Микропроцессорная системы отображения информации
в позиционный код символа для DD-15| Символ | Код КОИ-7 | Адрес ЗГ | код ЗГ | ||
| HEX | BIN | A7 A6 A5 A4 A3 A2 A1 A0 | D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 | HEX | |
| 1 | 31 | 00110001 | 0 0 1 1 0 0 0 1 | 00000000 | 00 |
| 2 | 32 | 00110010 | 0 0 1 1 0 0 1 0 | 00000100 | 4 |
| 3 | 33 | 00110011 | 0 0 1 1 0 0 1 1 | 00010100 | 14 |
| 4 | 34 | 00110100 | 0 0 1 1 0 1 0 0 | 00001001 | 9 |
| 5 | 35 | 00110101 | 0 0 1 1 0 1 0 1 | 00010001 | 11 |
| 6 | 36 | 00110110 | 0 0 1 1 0 1 1 0 | 00010000 | 10 |
| 7 | 37 | 00110111 | 0 0 1 1 0 1 1 1 | 00000100 | 4 |
| 8 | 38 | 00111000 | 0 0 1 1 1 0 0 0 | 00010011 | 13 |
| 9 | 39 | 00111001 | 0 0 1 1 1 0 0 1 | 00001001 | 9 |
| 0 | 30 | 00110000 | 0 0 1 1 0 0 0 0 | 00000000 | 00 |
|
|
20 | 00100000 | 0 0 1 0 0 0 0 0 | 00000000 | 00 |
| / | 2F | 00101111 | 0 0 1 0 1 1 1 1 | 00000010 | 2 |
| Ц | 63 | 01100011 | 0 1 1 0 0 0 1 1 | 00000000 | 00 |
| У | 75 | 01110101 | 0 1 1 1 0 1 0 1 | 00001001 | 09 |
| К | 6B | 01101011 | 0 1 1 0 1 0 1 1 | 00010100 | 14 |
| Е | 65 | 01100101 | 0 1 1 0 0 1 0 1 | 00001000 | 08 |
| ВК | 78 | 01111000 | 0 1 1 1 1 0 0 0 | 00000000 | 00 |
| Н | 6E | 01101110 | 0 1 1 0 1 1 1 0 | 00001000 | 08 |
| Г | 67 | 01100111 | 0 1 1 0 0 1 1 1 | 00000000 | 00 |
| Ш | 7B | 01111011 | 0 1 1 1 1 0 1 1 | 00000010 | 02 |
| Щ | 7D | 01111101 | 0 1 1 1 1 1 0 1 | 00000010 | 02 |
| З | 7A | 01111010 | 0 1 1 1 1 0 1 0 | 00001000 | 08 |
| Х | 68 | 11101000 | 1 1 1 0 1 0 0 0 | 00010101 | 15 |
| Ъ | 5F | 01011111 | 0 1 0 1 1 1 1 1 | 00010000 | 10 |
| Я | 09 | 00001001 | 0 0 0 0 1 0 0 1 | 00011100 | 1С |
| Ф | 66 | 01100110 | 0 1 1 0 0 1 1 0 | 00000111 | 7 |
| Ы | 79 | 01111001 | 0 1 1 1 1 0 0 1 | 00010000 | 10 |
| В | 77 | 01110111 | 0 1 1 1 0 1 1 1 | 00000100 | 04 |
| А | 61 | 01100001 | 0 1 1 0 0 0 0 1 | 00001100 | 0С |
| П | 70 | 01110000 | 0 1 1 1 0 0 0 0 | 00000000 | 00 |
| Р | 72 | 01110010 | 0 1 1 1 0 0 1 0 | 00000100 | 04 |
| О | 6F | 01101111 | 0 1 1 0 1 1 1 1 | 00000000 | 00 |
| а | 41 | 01000001 | 0 1 0 0 0 0 0 1 | 00000001 | 01 |
| Я | 71 | 01110001 | 0 1 1 1 0 0 0 1 | 00001001 | 09 |
| Ч | 7E | 01111110 | 0 1 1 1 1 1 1 0 | 00001001 | 09 |
| С | 73 | 01110011 | 0 1 1 1 0 0 1 1 | 00000000 | 00 |
| М | 6D | 01101101 | 0 1 1 0 1 1 0 1 | 00000101 | 05 |
| И | 69 | 01101001 | 0 1 1 0 1 0 0 1 | 00000100 | 04 |
| Т | 74 | 01110100 | 0 1 1 1 0 1 0 0 | 00000010 | 02 |
| Ь | 78 | 01111000 | 0 1 1 1 1 0 0 0 | 00010000 | 10 |
| SP | 20 | 00100000 | 0 0 1 0 0 0 0 0 | 00000000 | 00 |
| Л | 6C | 01101100 | 0 1 1 0 1 1 0 0 | 00000100 | 04 |
| Д | 64 | 01100100 | 0 1 1 0 0 1 0 0 | 00000100 | 04 |
| Ж | 76 | 01110110 | 0 1 1 1 0 1 1 0 | 00010111 | 07 |
| Э | 7C | 01111100 | 0 1 1 1 1 1 0 0 | 00001000 | 10 |
| Б | 62 | 01100010 | 0 1 1 0 0 0 1 0 | 001010000 | 10 |
| Ю | 60 | 01100000 | 0 1 1 0 0 0 0 0 | 00011100 | 1С |
Код символа в форме для непосредственного вывода на индикатор занимает 1 адрес.
Рассчитаем
обьем ЗГ. Количество
используемых
символов равно
17, т. е.
.
Один символ
кодируется
1 байтом:
.
Тогда обьем
ЗГ определится
по формуле:
байт.
