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

Вихідна напруга високого рівня:

U1вих ≥ 2,4 ВНомінальний постійний струм:

Iпр.ном = 20 мА

 

Для індикації світлодіода HL необхідно забезпечити проходження прямого струму Іпр.ном = 20мА по ланцюгу Uж–Rобмеж–НL–DD1–корпус. При цьому на мікросхемі DD1 буде падати напруга U0вих = 0,4В, а на світлодіоді HL буде падати напруга Uпр = 4В.

Загальний спад напруги на мікросхемі DD1.1 і на світлодіоді НL складає:

Uзаг = U0вих + Uпр = 0,4 В + 4 В = 4,4 В

Таким чином, на обмежувальному резисторі спад напруги URобмеж повинно скласти:

URобмеж = Uж – Uзаг = 5 В – 4,4 B = 0,6 В

Визначимо величину опору обмежувального резистора Rобмеж за законом Ома:

Rобмеж= URобмеж/Iпр.ном = 0,6 В / 20 •10-3 А = 30 Ом

При цьому потужність, що виділяється на резисторі, складатиме:

PRобмеж = URобмеж •Iпр.ном = 0,6 В • 20 •10-3 А = 12 • 10-3 Вт = 12 мВт

Виконавши необхідні розрахунки, можна зробити висновок, що необхідний нам резистор, за довідником, буде типу ОМЛТ 0,125-270 Ом ± 5%, бо він підходить за усіма параметрами.

 

 

 

Генератор одиничних імпульсів з ручним керуванням іноді називають схемою ліквідації дріботіння контактів. При стикуванні електричних контактних перемикачів (кнопок) зі швидкодіючими логічними схемами існує проблема дріботіння контактів. У процесі замикання електричного контакту приблизно протягом 1 мс після початку замикання контакт установлюється й розривається від 10 до 100 разів. Це пояснюється залипанням мікроскопічних виступів на поверхні контактів та іншими причинами.

Якщо через такий контакт подавати логічний сигнал безпосередньо на вхід логічного елемента, то на виході його з'явиться подібне дріботіння з довільним числом зміни рівнів вихідного сигналу. 

Проста схема ліквідації дріботіння контактів може бути побудована на основі асинхронного RS – тригера (Рис 4. 1. 1).

 

Рис 4. 1. 1 – Асинхронний RS – тригер та його часова діаграма

У вихідному стані асинхронний RS-тригер перебуває в стані 1 і на виході З буде потенціал логічної 1. Якщо натиснути й відпустити кнопку S з контактами, які перемикаються, то на входах тригера сигнали UR і US будуть мати вигляд, зображений на часовій діаграмі (тобто при розмиканні й замиканні контактів спостерігається явище дріботіння). При розмиканні контактів 1 і 3 і під час перельоту рухомого контакту 3, стан тригера не змінюється. При першому контактуванні контактів 2 і 3 тригер перемикається в стан 0 і на виході С з'явиться потенціал логічного 0. 

При відпусканні кнопки S спочатку розмикаються контакти 2 і 3, однак стан тригера не змінюється. При першому контактуванні контактів 1 і 3 тригер перейде в стан 1 і на виході С з'явиться сигнал логічної 1.

Отже, при наявності дріботіння контактів на вході схеми на її виході формується чіткий сигнал UC, тривалість якого дорівнює часу натискання кнопки. При кожному натисканні кнопки схема формує на виході тільки один імпульсний сигнал.

Як основний елемент генератора в даній роботі було обрано інтегральну схему 1533 ТР2. Вона включає чотири асинхронних RS-тригера, при чому два з них мають по два входи установки . . . Сигналом, що управляє, є рівень логічного нуля (низький рівень), оскільки тригери побудовані на логічних елементах І-НЕ із зворотними зв'язками (тобто виходи інверсні статичні). Установка тригера в стан високого або низького рівня здійснюється кодом 01 або 10 на входах S і R зі зміною коду інформації. Якщо на входах S1=S2=R=0, то на виході Q з'явиться напруга високого рівня. Проте цей стан не буде зафіксований: якщо вхідні рівні 0 прибрати, то але виході Q з'явиться невизначений стан. При поданні на входи S1=S2=R=1 напруга на виході залишиться без зміни. Досить на одному з входів S тригера встановити низький рівень напруги – 0, а на вході R високий рівень напруги – 1, і тригер встановиться в стан високого рівня Qn 1 = 1. У таблиці 4.1 показані стани одного з тригерів мікрохеми ТР2. Тимчасові діаграми його роботи приведені на Рис. 4. 1. 2.

Таблиця 4.1 Стан тригера ТР2

 

Входи Вихід

  S1S2SRQn+1

1111Qn

01011

10

00

11100

01001*

(*--стан нестабільний, може не зберігатись після после зняття „0” зі входів S и R)

10

00

 

 

Двійково-десяткові лічильники реалізують лічбу імпульсів у десятковій системі числення, причому кожна десяткова цифра від нуля до дев'яти кодується 4-розрядним двійковим кодом. Ці лічильники часто називають десятковими або декадними, оскільки вони працюють з модулем лічби, кратним десяти (10, 100, 1000 і т.д.).

Декада будується на основі 4-розрядного двійкового лічильника, в якому вилучається надлишкове число станів. Вилучення зайвих шести станів у декаді досягається багатьма способами:попереднім записуванням числа 6 (двійковий код 0110);після лічби дев'ятого імпульсу вихідний