Разработка цифрового тахометра, измеряющего в диапазоне от 1200 до 6000 об/мин с погрешностью 0.2 %
Разработка структурной, функциональной и принципиальной схемы тахометра. Выбор генератора тактовых импульсов, индикаторов и микросхем для счетного устройства. Принцип действия индикатора. Описание работы тахометра. Расчет потребляемой тахометром мощности.
| Рубрика | Коммуникации, связь, цифровые приборы и радиоэлектроника |
| Вид | курсовая работа |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 30.03.2012 |
| Размер файла | 322,3 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
СОДЕРЖАНИЕ
Введение
Техническое задание
1 Разработка структурной схемы тахометра
2 Разработка функциональной схемы тахометра
2.1 Определение количества разрядов индикатора в тахометре
2.2 Выбор генератора тактовых импульсов
3 Разработка принципиальной схемы тахометра
3.1 Выбор микросхем для счетного устройства
3.1.1 Выбор микросхем счетчиков
3.1.2 Выбор микросхем регистров
3.1.3 Выбор микросхем преобразователя двоичного кода в код управления семисегментным индикатором
3.2 Выбор индикаторов
3.2.1 Принцип действия индикатора
3.2.2 Выбор индикатора и его подключение
3.3 Выбор микросхем делителя частоты
3.4 Выбор микросхем устройства управления
4 Описание работы тахометра
5 Расчет потребляемой тахометром мощности
Заключение
Список литературы
ВВЕДЕНИЕ
Целью этого курсового проекта является разработка цифрового тахометра измеряющего в диапазоне от 1200 до 6000 об/мин с погрешностью 0.2 % от измеряемой величины. Реализации цифрового тахометра предполагается на микросхемах серии К555. Основные характеристики этих микросхем приведены ниже.
Основной задачей электронной схемы цифрового тахометра заключается в определении числа импульсов пришедших на вход счетного устройства в течение заданного времени.
Серия К555 представляет собой маломощные быстродействующие цифровые интегральные микросхемы, предназначенные для организации высокоскоростного обмена и обработки цифровой информации, временного и электрического согласования сигналов в вычислительных системах. Микросхемы серии К555 по сравнению с известными сериями логических ТТЛ микросхем обладают минимальным значением произведения быстродействия на рассеиваемую мощность.
Микросхемы изготавливаются по усовершенствованной эпитаксиально-планарной технологии с диодами Шоттки и оксисной изоляцией, одно- и двухуровневой металлизированной разводкой на основе PtSi-TiW-AlSi.
Конструктивно микросхемы серии К555 выполнены в 14-, 16-, 20- и 24-выводных стандартных пластмассовых корпусах типа 201.14-1, 238.16-1, 2140.20-8, 2142.24-2.
Технические характеристики:
· Сдандартные ТТЛ входные и выходные уровни сигналов;
· Напряжение питания 5,0 В ± 10%;
· Задержка на вентиль 7 нс;
· Мощность потребления на вентиль 1 мВт;
· Тактовая частота до 35 МГц;
· Выходной ток нагрузки низкого уровня до 24 мА;
· Выходной ток нагрузки высокого уровня до -15 мА;
· Гарантированные статические и динамические характеристики при емкости нагрузки 50 нФ в диапазоне температуре от -100С до +700С и напряжения питания 5В ± 10%;
· Устойчивость к статическому электричеству до 200В.
Частота вращения различных деталей вращающихся систем является одним из важнейших параметров, существует большое количество методов ее измерения.
Наибольшее распространение получили следующие методы измерения частоты вращения: центробежные, в которых частота реагирует на центробежную силу, развиваемую неуравновешенными массами вращающегося вала; магнитоиндукционные, основанные на зависимости наводимых в металлическом теле вихревых токов от частоты вращения; электрические постоянного, переменного или импульсного тока, основанные на зависимости генерируемого напряжения от частоты вращения, а для переменного и импульсного тока--зависимость частоты тока от частоты вращения; фотоэлектрические, основанные на модуляции светового потока вращающимися элементами; стробоскопические, основанные на свойстве глаза сохранять видимое изображение на десятые доли секунды после его исчезновения.
