Реферат: ИДИР. Прибор для измерения количества и длительности импульса на координатных АТС

Министерство Образования РеспубликиМолдова.

Технический Университет Молдовы.

Кафедра телекоммуникаций.

Курсовой проект.

По курсу:Микропроцессоры телекоммуникаций.

Тема:Прибор для измерения количества и длительности импульса, на координатных АТС.

Работу выполнил ст. гр. TLC-023                                                        Лукин.И

Работу проверил                                                                                   Настас. В

Кишинёв 2005.

Содержание:

1.<span Times New Roman"">    

Задание к курсовому проекту.

2.<span Times New Roman"">    

Введение.

3.<span Times New Roman"">    

Краткие теоретические сведения.

4.<span Times New Roman"">    

Проектирование структурной схемыустройства. (Объяснение функций блоков и сигналов.)

5.<span Times New Roman"">    

Проектирование принципиальной схемыустройства. (Разработка участков принципиальной схемы каждого блока изструктурной схемы с объяснением типа используемых микросхем.)

6.<span Times New Roman"">    

Принципиальная схема устройства.

7.<span Times New Roman"">    

Анализ функционирования устройства.

8.<span Times New Roman"">    

Внешний вид устройства и еготехнические характеристики.

9.<span Times New Roman"">    

Список литературы.

1.Задание к курсовому проекту.

Разработать цифровое устройство длясчёта числа импульсов с индикацией результата, а также измерения длительностиконкретного импульса от 1 до 10, в пределах от 1мс до 999мс, как механических,так и электрических. Как на замыкание контактов, так и на размыкание.

2.Введение.

В настоящее время весьма актуальной задачей являетсятехническое перевооружение, быстрейшее создание и повсеместное внедрениепринципиально новой радиоэлектронной техники. В решении этой задачи одна изведущих ролей принадлежит цифровой технике. Интегральные микросхемы в настоящеевремя являются одним из самых массовых изделий современной микроэлектроники.Применение микросхем облегчает расчет и проектирование функциональных узлов иблоков радиоэлектронной аппаратуры, ускоряет процесс создания принципиальноновых аппаратов и внедрения их в серийное производство. Широкое использованиемикросхем позволяет повысить технические характеристики и надежностьаппаратуры. Отечественной электронной промышленностью освоен выпуск широкойноменклатуры микросхем, ежегодно создаются десятки и сотни тысяч новых приборовдля перспективных радиоэлектронных средств. В поиске и выборе элементной базы исхемотехнических решений существенную помощь может оказать систематизированнаяинформация о существующих интегральных микросхемах.

Развитие и совершенствованиеэлектронно-вычислительной техники, устройств радиовещания и телевидения,радиоспортивной аппаратуры и всевоз­можных кибернетических автоматов взначительной степени определяются внед­рением в них цифровой техники. Этообусловлено определенными преимущест­вами цифровых устройств по сравнению саналоговыми: более высокой надеж­ностью; стабильностью параметров при воздействиидестабилизирующих фак­торов. Высокой точностью обработки информации; значительнымсокращением трудоемкости и упрощением операций регулировки и настройки, чтоособенно важно для радиолюбителей; возможностью создания микросхем с очень высо­койстепенью интеграции.

Особенно широкое применение нашли цифровыеустройства в электронно-вычислительной технике. В частности, цифровыевычислительные ма­шины являются в настоящее время наиболее универсальными. Всеузлы ЭВМ содержат элементы цифровой техники. На их базе реализуются устрой­ства,которые производят арифметические и логические преобразования посту­пающейинформации. С помощью элементов цифровой техники осуществляется запоминание ихранение информации, управление вычислительным процессом, ввод и выводинформации. Успехи в области разработки быстродейст­вующих элементов цифровойтехники позволили создать ЭВМ, выполняющие десятки миллионов арифметическихопераций в секунду. Значительно расширилась возможность построениямалогабаритных вычис­лительных устройств с появлением микропроцессоров —стандартных универ­сальных программируемых больших интегральных схем соструктурой, анало­гичной: ЭВМ. Применение встроенных микро-ЭВМ позволяетпридать разнообразным устройствам «разумный» характер и значительно расширитьих функциональные возможности.

