Устройство сбора и хранения информации

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ  И НАУКИ РФ

Марийский государственный  технический университет

 

Каф ПиПЭВС

 

 

 

 

УСТРОЙСТВО СБОРА И  ХРАНЕНИЯ ИНФОРМАЦИИ

КНФУ.ХХХХХХ.001 ПЗ

Пояснительная записка

к курсовой работе по дисциплине

Схемотехника ЭС

 

 

 

 

Выполнил ст. гр. зЭВС-32у

_________      С.Ю.Сударев

Номер зачетки 1090723234

Проверил к.т.н., профессор

_________ Б.Ф.Лаврентьев

 

 

 

 

 

 

Йошкар-Ола

2012

Аннотация

В данной курсовой работе разработаны блок-схема, схема электрическая принципиальная и временная диаграмма работы информационно-измерительной системы, предназначенной для сбора и хранения данных, полученных с датчиков, в удобной цифровой форме. Схема включает блок управления, многоканальное АЦП, буферное запоминающее устройство, блок дополнительной индикации и блок питания.

Пояснительная записка изложена на 24 листах, содержит 6 рисунков, 1 таблицу, 3 приложения на 4 листах, список литературы из 5 наименований.

 

Содержание

Введение

1 Анализ технического задания

1.1 Выбор структурной схемы устройства

1.2 Выбор элементной базы

1.2.1 Многоканальное АЦП

1.2.2 Буферное запоминающее  устройство

1.2.3 Блок управления

1.2.4 Блок дополнительной индикации

1.2.5 Блок питания 

2 Разработка схемы электрической принципиальной устройства

2.1 Разработка многоканального  аналого-цифрового преобразователя

2.2 Разработка буферного  запоминающего устройства

2.3 Разработка блока управления

2.4 Разработка блока дополнительной индикации

2.5 Разработка блока питания 

2.6 Описание работы устройства сбора и хранения информации

Заключение

Перечень сокращений, условных обозначений, символов, единиц и терминов

Список использованной литературы

Приложения

 

 1 Анализ технического  задания

    1. Выбор структурной схемы устройства

Проектируемая информационно-измерительная  система (ИИС) имеет пятнадцать измерительных каналов. Каждый измерительный канал содержит датчик, предназначенный для преобразования измеряемого параметра в напряжение, изменяющееся в пределах от 0 до 100 мВ. Полученное от датчиков напряжение необходимо преобразовать, записать и по запросу ЭВМ выдать информацию для обработки. Измерения должны проводиться с периодичностью в 5 часов. Также должна быть предусмотрена дополнительная индикация текущего времени

Таким образом, общая структурная схема заданного устройства имеет вид, указанный на рисунке 1.


 

 

 

 

 

 

 

Рисунок 1 – Структурная  схема ИИС

 

Исходя из выбранной структурной  схемы, необходимо спроектировать и рассчитать 5 блоков: многоканальный аналого-цифровой преобразователь (МАЦП), буферное запоминающее устройство (БЗУ), блок управления, блок дополнительной индикации и блок питания.

 

 

 

ИИС проектируется на основе уже существующего варианта исполнения подобных устройств [1]. Развернутая структурная схема ИИС представлена на рисунке 2.


Рисунок 2 – Развернутая структурная схема ИИС

Рассмотрим основное назначение блоков.

Многоканальный АЦП предназначен для преобразования аналоговых данных, поступающих с пятнадцати измерительных каналов, в цифровой 7-разрядный код. Аналоговые ключи (мультиплексор) необходимы для последовательной коммутации сигналов, поступающих с датчиков. Операционный усилитель усиливает входные сигналы, поступающие на АЦП. АЦП преобразует сигналы в 7-разрядный цифровой код. Далее формирователь контрольного разряда добавляет контрольный разряд, и данные передаются в БЗУ для записи, хранения и последующей выдачи.

БЗУ предназначено для  записи, хранения и выдачи полученного от многоканального АЦП цифрового кода по запросу, поступающему с ЭВМ. Счетчик адреса необходим для последовательного перебора адресов ячеек памяти, а также для формирования сигнала «Конец цикла измерений».