ТЕХНИЧЕСКОЕ ЗАДАНИЕ
Разработать прибор - цифровой тахометр, предназначенный для измерения частоты вращения вала двигателя внутреннего сгорания.
Для выполнения этого курсового проекта требуется:
1. изучить основные характеристики и особенности различных типов микросхем (ТТЛ, ТТЛШ и КМОП); на основании этих данных описать основные достоинства и недостатки серии микросхем указанной в таблице 1;
2. изучить отечественную и зарубежную литературу, содержащую сведения о подобных приборах; обосновать выбор параметров и структурной схемы разрабатываемого прибора;
3. разработать принципиальную электрическую схему прибора;
4. рассчитать мощность, которую должен иметь блок питания (мощность, потребляемую прибором);
5. построить временные диаграммы работы прибора;
6. описать работу прибора по принципиальной схеме;
7. сформулировать выводы и заключение.
Исходные данные:
№Варианта
Серия микросхемК555
Частота вращения Щ, об/мин 1200-600
Тип индикатораЖКИ
Коэффициент передачи ТГ, n, имп/об20
Погрешность , %0.2
Отображаемый параметрчастота (об/с)
1 РАЗРАБОТКА СТРУКТУРНОЙ СХЕМЫ ТАХОМЕТРА
На рисунке 1 представлена структурная схема прибора. В нем используется принцип действия положенный в основу работы электронно-счетного частотомера.
Рисунок 1 -- Структурная схема тахометра
Прибор работает следующим образом. Измерительный преобразователь, (тахогенератор -ТГ) устанавливаемый на вал двигателя, преобразует частоту вращения этого вала вращ в последовательность электрических импульсов следующих с частотой fx. Импульсы поступают на один из входов временного селектора (ВС). На второй вход ВС подаются импульсы постоянной длительности Tи, так называемые «строб- импульсы» от электронной схемы устройства управления (УУ).
На УУ они поступают с делителя частоты (ДЧ), который вырабатывает их путем деления частоты fгти, получаемой от генератора тактовых импульсов (ГТИ) стабилизированного кварцем. В результате на выходе ВС получается пакет импульсов, число которых зависит от частоты вращения вращ вала ДВС и длительности Tи. Количество этих импульсов N подсчитывается счетным устройством (СУ). Результат измерения выдается на цифровое табло для визуального считывания значений частоты вращения вала. Далее УУ обнуляет СУ (для этого формируется сигнал «сброс») и цикл измерения начинается заново.
2 РАЗРАБОТКА ФУНКЦИОНАЛЬНОЙ СХЕМЫ ТАХОМЕТРА
Классическим способом измерения частоты является способ электронно-счетного частотомера. Рассмотрим схему измерения частоты. В этом случае используется схема рисунок 2, которая состоит из временного селектора, формирователя строб-импульса требуемой длительности, устройства управления, счетного устройства и индикатора.
Рисунок 2 -- Функциональная схема измерения частоты
Описание работы схемы.
1. Устройство управления посредством ФИ формирует строб-импульс Ти с заданной длительностью.
2. При поступлении строба Ти на селектор, разрешается прохождение импульсов измеряемой частоты fx (с выхода ТГ) через селектор на счетное устройство, которое подсчитывает количество импульсов (равно N), пришедших за время прохождения строба.
3. По окончании строба селектор закрывается, и подача импульсов на счетное устройство прекращается.
4.УУ - передает результат счета на индикаторное устройство и обнуляет счетное устройство.
5. Цикл измерения повторяется
Начало строб-импульса открывает селектор &, через который проходят импульсы с неизвестной (измеряемой) частотой fx. Конец строб-импульса закрывает селектор &. Количество импульсов, успевших пройти через селектор, подсчитано и хранится в счетном устройстве. Зная длительность строб-импульса и количество импульсов, успевших пройти через селектор, можно определить их период а, следовательно, и частоту.