Принципиально новыевозможности открывает применение цифровых инте­гральных схем в радиовещании ирадиосвязи. Так, использование цифро­вых синтезаторов частоты позволилосущественно снизить аппаратурные за­траты и повысить фазовую стабильностьгенерируемых сигналов. Обработка сигналов цифровыми методами позволяетобеспечить высокую точность, ста­бильность параметров и получитьхарактеристики, не достижимые аналоговыми методами. Весьма перспективновнедрение цифровой техники в телевидении. Цифро­вое телевидение позволяетповысить качество передачи сигналов благодаря существенному уменьшениюнакоплений искажений в цифровых линиях связи по сравнению с аналоговыми, атакже за счет применения специальных способов кодирования, обнаруживающих иисправляющих ошибки передачи информа­ции. Сигналы, представленные в цифровойформе, практически не под­вержены амплитудным и фазовым искажениям, чтопозволяет передавать теле­визионную информацию на большие расстояния ссохранением ее высокого качества. В результате использования методов иустройств цифровой техники становится возможным длительный безподстроечныйрежим работы телевизион­ной аппаратуры, а это имеет большое значение дляповышения технологичности производства.

Общая характеристика цифровых микросхем.

Цифровые микросхемы предназначены для обработки,преобразования и

хранения цифровой информации. Выпускаются онисериями. Внутри каждой серии имеются объединенные по функциональному признакугруппы устройств: логические элементы,  триггеры   (автоматы   с  памятью),   счетчики,   элементы арифметических   устройств  (выполняющие   различные   математические   операции) и т. д. Чем шире функциональныйсостав серии, тем большими возможностями может обладать цифровой автомат,  выполненный на базе микросхем даннойсерии.   Микросхемы,   входящие в состав каждой серии, имеют единоеконструктивно-технологическое исполнение, единое напряжение питания, одинаковыеуровни сигналов логического 0 и логической 1.  Все это делает микросхемы  одной серии совместимыми. Основой каждойсерии цифровых микросхем является базовый логический элемент. Как правило,базовые логические элементы выполняют операции И-НЕ либо ИЛИ—НЕ и по принципупостроения делятся на следующие основные типы: элементы диодно-транзисторнойлогики (ДТЛ), резистивно-транзисторной логики (РТЛ), транзисторно-транзисторнойлогики (ТТЛ), эмиттерно-связанной транзисторной логики (ЭСТЛ), микросхемы натак называемых комплементарных МДП-структурах (КМДП). Элементы КМДП цифровыхмикросхем используют пары МДП-транзисторов (со структурой металл-диэлектрик — полупроводник)— с каналами р-типов и n-типов. Базовые элементыостальных типов выполнены на биполярных транзисторах. В радиолюбительскойпрактике наибольшее распространение получили микросхемы ТТЛ серии К155 и КМДП(серий К176 и К561).  

Общие сведенияо цифровых интегральных микросхемах.

<span Times New Roman",«serif»">Условныеобозначения ИС, выпускаемых отечественной промышленностью, устанавливаются ОСТ11073.915-80, в соответствии с которым обозначения ИС состоят из четырехосновных элементов. Первый элемент — цифра, обозначающая группу по технологическомупризнаку, к первой группе относятся полупроводниковые ИС (цифры 1,5,6,7), ковторой — гибридные ИС=(цифры 2,4,8), к третьей — прочие (цифра 3). Второйэлемент обозначает порядковый номер серии. Третий элемент состоит из двух букви определяет функциональное назначение ИС. Первая из букв определяет подгруппу,а вторая — вид ИС. Четвертый элемент — порядковый номер разработки ИС данного функциональноготипа

<span Times New Roman",«serif»"><img src="/cache/referats/20916/image002.gif" v:shapes="_x0000_i1025">

<span Times New Roman",«serif»">Пример условного обозначения ИС 1533ТМ2

3.Краткие теоретические сведения.