Блок управления предназначен для формирования сигналов, управляющих работой ИИС. Блок управления каждые пять часов формирует сигнал «Начало цикла», устанавливающий в «0» схему управления ключами многоканального АЦП и счетчик адреса БЗУ. Также в блоке управления формируются сигналы «Запись/чтение», «частота АЦП» и «выдача информации в ЭВМ».

Блок дополнительной индикации  предназначен для индикации текущего времени.

Блок питания предназначен для подачи стабилизированных напряжений на операционные усилители АЦП и интегральные схемы (ИС).

 

    1. Выбор элементной базы

В качестве элементной базы используются микросхемы КМОП логики, т.к. они обладают низким энергопотреблением в статическом режиме и работают в широких диапазонах питающих напряжений. Также эти микросхемы обладают высокой помехоустойчивостью.

1.2.1 Многоканальный АЦП

Многоканальный АЦП содержит аналоговые ключи, прецизионные усилители, формирователь контрольного разряда, схему управления ключами (счетчик каналов).

В качестве аналоговых ключей используем два мультиплексора К561КП2. В качестве прецизионных усилителей выбраны операционные усилители (ОУ) К140УД17, в обратную связь которых ставятся прецизионные резисторы типа С2-29. В соответствии с ТЗ выбран аналого-цифровой преобразователь К1113ПВ1, у которого преобразуемое напряжение лежит в пределах от 0 В до 10 В или от -5 В до +5 В. В качестве формирователя контрольного разряда используем микросхему К561СА1. В схеме управления ключами используем счетчик (К561ИЕ1) и микросхемы логики серии К561.

1.2.2 Буферное запоминающее устройство

В качестве элемента памяти в БЗУ используется ИС КР537РУ17, т.к. она обеспечивает хранение 8192-ух 8-разрядных чисел. Для управления выбором адреса БЗУ используется счетчики К561ИЕ1. Для триггеров используем ИС К561ТМ2. В качестве элементов логики используем ИС серии К561.


1.2.3 Блок управления.

В качестве генератора импульсов выбираем ИС К176ИЕ12 с кварцевым резонатором на 32768 Гц. В качестве делителей используем ИС К176ИЕ12 (для получения разряда «часов») и К561ИЕ1 (для получения fАЦП). Сигналы «Запись/чтение» и «Начало цикла» формируют триггер (ИС К561ТМ2). Для формирования сигнала «запуск АЦП» (fАЦП) используем одновибратор на триггере К561ТМ2. В качестве элементов логики используем ИС серии К561.

1.2.4 Блок дополнительной  индикации

В качестве генератора импульсов  используем ИС К176ИЕ12 с кварцевым  резонатором на 32768 Гц из блока управления. Для перевода текущего времени в семисегментный код используем дешифраторы К176ИЕ3, К176ИЕ4. Для индикации текущего времени используем семисегментные индикаторы АЛС314А.

1.2.5 Блок питания

Исходя из серий микросхем, предполагаемых к применению в схеме ИИС, необходимо обеспечить следующие напряжения: двуполярное напряжение ±15В, +5В, –15В. Для этого используем стабилизаторы напряжения КР142ЕН5А и КР142ЕН6.

 

2 Разработка схемы электрической принципиальной устройства

2.1 Расчет многоканального  АЦП

В соответствии с ТЗ напряжение на выходе первичных преобразователей (Uвх АЦП) изменяется в пределах от 0 до 100 мВ, количество измерительных каналов m=15, время опроса каждого датчика Топр=100 мс.

Подсчитаем коэффициент усиления измерительного тракта К.

Пусть Uвых - максимальное выходное напряжение АЦП, а Uвх - максимальное входное напряжение АЦП. Т.к. Uвых.мах=10В для однополярного сигнала и ±5В для двуполярного сигнала; а Uвх.мах=100мВ=0,1В , тогда

.

.

Примем К12=10.

По характеристикам датчиков примем входное сопротивление усилителя Rвх=10кОм. Тогда R5=10 кОм, R5=R6=10 кОм, R7>>R5 => R7≈100 кОм, R8=К1*R5=10*10=100 кОм.


Для второго каскада усилителя  также примем R9=R10=10 кОм. Тогда R11=K2*R9=10*10=100 кОм. Для возможности подстройки усиления возьмем R11=110 кОм.