Один из возможных вариантов функциональной схемы счетного устройства представлен на рисунке 3. Эта схема состоит из временного селектора (вентиля) - элемента "И" на один из входов которого подается последовательность импульсов с неизвестной частотой, а на другой вход - эталонный строб-импульс с фиксированной длительностью и частотой. Импульсы с выхода временного селектора поступают на счетное устройство, состоящее из десятичных счетчиков СТ10 и преобразователей кода (ПК), преобразующих выходной двоично-десятичный код (с выходов счетчиков) в код семисегментного индикатора. Далее этот код поступает на индикаторы, отображающие число подсчитанных импульсов.
Рисунок 3 -- Вариант реализации функциональной схемы счетного устройства.
2.1 Определение количества разрядов индикатора в тахометре
Частота вращения вала двигателя в об/сек определяется по формулe 1.1.
(1.1)
Подставляя в формулу 1.1 значения максимальной и минимальной частоты в об/мин получаем и в об/сек.
Погрешность измерения определяется по формуле 1.2.
(1.2)
Подставляя в формулу 1.2 значения , и определяем погрешность измерения.
Первая значащая цифра (любая цифра отличная от нуля), в данном случае, появилась во первом разряде после запятой. Это значит, для того, чтобы удовлетворить заданную точность при отображении частоты вращения вала двигателя необходимо учитывать один знака после запятой и три знака до запятой Таким образом, для отображения с требуемой точностью максимального значения частоты вращения вала двигателя max=100[об/с], потребуется 4 семисегментных индикатора (для отображения единиц, десятков, сотен и десятых оборотов в минуту). То есть на счетное устройство, в этом случае, должно поступить 3800 импульсов (N=1000 имп.).
Максимальная и минимальная частота следования импульсов определяются по формулам 1.3 и 1.4.
(1.3)
(1.4)
Подставляем в формулы 1.3 и 1.4 значения n, и .
Максимальный и минимальный период следования импульсов определяются по формулам 1.5 и 1.6.
(1.5)
(1.6)
Подставляем в формулы 1.5 и 1.6 значения и .
Количество импульсов, которое считает счетное устройство должно быть равно измеряемому параметру, т.е. частоте вращения вала. При максимальной частоте вращения количество импульсов составит 1000 (N = 1000). Находим длительность строба импульса по формуле 1.7 и частоту по формуле 1.8.
(1.7)
(1.8)
Подставляем в формулу 1.7 значения N и , и получившееся значение подставляем в формулу 1.8.
2.2 Выбор генератора тактовых импульсов
Чтобы получить опорную частоту нужно выбрать генератор тактовых импульсов и поделить его частоту до нужного нам значения. В данном случае можно выбрать генератор SG-10 (рисунок 4) с частотой 2 МГц. Для того чтобы получить сигнал с частотой 2 Гц нужно воспользоваться 5 - мя счётчиками по модулю 10 и одним счетчиком по модулю 2.
f = fгти / 10*10*10*10*10*10*2 = 4 МГц / 10*10*10*10*10*10*2 = 2 Гц. При этом погрешность вносимая в разрабатываемый тахометр микрогенератором составит .
Рисунок 4 - УГО микросхемы микрогенератора
Таблица 1 - Назначение выводов микрогенератора
|
№ вывода для SG-10 |
Наименование |
Назначение |
|
|
1 |
GND |
Земля |
|
|
2 |
OUT |
Выход (fГТИ) |
|
|
3 |
UDD |
Напряжение питания |
|
|
4 |
Не используется |
3 РАЗРАБОТКА ПРИЦИПИАЛЬНОЙ СХЕМЫ ТАХОМЕТРА
На основании представленной выше функциональной схемы необходимо подобрать и подключить микросхемы указанной в задании серии, а также выбрать индикаторы в зависимости от указанного типа.
3.1 Выбор микросхем для счетного устройства
Для построения счетного устройства потребуются четыре счетчика К555ИЕ2, количество которых равно количеству разрядов индикатора (их количество определяется по формуле 1.2), два регистра К555ИР35 и четыре преобразователя двоичного кода в код семисегментного индикатора К564ИД4.
