Введення
В даний час широко застосовуються пристрої введення інформації,пульти дистанційного керування, пристрої управління тощо длястворення цих пристроїв використовуються перетворювачі кодів.
Перетворювачі кодів служать для переведення однієї форми числа в іншу.
Їх вхідні і вихідні змінні однозначно зв'язані між собою. Цей зв'язокможна задати таблицями перемикань або логічними функціями.
Найбільш поширеними видами перетворювачів кодів єшифратори, дешифратори, мультиплексори і демультіплексори.
шифратори (кодер) перетворює одиночний сигнал в n-розрядний двійковийкод. Найбільше застосування він знаходить в пристроях вводу інформації
(пульти управління) для перетворення десяткових чисел в двійкову системучислення.
Дешифратор (декодер) - перетворює код, що надходить на його входи, всигнал тільки на одному з його виходів. Дешифратор широко застосовуються впристроях управління, в системах цифрової індикації з газорозряднимиіндикаторами, для побудови розподільників імпульсів по різних ланцюгів іт. д. Дешифратор входять в усі серії мікросхем ТТЛ і КМДП. Наприклад,дешифратор К155ІД4 (два дешифратора в корпусі) перетворює двійковий код вкод '1 з 4 ', К155ІД1 і к176ІД1 в код '1 з 10', К155ІД3-в код '1 з 16 '.
Дешифратор на мікросхемі К155ІД1 призначений для роботи з декаднихгазорозрядними індикаторами. Його виходи підключаються безпосередньо докатодом (які мають форму десяткових цифр) газорозрядної індикатора, анодякого через резистор підключений до джерела живлення напругою 200-250
В. Вихідні сигнали цієї мікросхеми відрізняються від ТТЛ рівнів і тому дляпідключення до неї інших мікросхем доводиться застосовувати додатковіпристрої узгодження.
Мультиплексор - це, вузол здійснює перетворення паралельнихцифрових кодів в послідовні. Його застосовують для послідовногоопитування певної кількості інформаційних сигналів і передачі їх на один вихід.
В інтегральному виконанні випускаються мультиплексори на два входи (чотириелемента в одному корпусі), на вісім і шістнадцять входів. Мікросхеми
К561Кп1 і К561КП2 представляють собою мультиплексори-демультіплексорицифрових і аналогових сигналів і можуть використовуватися або дляпослідовного опитування всіх вхідних ланцюгів Х0 .. Хn і передачі їх сигналу наодин вихід Х, або для комутації одного вхідного сигналу Х на один збагатьох виходів Х0 .. Хn.
1.Вибор і обгрунтування структурної схеми пристрою
На малюнку 1 представлена структурна схема кодує пристрої.
Вона досить проста за структурою і складається з трьох блоків: джерелахарчування, пристрої введення і що кодує пристрої.
Блок живлення служить для живлення схеми енергією.
Пристрій введення служить для введення символів.
Кодуючий пристрій необхідно для зашифровки символів вступниківз пристрою вводу.
Дана структурна схема має недолік у тому, що немаєпристрої захисту, яка необхідна для коректної роботи всьогопристрої клавіатури введення.
Пристрій Кодуючий
введення пристрій
Джерело живлення
Рис.1.1. Структурна схема кодує пристрої.
На малюнку 2 представлена структурна схема кодує пристрої.
Вона складається з чотирьох блоків: джерела живлення, пристрої введення,пристрої захисту та кодує пристрої.
Блок живлення служить для живлення схеми енергією. Без цього блокуфункціонування всієї схеми неможливо, тому що схема не буде харчуватисяенергією.
Пристрій введення служить для введення символів. Працювати без цьогопристрою не представляється можливим, оскільки всі пристрій збираєтьсялише для того, щоб кодувати будь-які символи, а без пристрої введенняїх не ввести.
Пристрій захисту є пристроєм, що захищає відодночасного натискання кількох клавіш. Цей пристрій схемі необов'язково, але для коректної роботи всього пристрою бажано.
Кодуючий пристрій необхідно для зашифровки символівщо надходять з пристрою вводу. Без цього пристрою неможливозакодувати інформацію для подальшого її проходження в зашифрованому виглядізрозумілою для інших пристроїв.
Пристрій Пристрій Кодуючий введення захиступристрій
Джерело живлення
Рис. 1.2. Структурна схема кодує пристрої.
2. Вибір і обгрунтування принципової схеми пристрою
2.1. Вибір і обгрунтування схеми електричної функціональної
Кодуючий пристрій на основі сканується клавіатури формуєчотирьох розрядний двійковий код і містить: блок сканування
(послідовно включений чотирьох розрядний двійковий лічильник, DD2,шестнадцатівходовий мультиплексор DD3), формувач сигналу "ГОТ" натригері DD4 елементі "І-НІ" DD1.2.
З генератора тактових імпульсів такти надходять на чотирьох розряднийдвійковий лічильник. (Лічильник служить для рахунку імпульсів. Коефіцієнтперерахунку лічильника Ксч = 2n відповідає максимальній кількостіпідраховуємо одиниць інформації, де n-кількість тригерів). Такти налічильник надходять через елемент "І-НІ". Елемент "І-НІ" призначений дляподачі імпульсів на лічильник DD2 залежно від сигналу що формується на D -тригері.
Сигнали з виходу лічильника надходять на шестнадцатівходовиймультиплексор DD3. (Мультиплексор має декілька інформаційних входів іодин інформаційний вихід, а так само керуючі входи. Він забезпечуєпередачу інформації з одного з входів, в залежності від коду позначаєномер інформації входу поданого на керуючі входи).