В приборе ”Импульс”,  разработанным согласно заданию курсовогопроекта, использовались следующие микросхемы:

К561ЛА7-2шт(Четыре 2И-НЕ),

К561ТМ2-1шт(Два  D-триггера с установками 0 и 1),

К561ИЕ8-1шт(Десятичный счётчик-делитель «пятиразрядный счётчик Джонсона и дешифратор»),

К561ИЕ16-1шт (14-разрядный двоичныйсчётчик-делитель с последовательным перебором),

К176ИЕ4-4шт (Десятичныйсчётчик с дешифратором для 7-сегментного светодиодного или электролюминесцентногоиндикатора).

Логические элементы.

<span Times New Roman",«serif»">К комбинационной логикеотносятся ИС, элементы которых не обладают памятью, т.е. выходной сигналопределяется только комбинацией входных переменных в данный момент времени.

Логические элементы И-НЕ.К561ЛА7<span Times New Roman",«serif»">

<span Times New Roman",«serif»">Логические элементы ИСданного типа реализуют переключательную функцию вида Y=D1*D2*...*Dn. Различиелогических элементов заключается не только в параметрах выхода, но, преждевсего в количестве входов. Количество логических элементов в одном корпусе ИСтакже различно. Условные графические обозначения ИС приведены ниже. Расширениефункциональных возможностей ИС возможно путем соединения логических элементов.

<img src="/cache/referats/20916/image004.gif" v:shapes="_x0000_i1026">           

Микросхема К561ТМ2.D-триггер-триггерпамяти, триггер задержки. Используется для запоминания двоичного сигнала. Такиемикросхемы используются для задержки сигнала во времени. Микросхемы бываютстатическими и динамическими, с прямыми и инверсными входами, но толькосинхронными.

<img src="/cache/referats/20916/image006.jpg" v:shapes="_x0000_i1027">Микросхема К561ИЕ8— десятичный счетчик с десятичным позиционным дешифратором. Дешифраторы это КЦУ дляпреобразования двоичного кода, обладающего произвольной зависимостью значенийразрядов, в регулярный двоичный код. Дешифратор позволяет определить, в каком состоянии находится цифровое устройство(регистр, ОЗУ, счетчик и т.д.). Каждому входному числу, представленномудвоичным кодом, соответствует сигнал истинности, равный логическому нулю (таккак выходы ВС инверсные) только на том выходе DС, номер которого (указанный вправом поле условного графического обозначения) совпадает со значениемдвоичного кода. На остальных выходах в это время устанавливается уровеньлогической единицы. Десятичный счетчик по своим выходным сигналам он подобенколь­цевому счетчику, построенному на сдвиговом регистре. Счетчик работает пофронту импульсов на входе Clпри С2(V)=0 или по срезу импуль­сов на входе С2(V) при С1 = 1. На выходе Р формируетсямеандр с частотой, в 10 раз меньшей входной. На одном из выходов 0—9,соответствующем числу, записанному в счётчик, присутствует высокий уровеньнапряжения, на всех остальных низкий.

<img src="/cache/referats/20916/image008.jpg" v:shapes="_x0000_i1028">

Микросхема К561ИЕ16(14-разрядный двоичный счётчик-делитель с последовательным перебором).

Счетчик К561ИЕ16 не имеет выходов от второго итретьего делителя. Счетчи­к устанавливается   в   нулевое  состояние   при   подаче  высокого   уровня   на вход R. Для правильной работыэтих и всех других счетчиков, выполненных по КМОП технологии (серий К164, К176,К564, К561), необходимо после вклю­чения питания (или после снижения напряженияисточника питания до 6 В) устанавливать их в исходное нулевое состояниеподачей импульса высокого уровня на вход R. В противном, случаесчетчики могут работать со случайными коэффициентами пересчета. Импульс сбросапосле включения питания мо­жет подаваться автоматически, если ввестивремязадающую RC-цепь и инвер­тор.

