Разработка цифрового вольтметра
Курсовой проект - Компьютеры, программирование
Другие курсовые по предмету Компьютеры, программирование
?его процесс повторится.
Рисунок 16 - Схема устройства управления
.5ЦИФРО-АНАЛОГОВЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ
В данной схеме используется 12-разрядный ЦАП типа К572ПА2А, описание которого приведено ниже.
Микросхемы умножающего ЦАП К572ПА2А является универсальным структурным звеном для построения микроэлектронных ЦАП. Она предназначена для преобразования 12-разрядного прямого двоичного кода на цифровых входах в ток на аналоговом выходе, который пропорционален значениям кода и (или) опорного напряжения.
Нумерация и назначение выводов: 2 - аналоговый выход 2; 4 - аналоговая земля; 6 - вход регистра 1; 8 - 19 - цифровые входы 1 - 12; 21 - вход регистра 2; 22 - цифровая земля; 24 - напряжение источника питания ; 30 - вывод конечного резистора матрицы; 38 - опорное напряжение ; 47(28) - вывод резистора обратной связи; 48 - аналоговый выход 1; 1, 3, 5, 7, 23, 25 - 29, 31 - 37, 39 - 46 -незадействованные выводы.
Основные электрические параметры:
Число разрядов b 12; дифференциальная нелинейность LD, %: 0,025; Время установления выходного тока tsI, мкс - 15; Выходной ток смещения нуля , нА - 30; Абсолютная погрешность преобразования в конечной точке шкалы Fa, МР-20; Ток потребления , мА - 2.
Метод преобразования в ИС К572ПА2А предполагает суммирование всех разрядных токов, взвешенных по двоичному закону и пропорциональных значению опорного напряжения на входе 38 в соответствии с заданным значением двоичного кода на цифровых входах ЦАП.
Преобразователь рассчитан на работу от двух источников питания U = 5 В 5 % и = 15 В 5 % при опорном напряжении = 10,24 В 20 мВ. Наличие отдельного вывода для питания входных усилителей-инверторов от источника +5 В 5 % позволяет подключить его к ТТЛ схемам без дополнительных резисторов. Точность преобразования при этом не ухудшается.
Микросхемы К572ПА2А допускает эксплуатацию при изменении напряжений источников питания от 4,7 до 17 В, от 12 до 17 В, опорного напряжения в диапазоне 22,5 В. Но при этом не гарантируются нормы на электрические параметры, и необходимо выполнение условия
Облегченный режим эксплуатации ИС К572ПА2А обеспечивается при
Рисунок 17 - Цоколевка ИМС К572ПА2А
Таблица 9 - Параметры ИМС К572ПА2А
ПараметрВеличинаЧисло разрядов12Время преобразования, мкс15Интегральная нелинейность, %Напряжение питания, В+5, +15Ток потребления, мА2,0Опорное напряжение, В10,24
При подключении ЦАП используется быстродействующий усилитель К140УД18
Рисунок 18 - Схема включения ЦАП К572ПА2А и устройства управления
.6УСТРОЙСТВО СРАВНЕНИЯ
Устройство сравнения предназначено для сравнения напряжения на выходе входного устройства с напряжением на выходе ЦАП. В качестве устройства сравнения используется компаратор DA3 типа К521СА3А. Типовой компаратор имеет два входа для аналоговых сигналов: U1вх и U2вх и выход логического сигнала. Таким образом, компараторы можно рассматривать как линейно-дискретные схемы.
Компараторы напряжения характеризуются рядом параметров, важнейшими из которых являются чувствительность, быстродействие. Чувствительность, или разрешающая способность - это минимальная разность аналоговых сигналов, которую можно обнаружить компаратором и зафиксировать на выходе как цифровой сигнал, соответствующий переходу из одного логического состояния в другое.
Быстродействие определяется таким параметром как время переключения. Время переключения оценивают с момента подачи входного скачка до момента, когда выходной сигнал превысит пороговый уровень напряжения, соответствующий логическим 1 или 0 в зависимости от того, в каком начальном состоянии находился компаратор.
Рисунок 19 - Цоколевка ИМС К521СА3А
Рисунок 20 - Схема включения ИМС К521СА3А
Таблица 10 - Назначение выводов ИМС К521СА3А
№Назначение1Эммитерный вход2Вход неинвертирующий3Вход инвертирующий4Напряжение питания (-)5Балансировка6Стробирование, балансировка7Коллекторный выход8Напряжение питания (+)
Таблица 11 - Параметры ИМС К521СА3А
ПараметрВеличина81006
Входное устройство, устройство формирования импульсов, устройство управления, ЦАП и устройство сравнения подключаются к схеме индикации. При этом используется элемент К1554ЛИ1 и три логических элемента 3И-НЕ К1554ЛА4.
Рисунок 21 - Цоколевка элемента К1554ЛИ1
Рисунок 22 - Цоколевка ИМС К1554ЛА4
Таблица 12 - Назначение выводов ИМС К1554ЛА4
№Назначение№Назначение1Вход8Вход2Вход9Выход3Вход10Выход4Вход11Вход5Вход12Вход6Выход13Вход7Общий14
Таблица 13 - Таблица истинности ИМС К1554ЛА4
00010010010001101000101011001110
3.7СХЕМА СЧЕТА И ИНДИКАЦИИ
Схема счета и индикации предназначена для подсчета количества импульсов, формируемых временным селектором и вывода подсчитанного числа на светодиодные индикаторы.
Схема счета индикации представляет собой десятичный счетчик с коэффициентом счета равным 1000. Его основой являются 4 четырехразрядные синхронные счетчики типа КР1554ИЕ10, описание которых на страницах 18-19.
Все счетчики принудительно сбрасываются импульсами, вырабатываемыми формирователем импульсов. Для сброса счетчика используются 4 логических элемента 2ИЛИ-НЕ типа К1554ЛЕ1, описание которых ниже.
Рисунок 23 - Цоколевка ИМС К564ЛЕ1
Таблица 14 - Параметры ИМС К564ЛЕ1
№ выв.Назначение№ выв.Назначение1Выход8Вход2Вход9Вход3Вход10Выход4Выход11Вход5Вход12Вход6Вход13Выход7Общий14
Сигналы с выходов счетчиков поступают на преобразователи д