3.1.1 Выбор микросхем счетчиков
Как следует из самого названия, счетчики предназначены для счета числа импульсов, поступающих на счетный вход и выдачи двоичного кода этого числа на выходных линиях. То есть с приходом каждого нового входного импульса двоичный код на выходе счетчика увеличивается (или уменьшается) на единицу. Срабатывать счетчик может по фронту (положительный фронт) входного сигнала или по срезу (отрицательный фронт). Большинство счетчиков работают в обычном двоичном коде, то есть считают от 0 до 2n-1 (n - число разрядов выходного кода счетчика). После максимального значения кода, счетчик с приходом следующего входного импульса переключается опять в 0 (сбрасывается).
Микросхема К555ИЕ2 представляет собой двоично-десятичный четырехразрядный счетчик, состоящий из четырех Т-триггеров, внутренне соединенных для выполнения операции деления на два и пять [2].
УГО микросхемы представлено на рисунке 5.
Рисунок 5 - УГО микросхемы К555ИЕ2
Назначение выводов микросхемы описано в таблице 2.
Таблица 2 - Назначение выводов микросхемы К555ИЕ2
|
№ выводов |
Назначение |
№ выводов |
Назначение |
|
1234567 |
Вход счетныйВход установки «0»Вход установки «0»СвободныйПитание UCCВход установки «9»Вход установки «9» |
891011121314 |
Выход второго разрядаВыход первого разрядаОбщий GNDВыход третьего разрядаВыход нулевого разрядаСвободныйВход счетный |
Таблица истинности счетчика К555ИЕ2 представлена в таблице 3.
Таблица 3 - Таблица истинности счетчика К555ИЕ2
|
R01 |
R02 |
R91 |
R92 |
QD |
QC |
QB |
QA |
|
|
1 |
1 |
0 |
X |
0 |
0 |
0 |
0 |
|
|
1 |
1 |
X |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|
|
X |
X |
1 |
1 |
1 |
0 |
0 |
1 |
|
|
X |
0 |
X |
0 |
Счет |
||||
|
0 |
X |
0 |
X |
Счет |
||||
|
0 |
X |
X |
0 |
Счет |
||||
|
X |
0 |
0 |
X |
Счет |
3.1.2 Выбор микросхем регистров
Восьмиразрядный регистр хранения КР1533ИР35 представлен на рисунке 6 [2]. Регистр предназначен для хранения восьмиразрядного слова. Ввод данных осуществляется синхронно по срезу тактового импульса, поступающего на синхровход С. Обнуляется регистр асинхронно посредством подачи напряжения логического 0 на инверсный вход R.
Рисунок 6 -- Регистр хранения КР1533ИР35
Таблица 4 - Таблица истинности КР1533ИР35
|
Входы |
Выходы |
Режим |
|||
|
L |
x |
x |
L |
Установка в ноль |
|
|
H |
Фронт |
D |
D |
Запись |
|
|
H |
L |
x |
Q(n-1) |
Хранение |
|
|
H |
|||||
|
Срез |
Назначение выводов микросхемы приведено в таблице 5.
Таблица 5 - Назначение выводов микросхемы К555ИР35
|
№ выводов |
Назначение |
№ выводов |
Назначение |
|
12345678910 |
Вход установки в 0Выход 1 разрядаВход 1 разрядаВход 2 разрядаВыход 2 разрядаВыход 3 разрядаВход 3 разрядаВход 4 разрядаВыход 4 разрядаОбщий |
11121314151617181920 |
Вход синхронизацииВыход 5 разрядаВход 5 разрядаВход 6 разрядаВыход 6 разрядаВыход 7 разрядаВход 7 разрядаВход 8 разрядаВыход 8 разрядаUcc |
3.1.3 Выбор микросхем преобразователя двоичного кода в код управления семисегментным индикатором
Для преобразования двоично-десятичного кода в код семисегментного индикатора используется микросхема К564ИД4, которая представляет собой дешифратор в код семисегментного индикатора и содержит элементы исключающее «ИЛИ» в выходных каскадах для управления жидкокристаллическим индикатором [1].