Рассчитаем блок индикации. Сигналы с выходов сканирования (S0-S3), которые являются выходами встроенного в микросхему счетчика, подадим на дешифратор, который будет осуществлять выборку индикаторов. Для дешифратора используем микросхему К155ИД3.
Микросхема К155ИД3 представляет собой высокоскоростной дешифратор – демультиплексор, преобразующий четырехразрядный двоичный код, поступающий на входы в сигнал логического нуля, появляющийся на одном из выходов. Дешифратор имеет элемент разрешения и переходит в активное состояние только тогда, когда на входах Е1 и Е2 присутствует сигнал уровня логического нуля (таблица 8). На вход Е1 подадим сигнал гашения BD с ПККИ. Это делается для того, чтобы в момент смены данных на индикаторе, он был выключен, иначе индикатор будет гореть постоянно, что затруднит читабельность выводимой информации.
К выходам дешифратора подключим инверторы, которые переводят выходной уровень сигналов с отрицательной логики в положительную. Для инверторов возьмем микросхему К555ЛН1, содержащую в себе шесть элементов "НЕ".
Далее сигналы выборки анодов подключим к блоку согласования выходных уровней микросхем с входными уровнями индикатора.
Таблица 8 - Таблица истинности дешифратора К155ИД3
| E1 | E2 | DI0 | DI1 | DI2 | DI3 | DO0 | DO1 | DO2 | DO3 | DO4 | DO5 | DO6 | DO7 | DO8 | DO9 | DO10 | DO11 | DO12 | DO13 | DO14 | DO15 |
| 1 | X | X | X | X | X | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 |
| X | 1 | X | X | X | X | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 |
| 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 |
| 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 1 | 1 | 0 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 |
| 0 | 0 | 0 | 0 | 1 | 0 | 1 | 1 | 0 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 |
| 0 | 0 | 0 | 0 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 0 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 |
| 0 | 0 | 0 | 1 | 0 | 0 | 1 | 1 | 1 | 1 | 0 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 |
| 0 | 0 | 0 | 1 | 0 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 0 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 |
| 0 | 0 | 0 | 1 | 1 | 0 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 0 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 |
| 0 | 0 | 0 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 0 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 |
| 0 | 0 | 1 | 0 | 0 | 0 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 0 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 |
| 0 | 0 | 1 | 0 | 0 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 0 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 |
| 0 | 0 | 1 | 0 | 1 | 0 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 0 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 |
| 0 | 0 | 1 | 0 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 0 | 1 | 1 | 1 | 1 |
| 0 | 0 | 1 | 1 | 0 | 0 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 0 | 1 | 1 | 1 |
| 0 | 0 | 1 | 1 | 0 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 0 | 1 | 1 |
| 0 | 0 | 1 | 1 | 1 | 0 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 0 | 1 |
| 0 | 0 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 0 |
Рассчитаем БС2 на примере ключа Кл15 (рисунок 11) .
