2. Введение

2.1. Общие сведения

Генератор тактовых импульсов (генератор тактовой частоты) предназначен для синхронизации различных процессов в цифровых устройствах — ЭВМ, электронных часах, таймерах и других. Он вырабатывает электрические импульсы (обычно прямоугольной формы) заданной частоты, которая часто используется как эталонная — считая количество импульсов, можно, например, измерять временные интервалы.

В микропроцессорной технике один тактовый импульс, как правило, соответствует одной атомарной операции. Обработка одной инструкции может производиться за один или несколько тактов работы микропроцессора, в зависимости от архитектуры и типа инструкции. Частота тактовых импульсов определяет скорость вычислений.

Генераторы прямоугольных импульсов применяются во многих радиолюбительских устройствах: электронных счетчиках, игровых автоматах, ну и наиболее широкое применение они получили при настройке цифровой техники.

2.2. Обзор литературы, методов, схемных решений

Информации в доступных источниках о проектировании и схемных решениях генераторов импульсов много, мной было выбрано решение использовать генератор на основе ЦАП.

Найденный вариант выполнен на основе специализированной микросхемы К572ПА1 – 10-разрядный КМОП умножающий ЦАП с параллельным входным интерфейсом и токовым выходом.  Схема генерации сигналов и индикации значений на светодиодном дисплее сделана на микроконтроллере AT89C2051 (см. рис. ниже).

Основой является микроконтроллер DD2 типа AT89C2051 фирмы ATMEL. Индикация динамическая, реализована программно. С помощью двух дешифраторов типа К155ИД10 (DD3) и КР512ИД1 происходит вывод индикации на семисегментный одноцветный индикатор КИПЦА38-3/8 (HG1). Таким образом первый дешифратор КР514ИД2 используется для преобразования двоичного числа в соответствующий код для семисегментного индикатора, дешифратор К155ИД10 служит для указания конкретного знакоместа в индикации

Рисунок 1. Принципиальная схема динамической индикации.

Используя данную схему как основу, добавим к ней выбранный мной ЦАП, а именно К572ПА1, так же добавим к нему ИОУ. Так же я решил использовать дешифратор КР514ИД2, это должно повысить стабильность устройства и защитить процессор от перегрева так как, буду использовать процессор AT89C51, а у него нагрузочная способность портов меньше чем у AT89C2051.

Также в интернете находил множество однотипных схем вот такого типа на микропроцессорах других производителей и архитектуры:

Рисунок 2. Принципиальная схема генератора на основе ЦАП.

Устройства, которые не используют дешифратор, мне показались не подходящими при реализации, так как в плане программного обеспечения их реализовать сложнее, а именно процедуру вывода информации об амплитуде на индикатор. А точнее в данном случае к основному алгоритму обслуживания динамического индикатора – установить данные на сегменты и включить знакоместо в первой схеме, необходимо добавить программное преобразование данных в семисегментный код.