Величину резистора на выходе DА4 примем 2кОм (для К140УД17А). В качестве этого резистора выбираем построечный резистор R12 и постоянный резистор R13. Обычно R12=0,1*R13, R13=2кОм, следовательно, R12=200 Ом.

В качестве R12 применяется построечный резистор, который обеспечивает изменение коэффициента усиления К усилительного каскада примерно на ±5%.

Подсчитаем частоту опроса АЦП:

,

где m - количество измерительных каналов;

      Топр -  время опроса каждого канала (период опроса).

Сигнал опроса представляет собой  импульс прямоугольной формы  низкого уровня длительностью Тацп > Тобр к БЗУ, где Тобр к БЗУ- время обращения к БЗУ, рассчитывается после расчета БЗУ.

Для получения контрольного разряда  к выходу АЦП подключается ИС К561СА1(DD18). Дифференцирующая цепочка С4R15 и ИС DD17.1 формируют сигнал «Конец преобразования». Время преобразования для ИС К1113 составляет 30мкс.

Временная диаграмма работы АЦП  представлена на рисунке 3:

Т1 – длительность сигнала запуска  АЦП;

Т2 – длительность сигнала «Конец преобразования»;

Тпреобр.АЦП – время работы АЦП

Рисунок 3 – Временная диаграмма  работы АЦП

 

2.2 Расчет буферного запоминающего  устройства


В соответствии с ТЗ разрядность кода с учетом контрольного разряда n=8 (шина данных), время сбора информации Тсбора=20с.

Тогда при частоте опроса f=150Гц количество ячеек памяти (количество измерений) N=fацп*Тсбора=150*20=3000.

Для работы БЗУ необходимо сформировать адрес А, сигнал выборки , сигнал операции .

Реализовать хранение 3000 8-разрядных  чисел можно с помощью нескольких вариантов. Поэтому важно выбрать  оптимальный по стоимости и количеству микросхем вариант. Рассмотрим 3 варианта реализации:

Название ИС

Структура ИС

Количество используемых ИС

Стоимость

К537РУ3А

4096 х 1

8

120 р.

К537РУ9

2048 х 8

2

80 р.

К537РУ17

8192 х 8

1

65 р.


 

Из таблицы видим, что наиболее оптимальным по стоимости и количеству используемых микросхем является вариант  реализации хранения информации на ИС К537РУ17.

В БЗУ используется совместно две  микросхемы К561ИЕ1 для формирования адреса 3000 ячеек памяти. Счетчик адреса на 3000 чисел включает ИС DD21, DD22, DD20.2. Выход DD23.2 подсоединен к входам R счетчиков и при появлении двоичного кода соответствующего 3000 (101110111000) происходит сброс счетчиков формирования адреса в «0».


Схема управления БЗУ включает в  себя триггеры DD16.2 и DD26 (ИС К561ТМ2) и распределитель импульсов DD24 (К561ИЕ8). Микросхемы DD21, DD22 формируют адрес БЗУ. В исходном состоянии триггер DD16.2 находится в состоянии «0» и счетчик распределитель DD24 установлен в «0». В момент прихода с АЦП сигнала «Конец преобразования» триггер DD16.2 устанавливается в состояние «1» и счетчик DD24 начинает считать тактовые импульсы fти (32 кГц). На выходе формируется последовательность тактовых импульсов (0-9), которая формирует управляющие сигналы: , строб и увеличение адреса БЗУ. Последний импульс последовательности устанавливает триггер DD16.2 в исходное состояние (на входе R DD24 - «1»).

Цикл обращения к БЗУ в  ходе одного измерения составляет максимум 10 периодов частоты fти, то есть время  записи в БЗУ (Тбзу) равно 

Тобр  к БЗУ =10/fти.

Так как мы выбрали кварцевый  резонатор на f=32768 Гц, то для простоты примем fти=32768Гц, тогда Тобр к БЗУ = 10/fти=305 мкс.

Согласно ТЗ время обращения  к БЗУ должно быть не более 100 мкс. Для увеличения быстродействия БЗУ  можно увеличить тактовую частоту  импульсов или уменьшить коэффициент  пересчета счетчика DD23. Уменьшим коэффициент пересчета до 3. Тогда Тобр к БЗУ = 3/fти=92 мкс

Подсчитаем длительность импульса запуска АЦП Тацп:

Тацп > Тпреобр.ацп+ Тобр к БЗУ =30+92= 122 мкс для fти=32768 Гц.

