3. Курсова робота Проектування автоматичного пристрою підрахунку кількості імпульсів

3.1. Методичні вказівки до виконання курсової роботи

Курсове проєктування є завершальним етапом вивчення дисципліни “Мікроелектроніка ЕОМ”. Завданнями курсового

проєктування являються:

- систематизація і закріплення практичних знань в області “Мікроелектроніки ЕОМ ”;

- розвиток навиків самостійної творчої роботи;

- оволодіння правильним і стислим викладенням результатів своєї роботи в пояснювальній записці.

В завданні на курсову роботу наводиться структурна схема пристрою та опис її функціонування.

На ті блоки структурної схеми, які повинні бути спроектованими, у відповідних таблицях задані початкові дані, а для іншіх блоків повинні бути вибрані лише принципові або функціональні схеми й опис їх роботи.

Таким чином, після вибору принципових схем блоків (розрахунку деяких з них), які входять в структурну схему, необхідно розробити загальну принципову схему всього пристрою та його часову діаграмму. Всі матеріали з проектування повинні бути наведені в пояснювальній записці. Крім того, принципова схема, виконана за ДОСТ (дод. 1), і часова діаграмма роботи пристрою (дод. 2) наводяться на кресленнях формату А3-А4.

3.2. Зміст курсової роботи

Курсова робота виконується у вигляді пояснювальної записки обсягом 30-35 с. рукописного тексту і містить такі розділи:

• завдання на курсову роботу;

• вибір принципових схем кожного блоку;

• опис принципу дії кожного блоку;

• розрахунок принципової схеми кожного блоку;

• розробка принципової схеми всього пристрою;

• складання спеціфікації елементів принципової схеми;

• розробка часової діаграмми роботи пристрою.

Пояснювальна записка повинна містити також необхідні графічні матеріали, виконані відповідно з ДОСТ. Крім того, принципова схема і часова діаграмма роботи пристрою повинні наводитися на кресленні формату А4 і міститися в кінці пояснювальної записки.

3.3. Завдання до курсової роботи

Структурна схема пристрою, блоки якого необхідно розрахувати, показана на рис.3.1.

У структурну схему входять наступні блоки: 1 — загальмований мультивібратор; 2 — тригер; 3 — комбінаційна схема 1, виконана на логічному елементі “І” на два входи; 4 — двійковий підсумовуючий лічильник; 5 — автоколивальний мультивібратор; 6 — стабілізатор напруги компенсаційного типу; 7 — комбінаційна схема 2 (виконана на елементах “І”, “І-НІ” залежно від типу тригера, що використовується в блоці 2); 8 — комбінаційна схема 3, що управляє передачею вмісту лічильника в заданий момент часу на інші пристрої.

Рис. 3.1. Структурна схема автоматичного пристрою

Пристрій працює в такий спосіб. При включенні автоматичного пристрою стабілізатор 6 подає живлячу напругу на всі функціональні вузли схеми. При цьому тригер 2 спеціальним вхідним сигналом (“R”) установлюється в нульовий стан. Автоколивальний мультивібратор 5 починає виробляти послідовність прямокутних імпульсів із заданими параметрам, які подаються на вхід комбінаційної схеми 1. На виході комбінаційної схеми 3 при цьому імпульси відсутні, тому що тригер 2 не дає одиничний дозволяючий сигнал. Вхідний імпульс, що запускає, з довільною тривалістю й амплітудою (не менш 2,4 В) запускає загальмований мультивібратор 1, що своїм вихідним імпульсом із заданою амплітудою й тривалістю перемикає тригер 2 в одиничний стан. Крім того,  запускаючий імпульс повинен встановити всі тригери двійкового лічильника 4 у нульовий вихідний стан. Як тільки тригер 2 перемкнувся в одиничний стан, комбінаційна схема 1 (блок 3) починає пропускати імпульси мультивібратора на вхід двійкового підсумовуючого лічильника, що підраховує їхню кількість. Як тільки кількість підраховуваних імпульсів досягає заданої величини, комбінаційна схема 2 (блок 7) виробляє сигнал, що перемикає тригер 2 у нульовий стан, після чого імпульси мультивібратора більше не подаються на вхід лічильника 4. Схема фіксується в цьому стані до приходу наступного імпульсу, що запускає.

Керуючий сигнал з комбінаційної схеми 2 подається на один із входів комбінаційної схеми 3 і при цьому вміст лічильника передається на вихідну шину пристрою ВD.

Всі електронні функціональні вузли можуть бути виконані на наступній елементній базі:

 - загальмований й автоколивальний мультивібратори на логічних елементах серій К155, К531, К555;

 - тригери на логічних елементах або спеціальних ІС тих же серій;

 - комбінаційні схеми на базі логічних елементів тих же серій;

 - лічильник на тригерах або спеціальних ІС середньої інтеграції;

 - стабілізатор на ІС серії КР142.

У табл. 3.1 наведені варіанти завдань на курсову роботу.

Для тих вузлів структурної схеми, для яких не задані необхідні дані в таблиці, необхідно вибрати й описати принципові схеми без розрахунків. Всі параметри, необхідні для розрахунку того або іншого пристрою й не задані в табл. 3.1, повинні бути обґрунтовані й обрані самостійно студентами.

У табл. 3.1 використані наступні позначення: t₁ — тривалість вихідних імпульсів автоколивального мультивібратора; U_пф — напруга переднього фронту вихідних імпульсів мультивібратора; U_зф — напруга заднього фронту вихідних імпульсів мультивібратора; T — період повторення вихідних імпульсів мультивібратора; t₂ — тривалість вихідного імпульсу загальмованого мультивібратора; K — коефіцієнт перерахування двійкового лічильника K = 2ⁿ, де n — кількість розрядів у лічильнику; U_{вих.стаб} — вихідна напруга стабілізатора; I_н.стаб — струм навантаження стабілізатора; _U — коефіцієнт нестабільності по напрузі стабілізатора.

Курсову роботу рекомендується виконувати в наступному порядку.

1. Відповідно до номера варіанта з табл. 3.1 виписати параметри для розрахунку блоків структурної схеми.

2. Вибрати схему загальмованого мультивібратора, номер серії ІС, описати принцип її дії й зробити розрахунок.

Таблиця 3.1