Рисунок 7 - 564ИД4
На входы D1…D4 поступает комбинация в двоично-десятичном коде, на выходе A…G устанавливается код, понятный семисегментному индикатору. Выводы P предназначены для организации управления выходными каскадами, собранными по схеме исключающее «ИЛИ». На вывод 6 поступает сигнал с частотой 100 Гц, предназначенная для управления индикатором, так как он не может работать при постоянном токе. Таблица истинности преобразователя представлена в таблице 6.
Таблица 6 -- Таблица истинности преобразователя.
|
Функция |
ВходыD4 D3 D2 D1 |
Выходыa b c d e f g |
|
|
0 |
L L L L |
L L L L L L H |
|
|
1 |
L L L H |
H L L H H H H |
|
|
2 |
L L H L |
L L H L L H L |
|
|
3 |
L L H H |
L L L L H H L |
|
|
4 |
L H L L |
H L L H H L L |
|
|
5 |
L H L H |
L H L L H L L |
|
|
6 |
L H H L |
L H L L L L L |
|
|
7 |
L H H H |
L L L H H H H |
|
|
8 |
H L L L |
L L L L L L L |
|
|
9 |
H L L H |
L L L L H L L |
|
|
10 |
H L H L |
H H H L L H L |
|
|
11 |
H L H H |
H H L L H H L |
|
|
12 |
H H L L |
H L H H H L L |
|
|
13 |
H H L H |
L H H L H L L |
|
|
14 |
H H H L |
H H H L L L L |
|
|
15 |
H H H H |
H H H H H H H |
3.2 Выбор индикаторов
Для отображения измеряемой величины могут использоваться светодиодные (СД), жидкокристаллические (ЖКИ) или вакуумные люминесцентные (ВЛИ) семисегментные индикаторы. Индикаторы одного вида могут быть: с децимальной точкой или без нее; одноразрядные или многоразрядные; со встроенной или невстроенной схемой управления. Информация в одном разряде отображается в виде десятичных чисел (цифры от 0 до 9) путем гашения ненужных, или зажигания нужных сегментов в семисегментном индикаторе с децимальной точкой. На рис.8 представлены обозначения сегментов в одном разряде семисегментного индикатора с децимальной точкой.
Рисунок 8 - обозначение сегментов индикатора
Из рисунка 8 видно, что для того, чтобы увидеть цифру «1», на индикаторе нужно зажечь (подать лог.0 или лог.1) сегменты «a» и «b», а все остальные сегменты - погасить (подать лог.1 или лог.0). Буквой «h» обозначается точка, которую так же можно гасить или зажигать. К основным параметрам индикаторов относятся:
информационная емкость (число отображаемых знаков)
наличие схемы управления
потребляемая мощность (ток потребления)
напряжение питания
частота питающего напряжения
диапазон температур
размер знака
яркость и т.д.
Исходя в основном из этих параметров, следует выбирать индикатор заданного типа (светодиодный, жидкокристалический или вакуумно-люминесцентный) для отображения искомой величины.
Прежде чем двоичный код с выходов счетчиков подать на индикатор, необходимо преобразовать его в код семисегментного индикатора. Если индикатор (или само счетное устройство) имеет встроенную схему управления (в которую входят регистр и преобразователь кода), то для такого преобразования не потребуется дополнительных микросхем и код с выходов счетчиков следует подавать прямо на входы индикатора. Если в индикаторе нет встроенной схемы управления, то следует использовать специальные дешифраторы или преобразователи кодов.
3.2.1 Принцип действия индикатора
Жидкокристаллические индикаторы (ЖКИ) управляют отражением и пропусканием света для создания изображений цифр, букв, символов и т.д. В отличие от светодиодов жидкокристаллические индикаторы не излучают свет.
Основу ЖКИ составляют жидкие кристаллы (ЖК), молекулы которых упорядочены послойно определенным образом между двумя стеклянными пластинами. В каждом слое сигарообразные молекулы ЖК выстраиваются в одном направлении, их оси становятся параллельны (рисунок 9) [4].