Примем Тацп =4 мс.

Для формирования Тацп используем одновибратор на триггере DD15.1.

Информационные выходы БЗУ и  импульс «Строб» поступают на ЭВМ.

Временная диаграмма работы БЗУ  приведена на рисунке 4.

Рисунок 4 – Временная  диаграмма работы БЗУ

 

2.3 Расчет блока управления


В качестве генератора импульсов использована ИС К561ИЕ12 (DD8), для формирования длительности цикла измерений (5 часов) используются счетчики К176ИЕ12 (DD10) и К176ИЕ1 (DD14); триггер DD15.2 (К561ТМ2) формирует сигналы запись-чтение «W/R» и сигнал запуска одновибратора на тиггере DD15.1. Одновибратор формирует сигнал запуска АЦП. Длительность импульса запуска АЦП определяется по формуле Тацп=0,69*R14*C3. Так как ранее мы приняли, что Тацп=4 мс, тогда: R14*C3=Тацп/0,69=5.8*10-3. Примем С3=1 мкФ, тогда R14=6.2 кОм. Тогда Тацп=0,69*6.2*103*10-6 = 4.3 мс.

Команда «Конец цикла» из БЗУ поступает  на вход R триггера DD15.2 и происходит блокировка сигнала fацп, поступающего с одновибратора на МАЦП. Микросхема DD12 (К176ИЕ1) является делителем частоты для получения fАЦП=150Гц.

Согласно ТЗ выдача информации начинается по запросным сигналам с ЭВМ без задержек. С приходом сигнала «Конец цикла» в триггер DD16.1 записывается лог.1 Триггер DD15.2 устанавливает режим чтения, электронные ключи DD19 закрываются, предотвращая выход из строя микросхемы формирователя контрольного разряда Для начала выдачи информации в ЭВМ необходимо дождаться сигнала «Запрос с ЭВМ» высокого уровня.

Временная диаграмма работы блока  управления представлена на рисунке 5.

Рисунок 5 – Временная диаграмма  работы блока управления

2.4 Разработка блока дополнительной  индикации

Согласно ТЗ в информационно-измерительной  системе должна быть предусмотрена  индикация текущего времени. Для  этого используются счетчики К176ИЕ3, К176ИЕ4 и К176ИЕ1. Для индикации используются семисегментные индикаторы АЛС314А.

Микросхемы К176ИЕ4 являются делителями на 10 и 4, а также преобразователями  информации в семисегментный код. Они  используются для индикации единиц минут (DD9) и единиц часов(DD1). Микросхемы К176ИЕ3 являются делителями на 6 и 2, а также преобразователями информации в семисегментный код. Они используются для индикации десятков минут(DD4) и десятков часов (DD5).

Выход делителя на 10 микросхемы DD9 подключается к счетному входу микросхемы DD4, т.е. каждые 10 минут состояние счетчика DD4 увеличивается на 1. Выход делителя на 6 микросхемы DD4 подключается к счетному входу микросхемы DD1, т.е. каждые 60 минут (1 час) состояние счетчика DD1 увеличивается на 1. Выход делителя на 10 микросхемы DD1 подключается к счетному входу микросхемы DD5, т.е. каждые 10 часов состояние счетчика DD5 увеличивается на 1. Выход делителя на 4 микросхемы DD1 подключается к счетному входу микросхемы DD3 и по истечении 24 часов происходит сброс четчиков часов.

 

2.5 Разработка блока питания

Для питания операционного усилителя  К140УД17 необходимо двухполярное питающее напряжение ±15В. Для питания К1113ПВ1 необходимо питание +5В и –15В, для  микросхемы К537РУ3А необходимо +5В, для микросхем 561 серии необходимо +15В, для остальных – +5В.


Рассчитаем потребляемый ток для  каждого напряжения и определим  параметры стабилизаторов. Выберем  схемы стабилизаторов и сформулируем требования к силовому трансформатору. Для этого сведем данные по потребляемому току всех микросхем по питающим напряжениям в таблицу1 [2,3].

