Разработка портативного цифрового радиометра
Дипломная работа - Компьютеры, программирование
Другие дипломы по предмету Компьютеры, программирование
?ом. Счетчик имеет выход переноса P. Положительный фронт выходного сигнала появляется через десять периодов тактовой последовательности и используется как тактовый сигнал для счетчика следующей декады. Максимальная тактовая частота для счетчика 2 МГц. Длительность импульса запрета счета должна превышать 300 нс, длительность тактовых импульсов не должна быть меньше 250 нс, длительность импульса сброса не должна превышать 275 нс. Возможные логические и импульсные состояния счетчика приведены в таблице 4.1
Таблица 4.1 - Состояние счетчика К176ИЕ8
ВходРежимыRCNCPВ**Сброс счетчикаНВСчетчик работаетНН**НН*Код без измененийН*В**НВ**НН**
На рисунке 4.8 приведены временные диаграммы работы интегральной микросхемы К176ИЕ8.
Рисунок 4.8 - Временные диаграммы интегральной микросхемы К176ИЕ8
4.5 Формирователь времени измерения
Время, необходимое для измерения дозы радиации, составляет 30 с. Ниже представлен рисунок 4.9, на котором показана принципиальная схема формирователя времени измерения.
В исходном состоянии на выходе 4 элемента DD1.2 зафиксирован уровень логического нуля, при нажатии кнопки Измерение на выходе 4 элемента DD1.2 устанавливается уровень логической единицы. Секундные импульсы с тактового генератора через DD1.1 подходят на выходе 14 счетчика DD2. После окончания счета через 30 с на выходе 4 элемента DD1.2 устанавливается логический ноль.
цифровой радиометр гамма бета луч
Рисунок 4.9 - Схема формирователя времени измерения
Формирователь времени измерения собран из двух логических элементах, которые находятся в корпусе интегральной микросхемы К561ЛА7, и двух счетчиках типа К176ИЕ8.
4.6 Блок счетчиков импульсов и дешифраторов
На рисунке 4.10 показана схема соединения счетчика и дешифратора. За время измерения 30 с информационные импульсы поступают на счетчик DD1. Счетчик преобразует сигнал в двоичный код и передает информацию на дешифратор DD2. Дешифратор DD2 преобразует двоичный код в семи - сегментный и подает на светодиодный индикатор.
Рисунок 4.10 - Схема счетчика импульсов и дешифратора
Счетчик импульсов выполнен на микросхеме К176ИЕ2 - пятиразрядный счетчик, который может работать как двоичный в коде 1-2-4-8-16 при подаче логической единицы на управляющий вход А, или как декадный с подключенным к выходу декады триггером при логическом нуле на вход А, или как декадным с подключенным к входу декады триггером при логическом нуле на вход А. Во втором случае код работы счетчика 1-2-4-8. Вход R служит для установки триггеров счетчика в 0 при подаче логической единицы.
Дешифратор выполнен на микросхеме К176ИД2. Предназначен для управления семисегментным индикатором, микросхема принимает четырехразрядный код от 0000 до 1001 - девять, более старшие комбинации не отображаются. Дешифратор имеет регистр записи, как только с ФИЗ подается импульс на вход С информация сохраняется до следующего цикла.
S - полярность выходных сигналов (S=1 - управление сегментами при выходном напряжении равным нулю, S=0 - управление сегментами при выходном напряжении равным единицы).
К - вход блокирования (К=1 - выбирается гашение индикатора, К=0 - разрешается индикация).
C - запись информации в память дешифратора (С=1 - информация на выходе повторяет информацию на входе, С=0 - запоминает предыдущую информацию на входе и в дальнейшем не изменяет ее).
4.7 Формирователи импульсов записи и сброса
Формирователь импульсов записи (ФИЗ) представляет собой дифференцирующую цепь с логическими элементами серии К561ЛА7. Принципиальная схема ФИЗ приведена на рисунке 4.11.
а
б
Рисунок 4.11 - Формирователь импульсов записи: а - принципиальная схема; б -временные диаграммы, которые поясняют принцип работы
В выходном состоянии входной сигнал соответствует уровню логической единицы, при этом DD1.1 работает в режиме инвертора и находится в нулевом состоянии. Конденсатор С разряжен до минимального уровня напряжения
(4.8)
где - входное напряжение логического нуля;
- входной ток логического нуля.
Как и в других цифровых устройствах, входное напряжение DD1.2 определяется падением напряжения на сопротивление резистора R от тока . Это напряжение равняется произведению входного тока низкого уровня и сопротивления резистора . Если это напряжение меньше порогового , то выходное напряжение DD1.2 отвечает уровню логической единицы, а напряжение на выходе DD1.3 - логическому нулю. При поступлении на вход формирователя нулевого перепада потенциала элемент DD1.1 переключается в единичное состояние, а на входе DD1.2 действует положительный перепад потенциала
(4.9)
где - уровень напряжения логической единицы.
На этапе перепада напряжения на выходе DD1.1 конденсатор на может мгновенно перезарядиться, потому обеспечивается переключение DD1.2 в нулевое состояние, при этом начинается формирование выходного импульса. По мере заряда конденсатора С с постоянной времени заряда по экспоненциальному закону уменьшается входное напряжение элемента DD1.2 и в момент равенства напряжений элемент DD1.2 переключается в единичное состояние, тем самым завершается формирование выходного импульса. Длительность импульса записи определяется как
(4.10)
При снятии входного перепада потенциала элемент DD1.2 в исходное нулевое состояние, а заряженный конденсатор достаточно быстро разрядится через малое в