МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

ОРЛОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

ФАКУЛЬТЕТ ДИСТАНЦИОННОГО ОБУЧЕНИЯ

Кафедра ПТЭиВС

Задание на курсовую работу

Студента: Рожков О.В

Шифр: 057119     группа: 4-1В        

1.     Тема работы: 

«Проектирование схемы управления дискретными индикаторами устройства отображения цифробуквенной информации»

2.     Срок сдачи работы к защите

3.     Исходные данные:

Отображение текста: «Рожков Олег»,

Тип индикатора:18ти сегментный индикатор,

Алфавит символов для отображении: русский.

4.     Содержание пояснительной записки

5.     Перечень графического материала

Руководитель работы                                                         Невров И.И.

Задание принял к исполнению                                          Невров И.И.  

Содержание.

Введение……………………………………………………………………………

1. Обоснование выбора структурной схемы

проектируемого устройства………………………………………………

2. Разработка модуля БЗУ……………………………………………………

3. Разработка схемы знакогенератора………………………………………

4. Расчет схемы устройства управления и синхронизации………………

Список литературы…………………………………………………………

Приложение---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Введение.

Современная электроника стала одним из важнейших инструментов научно технического прогресса.

              В настоящее время она является одной из наиболее развивающихся и широко применяемых областей науки и техники. Развитие радиоэлектроники непосредственно связано с развитием ее элементной базы. Появление микросхем ознаменовало новый этап на пути развития радиотехники и электроники. Успехи в развитии оптоэлектроники  позволили сделать отображение информации более доступным и простым.

              Применение ИС, БИС, светодиодных индикаторов позволило создавать сложные приборы для передачи, приема и обработки электрических сигналов с последующим представлением информации пользователю. Улучшились технически и массогабаритные параметры приборов.

              Современную радиоэлектронику применяют в системах радиосвязи, радиовещания, телевидения, промышленности, медицине и научных исследованиях.

              Данная работа направлена на улучшение возможности применения микросхем и индикаторов в создании приборов отображения информации.

1. Обоснование выбора структурной схемы проектируемого устройства с описанием функционального назначения блоков.

Структурная схема управления цифробуквенным индикатором представлена на рис.1.

Рисунок 1 − Структурная схема управления УОИ на ЦБИ

1.Клавиатура обеспечивает ввод кодов символов отображаемого текста.

2.Буферное запоминающее устройство (БЗУ) - предназначено для хранения кодов символов отображаемого текста.

3.Знакогенератор (ЗНГ) − преобразователь кодов символов, хранимых в БЗУ, в сигналы управления включением элементов отображения, соответствующих графике отображаемого символа.

4.Блок коммутации питания представляет собой набор транзисторных ключей, обеспечивающих подключение источника питания к элементам отображения, участвующих в формировании символа, под воздействием управляющих сигналов от ЗНГ.

5.Цифробуквенные индикаторы (ЦБИ) - обеспечивают визуализацию (отображение) символов текста в графике используемых знакосинтезирующих индикаторов (ЗСИ).

6.Устройство управления и синхронизации - обеспечивает согласование во времени функционирования отдельных узлов УОИ.

2. Разработка модуля БЗУ.

Исходные данные для разработки БЗУ:

Количество отображаемых символов: Nс =11

Количество клавиш: Nк=11

Длина отображаемого сообщения: Nк=15 (ОГУРЕШИНА ЕЛЕНА)

Число адресных разрядов в модуле БЗУ: nа= [log2Nс], nа=4

Разрядность ячеек памяти в модуле БЗУ: nк= [log2Nк], nк=4

Число ячеек памяти БЗУ: NБЗУ=2nк=16; NБЗУ=16

Емкость БЗУ: СБЗУ=2nα × nк= NБЗУ× nк=16*4=64

По найденным значениям NБЗУ=16 и nк=4, выбираем из справочника БИС ОЗУ с минимальной информационной избыточностью.

В данном случае – это: К155РУ2 – ОЗУ на 64 бит с произвольной выборкой.

Мультиплексорный режим работы индикаторов осуществляет дешифратор, выполненный на микросхеме К155ИД3.

3. Разработка схемы знакогенератора:

Знакогенератор представляет собой комбинационное цифровое устр-во обеспечивающее преобразование кода отображаемого символа в сигналы управления элементами дискретного цифробуквенного индикатора.

Рисунок 1. Внешний вид 18 ти сегментного индикатора.

              Составляем таблицу использования сегментов ЗСИ для отображения символов:

Таблица 1. Номер сегментов, используемых в графике символов.

Составляется таблица кодирования символов двоичным кодом.

Разрядность двоичного кода nк=4.

              Таблица 2. Кодирование символов текста.

На сновании данных таблиц 1и 2 составляем таблицу функционирования знакогенератора.

Таблица 3. Таблица включения сегментов.

3.Выбираем ИМС ПЗУ.

Устройство знакогенератора выполним на БИС ПЗУ. Для этого необходимо произвести расчет необходимой емкости ПЗУ.