Рисунок 10 – Принципиальная схема ключей анодов сканирования.
Если с дешифратора подается напряжение высокого уровня, то транзистор оказывается запертым и на анод подается напряжение, близкое к 200 В и возникает разряд. Если же с дешифратора подается напряжение низкого уровня, то транзистор оказывается открыт, на анод подается напряжение, близкое к 0 В и разряд не возникает.
Выберем транзистор КТ809А, который предназначен для работы в выходных каскадах строчной развертки, в мощных импульсных усилителях и имеет следующие параметры:
- постоянный
ток коллектора,
,
A 3
- постоянный
ток базы,
,
А 1,5
- импульсный
ток коллектора,
,
А 5
- постоянное
напряжение
эмиттер – база,
,
В 4
- постоянное
напряжение
коллектор –
эмиттер,
,
В 400
- напряжение
насыщения
коллектор –
эмиттер,
,
В 0,6
- напряжение
насыщения база
– эмиттер,
,
В 1,3
- постоянная
рассеиваемая
мощность коллектора,
,
Вт 40
- статический
коэффициент
передачи тока
в схеме с ОЭ,
30
Примем, что ток базы транзистора равен 0,1 мА. Тогда ток коллектора определим по формуле:
,
мА.
Когда транзистор открыт, то ток коллектора равен:
,
Тогда:
.
Поскольку
ток по системе
индикации не
более 2,5 мА, примем
мА тогда:
мА.
Сопротивление R42 определится по формуле:
,
Ом.
Выберем
стандартное
значение
кОм.
Мощность рассеяния сопротивления R42 определим по формуле ( 4 ) :
Вт.
Рассчитаем сопротивление резистора базы R41, учитывая, что через него протекает ток базы только одного транзистора, потому что ключи работают попеременно. Сопротивление можно подсчитать по формуле:
,
Ом.
Выберем
стандартное
значение
кОм.
Мощность рассеяния сопротивления R41 определим по формуле ( 4 ) :
мВт.
Поскольку в каждый момент времени открыт только один транзистор, то ток потребления будет равен :
,
мА.
Произведем расчет БС1 на примере ключа Кл1 (рисунок 12).
Рисунок 12 – Принципиальная схема ключа катода индикации
Схема работает следующим образом. Если знакогенератор в данном такте выдает информацию, то на его выходе устанавливается высокий уровень напряжения, которое подается на базу транзистора VT1. Тогда транзистор VT1 открывается, и делитель напряжения R7–R8 устанавливает на эмитттере VT2 напряжение 30 В и возникает разряд. Если знакогенератор не выдает информацию, то на его выходе появится напряжение низкого уровня и транзистор VT1 закроется. Тогда на эмиттере VT2 появится напряжение 195 В и разряд не возникает.
Выберем для ключей транзисторы КТ809А.
Рассмотрим случай, когда на эмиттере VT2 будет напряжение 195 В, т. е. транзистор VT1 закрыт.
Учитывая,
что ток по системе
индикации
составляет
мА и
,
получим:
,
т. е.:
мА.
Тогда ток базы транзистора VT2 будет равен:
,
мкА.
Примем ток
через резистор
R9 равным
Тогда:
мкА.
Ток через резистор R7 равен:
.
мкА.
Определим потенциал базы транзистора:
.
Для того чтобы
обеспечить
ток базы транзистора
мкА, необходимо
приложить
напряжение
В.
Тогда:
В.
Тогда R7 определим по формуле:
,
Ом.
Выберем
стандартное
значение
кОм.
Мощность рассеяния сопротивления R7 определим по формуле ( 4 ) :
мкВт.
Сопротивление R9 можно рассчитать по формуле:
,
Ом.
Выберем
стандартное
значение
кОм.
Мощность рассеяния сопротивления R9 определим по формуле ( 4 ) :
мкВт.