Рисунок 9 - Один слой молекул ЖК
Стеклянные пластины имеют специальное покрытие, такое что направленность молекул в двух крайних слоях перпендикулярна. Ориентация каждого слоя ЖК плавно изменяется от верхнего к нижнему слою, формируя спираль. Эта спираль "скручивает" поляризацию света по мере его прохождения через дисплей. Под действием электрического поля молекулы ЖК переориентируются параллельно полю. Этот процесс называется твист-нематическим полевым эффектом. При такой ориентации поляризация света не скручивается при прохождении через слой ЖК (рисунок 10, 11).
Рисунок 10 - "Выключенное" состояние ЖКИ
Рисунок 11 - "Включенное" состояние
Символы создаются из одного или нескольких сегментов. Каждый сегмент может быть адресован (запитан) индивидуально, чтобы создать отдельное электрическое поле. Таким образом прохождение света управляется электрически, включая и отключая необходимые сегменты. В неактивной части дисплея направленность молекул остается спиральной, формируя фон. Запитанные сегменты составляют символы, контрастирующие с фоном.
Рефлективный ЖКИ (reflective LCD) имеет отражатель (рефлектор) за задним поляризатором, который отражает свет, прошедший через незапитанные сегменты и фон. В негативных рефлективных дисплеях свет отражается через запитанные, "включенные" сегменты. Трансмиссивные дисплеи (transmissive LCD) используют те же принципы, но фон или сегменты становятся ярче за счет использования задней подсветки.
Рисунок 12 - Основные компоненты и конструкция рефлективного ЖКИ
Способы управления индикаторными панелями (ИП) на основе ЖК материалов определяются особенностями их физических свойств. Так, долговечность ЖКИ, работающего на постоянном токе, примерно на порядок ниже, чем при использовании переменного напряжения. Снижение долговечности в варианте постоянного тока обусловлено миграцией примесей к отражающему электроду под воздействием постоянной составляющей управляющего сигнала, в результате--падает контрастность и растет напряжение возбуждения. Предпочтительным оказывается возбуждение ЖКИ переменным током, в этом случае на электроды передней и задней пластин подаются импульсы напряжения прямоугольной формы одинаковой полярности, но сдвинутые по фазе так, что управляющее напряжение представляет собой биполярный сигнал, не имеющий постоянной составляющей. Для ЖК материалов характерна заметная инерционность при возбуждении и снятии возбуждения. Ячейка включается с запаздыванием на 10...20мс по отношению к фронту возбуждающего импульса, а время выключения примерно на порядок превышает время включения.
3.2.2 Выбор индикатора и его подключение
При разработке тахометра был выбран четырехразрядный цифровой индикатор ИЖЦ5-4/8 [3] изображенный на рисунке 13, который применяется в измерительных приборах. Подключен к выходам преобразователя двоичного кода в код семисегментного индикатора.
Рисунок 13 -- Четырехразрядный цифровой ЖКИ индикатор ИЖЦ5-4/8
3.3 Выбор микросхем делителя частоты
Для построения делителя была выбрана микросхема К555ИЕ2, которая представляют собой два счетчика - по модулю 2 и по модулю 5. Для построения делителя частоты нужно было воспользоваться 3-мя счётчиками по модулю 10, 2-мя счетчиками по модулю 6 и одним по модулю 2.
Описание микросхемы К555ИЕ2 приведено в пункте 3.1.1.
3.4 Выбор микросхем устройства управления
Устройство управления (рисунок 14) служит для выработки управляющих сигналов, поступающих на все операционные узлы прибора: временной селектор, счетчик и регистры хранения. Для построения УУ использовались микросхемы К555ИЕ2, К555ИД14, К555ЛИ1 [1].
Рисунок 14 - Функциональная схема устройства управления
Микросхема К555ИЕ2 (описание в пункте 3.1.1) в данной схеме УУ подключена как счетчик по модулю 4.
К555ЛИ1 - 4 логических элемента 2И.
К555ИД14 - сдвоенный дешифратор - мультиплексор 2 - 4, УГО которого представлено на рисунке 15.
