2. Разработка функциональных узлов устройства

2.1. Генератор импульсов.

Для обеспечения работы каждого канала в течение десяти секунд необходимо, чтобы тактовые импульсы поступали на счетчик импульсов с частотой f_р, определяемой по формуле f_р=1/t_р=1/10= 0,1 Гц.

Чтобы определить частоту генерации импульсов f_г генератором, зададимся коэффициентом деления делителя частоты ДЧ k=10⁴, следовательно, частота f_г=1000 Гц. На рис.2 приведена схема генератора импульсов:

Рис.2 Схема генератора импульсов

Для такого генератора импульсов частота генерации f_г определяется по формуле: f_г = 1/(3RC).В качестве элемента DD1 возьмем микросхему К155ЛН1 Она представляет собой шесть независимых инверторов. Чтобы вывести рабочую точку одного такого инвертора на линейный участок передаточной характеристики, необходимо номинал R1 выбрать равным 220 Ом. Поэтому С1 = 1/(3R₁ f_г) = 1/(3·220·1000)= 1,5мкФ.

2.2. Делитель частоты.

Делитель частоты реализуется на основе асинхронного счетчика. Поскольку элементы генератора импульсов ГИ рассчитаны с учетом коэффициента деления частоты k=10⁴, для реализации делителя частоты используется 4 последовательно соединенных асинхронных четырехразрядных десятичных счетчика ИС К155ИЕ2 (рис. 3). Одна такая микросхема позволяет разделить частоту импульсов на десять. Поскольку первый триггер микросхемы не соединен с тремя остальными, необходимо вывод 1 подсоединить к выводу 12.

Рис.3 Схема делителя частоты

2.3. Счетчик импульсов.

Для счета импульсов используем счетчик с параллельным переносом. Для того, чтобы организовать счет от 1 до 39, необходимо 6 счетных триггеров. Счет ведется, начиная с единицы, так как если его осуществлять с нуля, то при реализации индикации нужно дополнительное устройство, осуществляющее инкремент двоичного кода. Счетный триггер реализуем на D-триггере.

В силу того, что N=39<2⁶=64, необходим счетчик с произвольным коэффициентом пересчета, а именно K_сч=39. Для этого проанализируем поразрядно состояния счетчика в таблице 1.

Таблица 1

	Q6 Q5 Q4 Q3 Q2 Q1
N	1 0 0 1 1 1	39
N+1	1 0 1 0 0 0	40
1	0 0 0 0 0 1	1
	п.с. б з б б з

Из таблицы видно, что для принудительного перевода счетчика в состояние 1 из состояния 39 необходимо организовать запрет первого и второго разрядов и сброс для шестого разряда. Второй, третий и пятый разряды перейдут в нужное состояние автоматически. С учетом этого принципиальная схема счетчика импульсов будет иметь вид, представленный на рис.4.

Риc.4 Счетчик импульсов с K_сч=39

Элементы DD6 и DD12 реализуем на микросхеме К155ЛА4, которая представляет собой три трехвходовых логических элемента И-НЕ. Для реализации D-триггеров DD7, DD8 и DD10 используем 3 микросхемы К155ТМ2, каждая из которых представляет собой два независимых синхронных D-триггера. Логический элементы DD9 и DD12 реализуем на микросхеме К155ЛА2. Для DD11 используем К155ЛР4