Розробка блока з генератором одиночних імпульсів, двійково-десятковим лічильником і вузлом індикації на цифробуквених індикаторах (ЦБІ) з індикацією на сегментних ЦБІ на світловипромінюючих діодах

 

Таблиця 2.1

Параметри мікросхем 1533ТР2 и 555ТР2

1533 ТР2555 ТР2

Напруга живлення

Uж = +5ВНапруга живлення

Uж = +5В

Вихідна напруга низького рівня

U°вих ≤ 0,4 ВВихідна напруга низького рівня

U°вих ≤ 0,5 В

Вихідна напруга високого рівня

U1вих ≥ 2,4 ВВихідна напруга високого рівня

U1вих ≥ 2,7 В

Вхідний струм низького рівня

І0вх ≤ – 0,2 мАВхідний струм низького рівня

І0вх ≤ – 0,4 мА

Вхідний струм високого рівня

І1вх ≤ 0,02 мАВхідний струм високого рівня

І1вх ≤ 0,02 мА

Час затримки розповсюдж. при вкл.

t10затр≤ 26 нсЧас затримки розповсюдж. при вкл.

t10затр ≤ 27 нс

Час затримки розповсюдж. при викл.

t01затр ≤ 20 нсЧас затримки розповсюдж. при викл.

t01затр ≤ 21 нс

Струм споживання

Іспож ≤ 6 мАСтрум споживання

Іспож ≤ 7 мА

 

Порівняння інтегральних мікросхем по середній роботі перемикання – А.

1533 ТР2:

Іспож ср.= 6 мА

Рспож.ср. = Uж • Іспож. ср. =  5В • 6• 10-3 А = 30 • 10-3 Вт = 30 мВт;

tзатр.ср = (t10затр + t01затр)/2 = (26 • 10-9 с + 20 • 10-9 с)/2 = 23 • 10-9 с = 24,5 нс;

А пер.ср = Рспож. ср  •  tзатр.ср = 30 • 10-3 Вт • 23 • 10-9 с = 690 • 10-12 Дж.

555 ТР2:

Іспож ср.= 7 мА

Рспож.ср. = Uж • Іспож. ср. =  5В • 7• 10-3 А = 35 • 10-3 Вт = 35 мВт;

tзатр.ср = (t10затр + t01затр)/2 = (27 • 10-9 с + 21 • 10-9 с)/2 = 24 • 10-9 с = 24 нс;

А пер.ср = Рспож. ср  •  tзатр.ср = 35 • 10-3 Вт • 24 • 10-9 с = 840 • 10-12 Дж.

Після порівняння за узагальненим критерієм середньої роботи перемикання А робимо висновок, що інтегральна схема 1533 ТР2 є кращою, тому саме вона використовуватиметься як основний елемент генератора.

 

 

В склад власне цифрового блоку входять лічильники. В основі будь-якого лічильника лежать тригери, які утворюють складніші зв'язки, ніж на регістрах, внаслідок чого їх функції – складніші, і на їх основі можна будувати складніші пристрої, ніж на регістрах. Точно так, як і у разі регістрів, внутрішня пам'ять лічильників – оперативна, тобто її вміст зберігається тільки до тих пір, поки включено живлення схеми. З виключенням живлення пам'ять стирається, а при новому включенні живлення схеми вміст пам'яті буде довільним, випадковим, залежним тільки від конкретної мікросхеми, тобто вихідні сигнали лічильників будуть довільними.

В даному випадку цифровий блок складається з чотирьох, послідовно розташованих, двійково-десяткових лічильників. Вони виконують підрахунок одиночних імпульсів від нуля до дев'яти тисяч дев'ятсот дев'яносто дев'яти. 

Як основні елементи двійково-десяткового лічильника, для нашого цифрового блока, можна використати мікросхеми ІЕ2 серії КР134 (ТТЛ) або К555 (ТТЛШ). Для того, щоб вибрати з цих мікросхем найбільш відповідну, скористаємося загальним критерієм порівняння якості – середньою роботою перемикання (А).

 

Таблиця 2. 2

Параметри мікросхем КР134ИЕ2 і К555ИЕ2

КР134 ИЕ2К555 ИЕ2

Напруга живленя:

Uж = +5ВНапруга живленя:

Uж = +5В

Вихідна напруга низького рівня:

U°вих ≤ 0,3 ВВихідна напруга низького рівня:

U°вих ≤ 0,5 В

Вихідна напруга високого рівня:

U1вих ≥ 2,6 ВВихідна напруга високого рівня:

U1вих ≥ 2,7 В

Вхідний струм низького рівня:

І0вх ≤ – (0,18...1,08) мАВхідний струм низького рівня:

І0вх ≤ – (0,4...3,2) мА

Вхідний струм високого рівня:

І1вх  ≥0,072 мАВхідний струм високого рівня:

І1вх ≥ 0,02...0,08 мА

Струм споживання

Іспож=7,25 мАСтрум споживання

Іспож=15 Ма

Час затримки розповсюдження при включенні:

t1.0затр. р.≤ 400 нсЧас затримки розповсюдження при включенні:

t1.0затр. р. ≤ 50 нс

Час затримки розповсюдження при виключенні:

t0.1затр. р. ≤ 400 нсЧас затримки розповсюдження при виключенні:

t0.1затр. р. ≤ 48 нс

 

 

Порівняння інтегральних мікросхем по середній роботі переключення – А: 

КР134 ИЕ2:

Іспож. сер. = Іспож = 7, 25 мА;

Рспож.сер. = Uж • Іспож. сер. =  5В • 7, 25 • 10-3 А = 36,25 • 10-3 Вт = 36, 25 мВт;

tзатр.ср = (t1.0затр. р.+t0.1затр. р.)/2 = (400 • 10-9 с + 400 • 10-9 с)/2 = 400 • 10-9с = 400 нс;

А пер.ср = Рспож. ср  •  tзатр..ср = 36, 25 • 10-3 Вт • 400 • 10-9 с = 14500 • 10-12 Дж.

К555 ИЕ2:

Іспож. сер. = Іспож = 15 мА;

Рспож.сер. = Uж • Іспож. сер. =  5В • 15