Рисунок 15 - Сдвоенный дешифратор - мультиплексор 2 - 4
Таблица 7- Назначение выводов микросхемы К555ИД14
|
№ выводов |
Назначение |
№ выводов |
Назначение |
|
|
1 2 3 4 5 6 7 8 |
Вход разрешения Вход кодирующий V2 Вход кодирующий V1 Выход Y0 Выход Y1 Выход Y2 Выход Y3 Общий |
9 10 11 12 13 14 15 16 |
Выход Y3 Выход Y2 Выход Y1 Выход Y0 Вход кодирующий V1 Вход кодирующий V2 Вход разрешения Ucc |
4 ОПИСАНИЕ РАБОТЫ ПРИБОРА
При включении питания происходит сброс всех счетчиков и регистров в нулевое состояние. С генератора DD1 поступает частота 2 [МГц] на входы делителей: DD2 - DD4, DD6, DD8, DD9. Сигнал с частотой 2 Гц после делителей поступает на устройство управления для формирования управляющего импульса, заданной длительности.
Устройство управления состоит из микросхем DD10.3, DD12 и DD13.1 Микросхема DD10.3 представляет собой элемент лог. «И». На её входы подаются сигналы с вывода 11 микросхемы DD3 и с вывода 7 микросхемы DD13.1. Микросхема DD12 (К555ИЕ2) в устройстве управления считает до четырёх. На вход C1 (вывод 14) подаётся сигнал с вывода 6 микросхемы DD10.3. Выводы 12 и 9 микросхемы DD12 подсоединены к выводам 3 и 2 соответственно микросхемы DD13.1. Микросхемой DD13.1 является сдвоенный дешифратор - мультиплексор 2 - 4 и при подаче на входы 3 и 2 двоичного кода числа (от 0 до 3), соответствующего числу выхода (Y0, Y1, Y2, Y3) самого демультиплексора, на соответствующем этому числу выходе формируется логический «0», при этом все другие выходы выдают лог. Временной селектор запрещает прохождение импульсов на счетное устройство и разрешает выработку управляющих сигналов. С приходом второго импульса на вход счетчика DD12, кодовая комбинация на его входах изменяется, происходит запись информации из счетчиков счетного устройства в регистры. С приходом следующего импульса на вход счетчика DD12, кодовая комбинация на его выходах изменяется на «11» (двоичный код числа 3). В результате этого дешифратор DD13.1 устанавливает лог.0 на выходе «3», который служит сигналом «сброс» для счетного устройства и останавливает работу самого УУ до прихода следующего импульса на вход счетчика DD12, после чего цикл повторяется.
5 РАСЧЕТ ПОТРЕБЛЯЕМОЙ ТАХОМЕТРОМ МОЩНОСТИ
Для того чтобы предъявить требования к источнику питания необходимо определить мощность, потребляемую всеми микросхемами при напряжении питания +5В.
Мощность вычисляется по формуле 5.1.
(5.1)
Результаты вычислений указаны в таблице 8.
Таблица 8 - Расчёт мощности микросхем
|
№ |
Микросхема |
Iп, [мА] |
Кол-во |
Потребление всех микросхем одного типа, [мВт] |
|
|
1 |
К555ЛИ1 |
8.8 |
2 |
44 |
|
|
2 |
К555ИЕ2 |
15 |
12 |
900 |
|
|
3 |
К555ТЛ2 |
16 |
1 |
80 |
|
|
4 |
К555ЛА3 |
1,6 |
2 |
16 |
|
|
5 |
К555ИД14 |
12 |
1 |
60 |
|
|
6 |
К555ЛЛ1 |
6,2 |
1 |
31 |
|
|
7 |
К555ИР35 |
19 |
2 |
190 |
|
|
8 |
К564ИД4 |
10 |
4 |
200 |
|
|
9 |
ИЖЦ5-4/8 |
0.008 |
1 |
0,04 |
|
|
10 |
SG-10 |
1.6 |
1 |
8 |
|
|
Итого: |
1529,04 |
Для работы электронного тахометра необходим источник постоянного напряжения +5 В мощностью не менее 1529,04мВт.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
В данном курсовом проекте был разработан цифровой тахометр, построенный на микросхемах серии К555, измеряющий частоту вращения вала двигателя, в диапазоне от 20 до 100 об/сек, с погрешностью 0.2 %. Прибор потребляет 1528,04 мВт. Так же в работе было выполнено следующее:
-разработана функциональная схема прибора;
-на основании заданных требований, рассчитаны параметры цифрового тахометра, выбрана его конструктивная схема и разработана принципиальная электрическая схема;
-разработана принципиальная электрическая схема всего прибора;
-рассчитана потребляемая прибором мощность;
-построены временные диаграммы работы прибора;
-описана работа прибора по принципиальной схеме.