Таблица 1 Потребляемые токи микросхем, используемых в работе

Наименование микросхемы и количество

Потребляемый ток

Питание +5В

Питание +15 В

Питание –15 В

К1113ПВ1-1 шт.

10000 мкА

 

20000 мкА

К561КП2- 2 шт.

 

2*100 мкА

 

К561СА1-1 шт.

 

100 мкА

 

К140УД17А-2 шт.

 

2*4000 мкА

2*4000 мкА

КР537РУ17-1 шт.

4000 мкА

   

К176ИЕ1-6 шт.

6*200 мкА

   

К176ИЕ12-2 шт.

2*25 мкА

   

К561ТМ2- 3 шт.

 

3*20 мкА

 

К561ЛА7-4 шт.

 

4*5 мкА

 

К561ЛА9-1 шт.

 

5 мкА

 

К176ЛИ1-1 шт.

5 мкА

   

К176КТ1-1 шт.

5 мкА

   

К561ИЕ8-1 шт.

 

20 мкА

 

К176ИЕ3-2 шт.

2*250 мкА

   

К176ИЕ-2 шт.

2*250 мкА

   

АЛС314А-4 шт

4*10000 мкА

   
       

Суммарные токи

56260 мкА

8405 мкА

28000 мкА



Подсчитанные суммарные токи необходимо увеличить в (1,5...2)*Z раз, где Z – количество модулей в ИИС. Согласно ТЗ ИИС имеет 20 однотипных модулей. Следовательно, суммарные токи надо умножить на 1,5*20:

+5 В : 1687800 мкА = 1,69 А

+15 В : 252150 мкА = 0,25 А

-15 В : 840000 мкА = 0,84 А

Для обеспечения стабилизированных  питающих напряжений используем стабилизаторы напряжения на ИС: для +5В – ИС КР142ЕН5А, для ±15В – ИС КР142ЕН8Е. Для применения выбранных стабилизаторов необходимо выполнение требования Iпотр<Iмах.

Из справочных данных для микросхемы КР142ЕН5А имеем [4]:

Uвх.max=15 В, Uвых=5±0,1 В, Iмах=2 А.

Исходя из справочных данных и таблицы 1 удостоверяемся, что Iпотр<Iмах (1,69 А < 2 А). Следовательно, микросхема КР142ЕН5А удовлетворяет требованию.


Из справочных данных для микросхемы 142ЕН8Е имеем [4]:

Uвх.max=30 В, Uвых=15±0,6 В, Iмах=1 А.

Исходя из справочных данных и таблицы 1 удостоверяемся, что Iпотр<Iмах (0,25 А < 1 А, 0,84 А < 1 А). Следовательно, микросхема 142ЕН8Е удовлетворяет требованию.

Номиналы конденсаторов выбираются из условия:

 мкФ 

С5 - С10 > 3380 мкФ

Из ряда Е24 выбираем значение 3600 мкФ

В качестве диодного моста в применяем диодный мост КЦ410 (3 А).

Рассчитаем напряжение на вторичных  обмотках трансформаторов по формуле:

где - значение напряжения на выходе стабилизатора,

- остаточное  напряжение на микросхеме, равное 3-5 В,

- падение напряжения  на диодном мосту, равное 2 В.

Для +5 В: В

Для ±15 В: В

2.5 Принцип работы устройства.

Импульсы частотой 1 Гц (периодом 1с), генерируемые микросхемой DD8 (К176ИЕ12), подаются на вход делителя на 60, выход которого соединен с входом еще одного делителя на 60 DD10. На выходе DD10 имеем импульсы с периодом 1 час. С помощью счетчика DD14 формируем импульсы с длительностью 5 часов. Каждые 5 часов с микросхемы DD11.4 поступает «1», которая сбрасывает счетчики адреса в БЗУ (DD21 и DD22) и МАЦП (DD2), устанавливает на триггере DD15.2 «1», который, в свою очередь, формирует сигнал записи для микросхемы DD24 (лог «0») и посылает на информационный вход триггера DD15.1 лог «1».