<img src="/cache/referats/20916/image010.jpg" v:shapes="_x0000_i1029">

Микросхема К176ИЕ4 — является счетчикам по мо­дулю 10 с дешифратором,работающим на семисегментный индикатор. Счетные им­пульсы подаются на вход Т.  Напряжение на выходах может быть как в пря­мом(при С=0), так и в обратном (при С=1) коде, что позволяет подклю­чать к счетчику индикаторы с общимкатодом или общим анодом. Счетчики можно использовать совместно сжидкокристаллическими индикаторами. В этом случае на вход С подают меандр счастотой f>50 Гц. При последова­тельном соединениисчетчиков сигнал снимается с выхода 10 (К176ИЕ4).

<img src="/cache/referats/20916/image012.gif" align=«left» hspace=«12» v:shapes="_x0000_s1963">

4.Проектирование структурной схемы устройства.

 SHAPE  * MERGEFORMAT

сброс

Входная цепь и защита от дребезга

Счётчик — делитель импульсов

Счётчик-

дешифратор

Электронный ключ

Индикатор

ИЖЦ5-4/8

Делитель частоты на 2

497Гц

Делитель частоты на 33

993Гц

Генератор импульсов

32768Гц

<img src="/cache/referats/20916/image013.gif" v:shapes="_x0000_s1094 _x0000_s1093 _x0000_s1096 _x0000_s1075 _x0000_s1074 _x0000_s1969 _x0000_s1970 _x0000_s1971 _x0000_s1973 _x0000_s1974 _x0000_s1975 _x0000_s1976 _x0000_s1980 _x0000_s1082 _x0000_s1038 _x0000_s1055 _x0000_s1039 _x0000_s1036 _x0000_s2021 _x0000_s1056 _x0000_s2022 _x0000_s1037 _x0000_s1052 _x0000_s1040 _x0000_s1041 _x0000_s2023 _x0000_s1080 _x0000_s2024 _x0000_s1057">    

 Рис.1 Структурная схема измерителя длительности импульсов.

Входная цепь и защита от дребезгасостоит из ограничивающих резисторов, фильтра и одногоэлемента 2И-НЕ на К561ЛА7.

Генератор прямоугольных импульсовсобран на часовом кварце 32768Гц и двух элементов 2И-НЕ на К561ЛА7.

 Делительчастоты на 33 собран на микросхеме К561ИЕ16, он  необходим для получения 993Гц (~1000Гц), чторавняется 1000мс.

Счётчик-делительимпульсов собран на микросхеме К561ИЕ8, он служит для счёта и пропускаопределённого (выбранного) импульса.

Электронный ключсобран на микросхемах К561ЛА7, он служит для препятствия или пропускасигнала тактовой частоты с генератора на счётчик-дешифратор.

Счётчик-дешифраторсобран на четырёх микросхемах К176ЕИ4. Одна служит для счёта количестваимпульсов принявших прибором, а остальные для счёта длительности импульса.

Делитель частоты на 2собран на микросхеме К561ТМ2, он необходим для работы индикатора ИЖЦ5-4/8.

Индикатор ИЖЦ5-4/8необходим для визуального отображения количества и длительностиконкретного импульса.

5.Проектирование принципиальной схемы устройства.

(Разработка участковпринципиальной схемы каждого блока из структурной схемы с объяснением типаиспользуемых микросхем.)

Входная цепь и защита от дребезга К561ЛА7.

<img src="/cache/referats/20916/image015.gif" v:shapes="_x0000_i1031">

Генератор прямоугольных импульсов К561ЛА7.

<img src="/cache/referats/20916/image017.gif" v:shapes="_x0000_i1032">

Делитель частоты на 33 К561ИЕ16.

<img src="/cache/referats/20916/image019.gif" v:shapes="_x0000_i1033">

Счётчик-делитель импульсов К561ИЕ8.

<img src="/cache/referats/20916/image021.gif" v:shapes="_x0000_i1034">

Счётчик-дешифратор К176ИЕ4 и индикатор ИЖЦ5-4/8.

<img src="/cache/referats/20916/image023.gif" v:shapes="_x0000_i1035">

Делитель частоты на 2 К561ТМ2.