ЛИТЕРАТУРА
цифровой тахометр импульс индикатор
1. П.П. Мальцев, Н.С. Долидзе, М.И. Критенко. Цифровые интегральные схемы. Справочник. Москва, Радио и связь, 1994.
2. Электронный справочник
3. Юшин А.М. Оптоэлектронные приборы и их зарубежные аналоги. Справочник. Том 3.
Размещено на Allbest.ru
Подобные документы
Процесс создания и программная реализация устройства электронных часов на основе микроконтроллера Attiny 2313. Разработка структурной и принципиальной схемы цифрового тахометра, сборка самого устройства, проверка и оценка его на работоспособность.
курсовая работа [1,9 M], добавлен 28.04.2012Разработка электронной принципиальной схемы цифрового тахометра. Характеристика его особенностей, принципа работы и основных компонентов. Изучение порядка построения, изложения и оформления конструкторской документации. Составление маршрутной карты.
курсовая работа [415,9 K], добавлен 03.11.2014Разработка структурной и принципиальной схем электронного тахометра. Изучение принципа работы датчика магнитного поля. Выбор микроконтроллера. Проектирование управляющей программы для микроконтроллера. Адаптация устройства к промышленному применению.
курсовая работа [1,1 M], добавлен 22.01.2015Разработка структурной и принципиальной схем микропроцессорного тахометра. Микроконтроллер PIC16F886 и устройство индикации тахометра. Основные температурные и электрические характеристики микроконтроллера. Разработка алгоритма управляющей программы.
курсовая работа [527,0 K], добавлен 07.07.2013Принцип действия и обоснование конструкции универсального тахометра. Методы обеспечения технологичности конструкции радиоэлектронных средств. Измерения радиальной скорости. Расчет минимальной ширины печатного проводника, контактных отверстий и площадок.
дипломная работа [2,2 M], добавлен 27.11.2014Система обеспечения качества продукции. Принципы рациональной организации технического контроля. Принцип действия центробежных, магнитно-индукционных, электрических и электронных тахометров. Конструкция автомобильного тахометра с цифровой индикацией.
отчет по практике [1,6 M], добавлен 07.10.2014Назначение, технические описания и принцип действия устройства. Разработка структурной и принципиальной схем цифрового генератора шума, Выбор микросхемы и определение ее мощности. Расчет блока тактового генератора. Компоновка и разводка печатной платы.
курсовая работа [434,5 K], добавлен 22.03.2016Описание основных приборов контроля двигателя и изучение технической схемы тахометра марки ИТЭ-1. Расчет эмпирических параметров и количественный анализ эксплуатационной надёжности прибора. Моделирование работы ИТЭ-1Т в программной среде LabVIEW 8.5.
курсовая работа [783,6 K], добавлен 10.01.2013Радиопередающие устройства, их назначение и принцип действия. Разработка структурной схемы радиопередатчика, определение его элементной базы. Электрический расчет и определение потребляемой мощности радиопередатчика. Охрана труда при работе с устройством.
курсовая работа [1,8 M], добавлен 11.01.2013Основные структуры, характеристики и методы контроля интегральных микросхем АЦП. Разработка структурной схемы аналого-цифрового преобразователя. Описание схемы электрической принципиальной. Расчет надежности, быстродействия и потребляемой мощности.
курсовая работа [261,8 K], добавлен 09.02.2012