Сопротивление коллектора R10 рассчитаем по формуле:
,
Ом.
Выберем
стандартное
значение
кОм.
Мощность рассеяния сопротивления R10 определим по формуле ( 4 ) :
мВт.
Теперь рассмотрим случай, когда на эмиттере VT2 будет напряжение 30 В, т. е. транзистор VT1 открыт.
Тогда на базе транзистора VT2 будет напряжение:
В.
Ток через резистор R7 определим по формуле:
,
мА.
Ток коллектора транзистора VT1 равен:
,
мА.
Сопротивление R8 будет равно:
,
Ом.
Выберем
стандартное
значение
кОм.
Мощность рассеяния сопротивления R8 определим по формуле ( 4 ) :
мВт.
Ток базы транзистора будет равен:
,
мкА.
Для того,
чтобы обеспечить
ток базы транзистора
мкА, необходимо
приложить
напряжение
В.
Поскольку
выходное напряжение
высокого уровня
с логического
элемента равно
В, то для согласования
уровней требуется
сопротивление
R6:
,
Ом.
Выберем
стандартное
значение
кОм.
Мощность рассеяния сопротивления R6 определим по формуле ( 4 ) :
мкВт.
Информационные выходы ПЗУ подключим к блоку согласования уровней, а блок согласования к катодам индикаторов. Индикаторы подключим следующим образом: все катоды однотипных сегментов соединим параллельно и подключим к ПЗУ знакогенератора через блок согласования БС1, аноды подключим к дешифратору и блоку согласования БС2.
Рассчитаем частоту отображения информации. Поскольку для сканирования индикаторов используется дешифратор К155ИД3, который производит поочередную активацию всех своих 16 выходов, то частота сканирования составит:
,
где KДШ – количество выходов дешифратора; KДШ=16.
Гц.
Полученная частота выше частоты критического мелькания, равного 50 Гц, поэтому формируемое изображение будет восприниматься как непрерывно светящееся.
Рассчитаем максимальный ток потребления одного индикатора и всей панели в целом.
Максимальный ток потребления индикатора будет в режиме, когда подключены все сегменты,
Ток через индикатор будет равен сумме токов всех семи сегментов:
,
А.
Максимальный ток потребления всей панели будет в режиме, когда все индикаторы одновременно отображают цифру "8":
,
где Nинд – количество индикаторов в панели, Nинд=14.
Тогда:
А,
Произведем выбор разьемов. Выберем разьемы типа РП – 15. Это комбинированный соединитель для обьемного монтажа для работы в электрических цепях постоянного, переменного и импульсного токов с частотой до 3 МГц и в радиочастотных электрических цепях с частотой до 10 ГГц. Он имеет следующие характеристики:
- вид контактов гнездо
- рабочее напряжение, 0,001 – 400
- ток на контакт, А 10-6 – 5
- сопротивление электрического контакта, Ом 0,004
- сопротивление изоляции, МОм 5000
- гарантийная наработка при числе сочленений 500, ч 10000
Для помехоустойчивости системы низкочастотные помехи по цепи питания необходимо блокировать конденсатором суммарной емкостью из расчета 0,1 мкФ на каждую микросхему, включенным между шинами питания и общим проводом, непосредственно в начале шин питания. Всего в системе 14 микросхем, поэтому низкочастотные помехи по цепи питания необходимо блокировать конденсатором емкостью более 1,4 мкФ. Высокочастотные помехи необходимо блокировать конденсатором емкостью 0,015 – 0,022 мкФ, включенным между шинами питания и общим проводом.
Заключение
Результатом курсового проекта стало спроектированное устройство (система отображение информации с программным управлением на базе микропроцессора КР580ВМ80). Использование МП-техники не только унифицирует электронные устройства отображения информации и уменьшает число компонентов на плате, но сокращает срок разработки и расширяет функции, выполняемые устройством, вплоть до создания "интеллектуальных" дисплеев, способных обрабатывать тексты, т.е. осуществлять техническое редактирование, сдвиг по горизонтали или вертикали, подчеркивание слов или фраз, раздвижку и т.п.