<img src="/cache/referats/20916/image025.gif" v:shapes="_x0000_i1036">

Электронный ключ на 2 К561ЛА7.

<img src="/cache/referats/20916/image027.gif" v:shapes="_x0000_i1037">

6.Принципиальная электрическая схема устройства.

(См. следующую страницу.)

<img src="/cache/referats/20916/image028.gif" v:shapes="_x0000_s1917"><img src="/cache/referats/20916/image030.gif" v:shapes="_x0000_i1038">

Рис.2. Принципиальная электрическая схема измерителядлительности импульсов.

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

1

Поз.
обозн.

Наименование

Примечание

Кол.

Резисторы

    МЛТ-0,25-2 мОм

R1

1

    МЛТ-0,25-10 кОм

R2,4,5

3

    МЛТ-0,25-510 кОм

R3

1

    МЛТ-0,25-2 кОм

R6,7

2

    МЛТ-0,25-22 кОм

R8

1

    МЛТ-0,25-100 кОм

R9

1

Конденсаторы<span Times New Roman",«serif»; mso-ansi-language:RO">

     К73-9-100В-100 пФ

C1

1

     К73-9-100В-0,033 мкФ

C2

1

     К73-9-100В-0,1 мкФ

C3

1

     К50-6  47 мкФ х 16в

C4

1

     К73-9-100В-1000 пФ

C5

1

Диоды

    КД 510 А

D1,2,3,4,5

5

Микросхемы

    К651ЛА7

DD1,4

2

    К561ИЕ16

DD2

1

    К561ТМ2

DD3

1

    К176ИЕ4

DD5,6,7,8

4

    К561ИЕ8

DD9

1

Коммутаторы

    ПТ73-2-3

S1,4

2

    МПН-10

S2

1

    П2К

S3

1

Индикаторы

    ИЖЦ5-4/8

HL1

1

Кварц

    32768Гц

ZQ1

1

<img src="/cache/referats/20916/image032.gif" v:shapes="_x0000_s1566 _x0000_s1567 _x0000_s1568 _x0000_s1569 _x0000_s1570 _x0000_s1571 _x0000_s1572 _x0000_s1573 _x0000_s1574 _x0000_s1575 _x0000_s1576 _x0000_s1577 _x0000_s1578 _x0000_s1579 _x0000_s1580 _x0000_s1581 _x0000_s1582 _x0000_s1583 _x0000_s1584 _x0000_s1585 _x0000_s1586 _x0000_s1587 _x0000_s1588 _x0000_s1589 _x0000_s1590 _x0000_s1591 _x0000_s1592 _x0000_s1593 _x0000_s1594 _x0000_s1595 _x0000_s1596 _x0000_s1597 _x0000_s1598 _x0000_s1599 _x0000_s1600 _x0000_s1601 _x0000_s1602 _x0000_s1603 _x0000_s1604 _x0000_s1605 _x0000_s1606 _x0000_s1607 _x0000_s1608 _x0000_s1609 _x0000_s1610 _x0000_s1611 _x0000_s1612 _x0000_s1613 _x0000_s1614 _x0000_s1615 _x0000_s1616 _x0000_s1617 _x0000_s1618 _x0000_s1619 _x0000_s1620 _x0000_s1621 _x0000_s1622 _x0000_s1623 _x0000_s1624 _x0000_s1625 _x0000_s1626 _x0000_s1627 _x0000_s1628 _x0000_s1629 _x0000_s1630 _x0000_s1631 _x0000_s1632 _x0000_s1633 _x0000_s1634 _x0000_s1635 _x0000_s1636 _x0000_s1637 _x0000_s1638 _x0000_s1639 _x0000_s1640 _x0000_s1641 _x0000_s1642 _x0000_s1643 _x0000_s1644 _x0000_s1645 _x0000_s1646 _x0000_s1647 _x0000_s1648 _x0000_s1649 _x0000_s1650 _x0000_s1651 _x0000_s1652 _x0000_s1653 _x0000_s1654 _x0000_s1655 _x0000_s1656 _x0000_s1657 _x0000_s1658 _x0000_s1659 _x0000_s1660 _x0000_s1661 _x0000_s1662 _x0000_s1663 _x0000_s1664 _x0000_s1665 _x0000_s1666 _x0000_s1667 _x0000_s1668 _x0000_s1669 _x0000_s1670 _x0000_s1671 _x0000_s1672 _x0000_s1673 _x0000_s1674 _x0000_s1675 _x0000_s1676 _x0000_s1677 _x0000_s1678 _x0000_s1679 _x0000_s1680 _x0000_s1681 _x0000_s1682 _x0000_s1683 _x0000_s1684 _x0000_s1685 _x0000_s1686 _x0000_s1687 _x0000_s1688 _x0000_s1689 _x0000_s1690 _x0000_s1691 _x0000_s1692 _x0000_s1693 _x0000_s1694 _x0000_s1695 _x0000_s1696 _x0000_s1697 _x0000_s1698 _x0000_s1699 _x0000_s1700 _x0000_s1701 _x0000_s1702 _x0000_s1703 _x0000_s1704 _x0000_s1705 _x0000_s1706 _x0000_s1707 _x0000_s1708 _x0000_s1709 _x0000_s1710 _x0000_s1711 _x0000_s1712 _x0000_s1713 _x0000_s1714 _x0000_s1715 _x0000_s1716 _x0000_s1717 _x0000_s1718 _x0000_s1719 _x0000_s1720 _x0000_s1721 _x0000_s1722 _x0000_s1723 _x0000_s1724 _x0000_s1725 _x0000_s1726 _x0000_s1727 _x0000_s1728 _x0000_s1729 _x0000_s1730 _x0000_s1731 _x0000_s1732 _x0000_s1733 _x0000_s1734 _x0000_s1735 _x0000_s1736 _x0000_s1737 _x0000_s1738 _x0000_s1739 _x0000_s1740 _x0000_s1741 _x0000_s1742 _x0000_s1743 _x0000_s1744 _x0000_s1745 _x0000_s1746 _x0000_s1747 _x0000_s1748 _x0000_s1749 _x0000_s1750 _x0000_s1751 _x0000_s1752 _x0000_s1753 _x0000_s1754 _x0000_s1755 _x0000_s1756 _x0000_s1757 _x0000_s1758 _x0000_s1759 _x0000_s1760 _x0000_s1761 _x0000_s1762 _x0000_s1763 _x0000_s1764 _x0000_s1765 _x0000_s1766 _x0000_s1767 _x0000_s1768 _x0000_s1769 _x0000_s1770 _x0000_s1771 _x0000_s1772 _x0000_s1773 _x0000_s1774 _x0000_s1775 _x0000_s1776 _x0000_s1777 _x0000_s1778 _x0000_s1779 _x0000_s1780 _x0000_s1781 _x0000_s1782 _x0000_s1783 _x0000_s1784 _x0000_s1785 _x0000_s1786 _x0000_s1787 _x0000_s1788 _x0000_s1789 _x0000_s1790 _x0000_s1791 _x0000_s1792 _x0000_s1793 _x0000_s1794">

<img src="/cache/referats/20916/image034.jpg" v:shapes="_x0000_i1039">

Рис.3. Вид печатной платы со стороны деталей.

<img src="/cache/referats/20916/image036.jpg" v:shapes="_x0000_i1040">

Рис.4. Вид печатной платы с обратной стороны деталей.

<img src="/cache/referats/20916/image038.jpg" v:shapes="_x0000_i1041">

Расположение радиоэлементовна печатной плате.

7.Анализ функционирования устройства.

При ремонте, наладке и регулировкеоборудования АТС необходимы приборы для измерения его временных параметров. Дляэтих целей используются промышленные приборы типа ИДИР-1, ДИНС-1, ИИВ, которыеотличаются большими габаритами и массой до 20 кг, что делает их неудобными вэксплуатации. Разъездные электромеханики редко пользуются этими приборами, что