Разработка цифрового тахометра, измеряющего в диапазоне от 1200 до 6000 об/мин с погрешностью 0.2 %
Курсовой проект - Компьютеры, программирование
Другие курсовые по предмету Компьютеры, программирование
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.
.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 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 подключе