З виходу мультиплексора сигнал йде на тригер DD4.1. (Тригер --запам'ятовуючий елемент, він забезпечує запис, зберігання і видачу одного бітаінформації. Він має два стійких стани). На прямому виході тригераформується сигнал "ГОТ". З інверсно виходу сигнал йде на елемент "І-
НЕ ".
Сигнал" ГОТ "формується на елементі" І-НІ "(DD1.2) і D-тригері
(DD4.1).
Схема електрична функціональна представлена на рисунку 2.1.1.
& C1 СТ МХ
C2
Від
Клавіатури
Рис. 2.1.1. Функціональна схема кодує пристрої.
2.2. Вибір і обгрунтування елементної бази
елементну базу я обрав на інтегральних мікросхемах серії К155, такяк ця серія підходить по єдиному заданому параметру Uіп = 5 В.
Інтегральні мікросхеми серії К155 випускаються в пластмасовихкорпусах. Мають діапазон робочих температур від -10 до +70 градусів, частинамікросхем випускається також в керамічних корпусах і має позначення
155, з діапазоном робочих температур від -45 до +85 градусів.
Інтегральні мікросхеми серії К155 широкого споживання, дешеві,що є достоїнством даної серії.
Порівняльні характеристики декількох серій наведено в таблиці
2.2.1.
Таблиця 2.2.1.
| Серія | К155 | К531 | К555 | КР1531 | КР1533 |
| I0вх, мА | -1,6 | -2,0 | -0,36 | -0,6 | -0,2 |
| U0вх max, В | 0,8 | 0,8 | 0,8 | 0,8 | 0,8 |
| I1вх, мА | 0,04 | 0,05 | 0,02 | 0,02 | 0,02 |
| U1вх min, В | 2,0 | 2,0 | 2,0 | 2,0 | 2,0 |
| U0вих, В | 0,4 | 0,5 | 0,5 | 0,5 | 0,4 |
| I0вих, мА | 16 | 20 | 8 | 20 | 4 |
| U1вих, В | 2,4 | 2,7 | 2,7 | 2,7 | 2,5 |
| I1вих, мА | -0,4 | -1 | -0,4 | -1 | -0,4 |
К155 ЛА3
Рис. 2.2.1. УДО логічного елемента.
Порівняльні характеристики логічних елементів наведені в таблиці
2.2.2. з якої найкраща К155 ЛА3.
Таблиця 2.2.2.
| Серія | К155 ЛА1 | К155 ЛА2 | К155 ЛА3 | К155 ЛА4 |
| Pпотр, мВт | 39 | 21 | 78 | 80 |
| U1вих, В | 2,4 | 2,4 | 2,4 | 2,4 |
| U0вих, В | 0,4 | 0,4 | 0,4 | 0,4 |
| t1, 0зд. р., | 15 | 15 | 15 | 15 |
| нс | | | | |
| t0, 1зд. р., | 22 | 22 | 22 | 29 |
| нс | | | | |
| Uпст, В | 0,4 | 0,4 | 0,4 | 0,4 |
К155 ІЕ5
Рис. 2.2.2. УДО лічильника.
Порівняльні характеристики лічильників наведені в таблиці 2.2.3. зякої найкраща К155 ІЕ5.
Таблиця 2.2.3.
| Серія | К155 ІЕ2 | К155 ІЕ4 | 155 ІЕ5 |
| Iпотр, мА | 53 | 51 | 53 |
| I0вх, мА | -6,4 | -6,4 | -3,2 |
| I1вх, мА | 0,16 | 0,16 | 0,08 |
| Uд, В | 1,5 | 1,5 | 1,5 |
| Pпотр, мВт | 265 | 265 | 265 |
К155 ТМ2
Рис. 2.2.3. УДО D-тригера.
Порівняльні характеристики D-тригерів наведені в таблиці 2.2.4. зякої найкраща К155 ТМ2.
Таблиця 2.2.4.
| Серія | К155 ТМ2 | К155 ТМ5 | 155 ТМ8 |
| ЧИСЛО Тригер | 2 | 4 | 4 |
| СЕРЕДНЯ ЗАТРИМКА | 32 | 27 | 30 |
| fперекл, МГц | 15 | 35 | 30 |
| Uпіт, В | 5 | 5 | 5 |
| Pпотр, мВт | 150 | 265 | 225 |
К155 КП1
Рис. 2.2.4. УДО мультиплексора.
Порівняльні характеристики мультиплексорів наведені в таблиці 2.2.5. зякої найкраща К155 КП1
Таблиця 2.2.5.
| Серія | К155 КП1 | К155 КП5 | 155 КП7 |
| U1вих, В | 2,4 | 2,4 | 2,4 |
| I1вх, мА | 0,04 | 0,04 | 0,04 |
| I0вх, мА | -1,6 | -1,6 | -1,6 |
| U0вих, В | 0,4 | 0,4 | 0,4 |
| Pпотр, мВт | 360 | 230 | 260 |
3. Розрахункова частина
3.1. Розрахунок надійності
1. Інтенсивність відмов блоку
? бл =? Ni *? I0 *? 1i *? 2i = 4 * 0,1 * 1 * 1 +1 * 0,1 * 1 * 1 +
+4 * 0,1 * 1 * 1 +1 * 0,1 * 1 * 1 +47 * 0,005 * 1 * 1 = 1,235 * 10-6
2. Середнє напрацювання до першої відмови
Т = 1 /? Бл = 1/1, 235 * 10-6 = 0,8 *
3. Ймовірність безвідмовної роботи
Р = е-? Бл * Т = е-0, 01235 = 0.9877
----------------- ------< br> DD1.2
> 4
Y3-Y0
3
! "
2
!"
4
! "
15
! "
13
!"
12
! "
11
! "
14
!"
11
! "
8 < p>! "
7
!"
1411
6
2
3
! 2
5
! "
R
D
C
S