Спзу= Na*18              Спзу=11*18=198

Где: Na – общее число символов, 18 – число сегментов индикатора. Из справочника выберем ПЗУ – КР556РТ4А

На вход схемы ПЗУ с модуля БЗУ подается код отображаемого символа. С выхода ПЗУ формируется сигналы управления элементами индикатора, которые через буферный регистр подаются на индикатор. В качестве индикатора – восемнадцатиразрядный индикатор АЛС340.

Описание и технические характеристики микросхемы ПЗУ КР556РТ4А:

Микросхема ПЗУ КР556РТ4А представляет из себя программируемое постоянное запоминающее устройство на основе ТТЛ-элементов с диодами Шоттки и обладает следующими параметрами:

        информационная емкость 1024 бит;

        организация 256 слов х 4 разряда;

        время выборки адреса не более 70 нс (при T = +25 oC);

        напряжение питания 5 В + 5 %;

        потребляемая мощность не более 690 мВт;

        диапазон температур - 10 ... +70 oC;

        выход - открытый коллектор;

        совместимость по входу и выходу - с ТТЛ-схемами;

        коэффициент программируемости не менее 0.9;

        тип корпуса пластмассовый, 23816-2 (DIP-16);

        микросхема поступает к потребителю в первоначальном состоянии, соответствующем логическому 0.

Таблица 4. Назначение выводов микросхемы КР556РТ4А:

Таблица 5. Таблица истинности микросхем КР556РТ4А:

M - любая комбинация сигналов -CS1, -CS2, кроме 00.
X - безразличный уровень сигнала.

Таблица 6. Таблица ПЗУ.

Схема питания индикаторов имеет существенную специфику для различных видов индикаторов. В курсовой работе мы ориентируемся на применение полупроводниковых индикаторов так как ассортимент индикаторов этого типа достаточно разнообразен и они находят довольно широкое применение в современных УОИ измерительных приборах, в бытовой РЭА. Наиболее простой и достаточно эффективной является схема с поразрядной мультиплексной системой индикации.

Расчет транзисторного ключа.

Транзисторный ключ (ТК) выполняет функцию электронного коммутатора электрической цепи. ТК строятся на биполярных и полевых транзисторах по схемам с общим эмиттером (истоком).

На рисунке   1   представлена электрическая  схема ТК, реализованная на биполярном транзисторе с общим эмиттером.

Рисунок 1 - Электрическая схема транзисторного ключа

Коммутирующий транзистор VT1 работает в ключевом режиме.

При отсутствии входного сигнала управления (uвх = 0) транзистор VT1 закрыт: ток  в  цепи  базы   l6= 0,  ток  коллектора   Ik =β*Iа= 0,  а напряжение между коллектором    и    эмиттером    равно    напряжению    источника    питания    Еn (Uk =En -Ik.* Rk =En), где β = (lk/la) - статический коэффициент передачи тока базы транзистора VT1.

При наличии сигнала управления Uвх ,φ уровень которого превышает статический потенциал φd открытого перехода эмиттер-база (UB>> φd), транзистор VT1 входит в режим насыщения - потенциал коллектора Uk стремится к остаточному напряжению Uост, коллекторный ток нагрузки Ik =(En –Uост)/Rk (У биполярных транзисторов Uост =0,1. ..1,0В; для германиевых транзисторов (φd = 0,3...0,4В; для кремниевых транзисторов φd =0,6...0,8B).

Таким образом, потенциалы Uвх и  Uk находятся в противофазе: Uвх= 0 соответствует сигналу «логического «0» , Uk = En соответствует сигналу

«логической «1».

Заключение

В данной работе был проведен примерный расчет схемы управления цифробуквенным индикатором. Данная работа позволила углубить свои знания в вопросах схемотехнического проектирования цифровых электронных устройств отображения информации, применения микросхем памяти.

Список используемой литературы.

1.     Яблоновский Ф.М. Средства отображения информации. -М.:Высшая
школа. 1985.

2.     Мальцева Л.А., Фромберг Э.М., Ямпольский B.C. Основы цифровой
техники.- М.: Радио и связь, 1987

3.     Цифровые и аналоговые интегральные микросхемы: Справочник/ СВ.
Якубовский и др.; Под ред. СВ. Якубовского. - М.: Радио и связь, 1994.

4.     Применение интегральных микросхем памяти: Справочник/ F/F/ Дерюгин
и др.; Под ред. А.Ю. Гордонова, А.А. Дерюгина. - М.: Радио и связь, 1994.

5.     Б. Л. Лисицын. Низковольтные индикаторы: Справочник. — М.: Радио и
связь, 1985.

6.     Опадчий Ю.Ф. и др. Аналоговая и цифровая электроника. Учебник для
вузов. - М.: Горячая линия - Телеком, 2002.

7.     Расчет электронных схем. Примеры и задачи: Учебное пособие для вузов.
Г.И. Изъюрова и др. - М.: Высш.шк., 1987.

1