Был произведен расчет всех элементов и блоков системы, которые в свою очередь были спроектированы и описаны в настоящей пояснительной записке.
После проектирования произведен детальный анализ работы ПККИ в результате которого были выявлены индивидуальные особенности функционирования, на базе которых и основывается программное обеспечение микропроцессорной системы, алгоритм которого приводится в пояснительной записке.
Курсовой проект же в свою очередь стал результатом того, что как специалисты мы получили обширные навыки в проектировании систем отображения, после которого без особого труда встретив любую СОИ (на любом индикаторе) мы можем представить (примерно) схему системы и основные принципы ее функционирования.
Список использованных источников
1. А.Г. Алексеенко. Проектирование радио-электронной аппаратуры на
микропроцессорах. - 2 изд., перер. и доп -Л.: Энергоатомиэдат 1984, 272 с.
2. В.Л.Шило. Популярные цифровые микросхемы: Справочник, М- 1989,352с
3. Микропроцессоры и микропроцессорные комплекты интегральных
микросхем: Справочник/В.-В. Б. Абрайтис, Н.Н. Аверьянов, А. И. Велоус и др.; Под ред. В.А. Шахнова. - М.: Радио и связь 1988. - Т. 1-2
Резисторы, конденсаторы коммутационные изделия: Справочник/ Галкин А.
С, Прохоренко Б.Г - Л. .:Энергоатомиэдат 1989, - 286 с.
А.В. Нефедов. Интегральные микросхемы и их зарубежные аналоги:
Справочник Т.5, Т.З, Т.2,-Москва 1997.- 608с.
Приложение
| Обозн. | Наименование | К-во | Примечание |
| Конденсаторы | |||
| C1 | К 10 - 17 25В - 0,82 пкФ +5% | 1 | |
| C2-C4 | К 10 - 17 25В - 0,022 мкФ +5% | 3 | |
| C5 | К 10 - 17 25В - 1,5 мкФ +5% | 1 | |
| Резисторы | |||
| R1-R5 | МЛТ – 0,125 – 1К +5% | 5 | |
| R6,R11,R16,R21,R26,R31,R36,R41,R46,R51,R56,R61,R66,R71 | МЛТ – 0,125 – 43К +5% | 14 | |
| R7,R12,R17,R22,R27,R32,R37,R42,R47,R52,R57,R62,R67,R72 | МЛТ – 0,25 – 120К +5% | 14 | |
| R8,R13,R18,R23,R28,R33,R38,R43,R48,R53,R58,R63,R68,R73 | МЛТ – 0,125 – 22К +5% | 14 | |
| R9,R14,R19,R24,R29,R34,R39,R44,R49,R54,R59,R64,R69,R74 | МЛТ – 0,125 – 220К +5% | 14 | |
| R10,R15,R20,R25,R30,R35,R40,R45,R50,R55,R60,R65,R70,R75 | МЛТ – 0,125 – 4,7К +5% | 14 | |
| R76-R90 | МЛТ – 0,5 – 100К +5% | 14 | |
| R91 | МЛТ – 0,125 – 36К +5% | 1 |
| Диоды | ||
| VD1 | 2Д509А | 1 |
| Транзисторы | ||
| VT1-VT42 | КТ809А | 42 |
| Микросхемы | ||
| DD1 | КР580ГФ24 | 1 |
| DD2 | КР580ВМ80А | 1 |
| DD3 | КР580ВК28 | 1 |
| DD4, DD5 | КР580ВА86 | 2 |
| DD6, DD14, DD15 | К573РФ2 | 3 |
| DD7 | К537РУ8А | 1 |
| DD8 | КР580ВВ79 | 1 |
| DD9 | К555ИД7 | 1 |
| DD10 | К155ИД3 | 1 |
| DD11 | К555ЛН1 | 1 |
| DD12 | К555ЛИ3 | 1 |
| DD13 | К155ЛА4 | 1 |
| Кварцевый резонатор | ||
| ZQ | РВ-11 | 1 |
| Кнопки | ||
| SB1--SB48 | КН-1 | 48 |
| Индикатор | ||
| HG1-HG14 | ИН-23 | 14 |