После сброса счетчика DD2 через мультиплексор DA1 и ОУ DA3, DA4 на вход АЦП DA5 поступают данные с первого датчика, усиленные в 100 раз. Преобразование величины начинается с приходом импульса fацп низкого уровня с одновибратора на триггере DD15.1. В течении 30 мкс аналоговая величина преобразуются в 7-разрядный код и подается на шину данных. Микросхема DD18 формирует контрольный разряд и подает его на шину данных через ключ DD19. Необходимость ключа вызвана особенностями микросхемы памяти DD25, которая имеет совмещенные информационные входы и выходы. Ключ замыкается в режиме записи в БЗУ и размыкается в режиме чтения из БЗУ.


После преобразования АЦП DA5 формирует сигнал «Конец преобразования», который поступает через ряд инверторов на триггер DD16.2. В исходном состоянии триггер DD16.2 находится в состоянии «0», на входе R DD24 будет «1» и счетчик распределитель DD24 установлен в «0». В момент прихода с АЦП сигнала «Конец преобразования» триггер DD16.2 устанавливается в состояние «1» и счетчик DD24 начинает считать тактовые импульсы fти с частотой 32768 Гц, поступающих с генератора DD8. На выходе DD24 формируется последовательность тактовых импульсов (0-9), которая формирует управляющие сигналы:, строб, увеличение адреса БЗУ. Третий импульс последовательности устанавливает триггер DD16.2 в исходное состояние (на входе R DD23 - «1»).

Рассмотрим процесс записи кода в БЗУ поподробнее.


С приходом 1 тактового импульса триггер DD26 устанавливается в «1», на инверсном выходе «0», который поступает на инверсный вход CS микросхемы DD25, и разрешает ее использование. Микросхема начинает запись параллельного 8-разрядного кода в ячейку с адресом 0000000000. С приходом 2 тактового импульса триггер DD26 устанавливается в «0», на инверсном выходе «1», которая поступает на инверсный вход CS микросхемы DD25, и запрещает ее использование. Таким образом, запись в БЗУ происходит между 1 и 2 тактовыми импульсами. 3 тактовый импульс увеличивает адрес на 1 (посылается на счетный вход счетчиков DD2, DD21 и DD2) и устанавливает триггер DD16.2 в исходное состояние.

С приходом счетного импульса на DD2 через мультиплексор DA1 и ОУ DA3, DA4 на вход АЦП DA5 поступают данные со второго датчика, которые после преобразования будут записываться в ячейку с адресом 0000000001 т.д.

Таким образом, по окончании цикла  измерений в БЗУ будет сохранено  по 200 значений с каждого датчика.

После заполнения БЗУ (заполнение БЗУ  определяется с помощью счетчиков  адреса DD21, DD22) в блок управления на триггер DD15.2 посылается сигнал «Конец цикла измерений», который устанавливает триггер DD15.2 в «0». Триггер DD15.2 формирует сигнал чтение для микросхемы DD24 и устанавливает в «0» триггер DD15.1, блокируя тем самым сигнал fацп.

Выдача информации начинается по запросным  сигналам ЭВМ без задержек. Сигнал «Конец цикла измерений» устанавливает  «1» в триггере DD16.1. Выдача начнется когда на входы DD17.2 подадут «1» (с триггера DD16.1 и с разъема Х2 сигнал «Запрос с ЭВМ»)

Механизм выдачи информации из БЗУ  аналогичен механизму записи. Отличия  состоят в том, что изменение состояния триггера DD16.2 вызывается сигналом «Запрос С ЭВМ» и длительность выдачи информации зависит от частоты сигнала «Запрос с ЭВМ».

После выдачи информации устройство переходит в ждущий режим до следующего сигнала «Начало цикла».

Дополнительно в ИИС предусмотрена  индикация текущего времени. Тактовые импульсы берутся с выхода делителя на 60 микросхемы DD9. Микросхемы DD9, DD1 являются делителями на 10 и 4, а также преобразователями информации в семисегментный код. Они используются для индикации единиц минут (DD9) и единиц часов(DD1). Микросхемы DD4, DD5 являются делителями на 6 и 2, а также преобразователями информации в семисегментный код. Они используются для индикации десятков минут(DD4) и десятков часов (DD5).

Выход делителя на 10 микросхемы DD9 подключается к счетному входу микросхемы DD4, т.е. каждые 10 минут состояние счетчика DD4 увеличивается на 1. Выход делителя на 6 микросхемы DD4 подключается к счетному входу микросхемы DD1, т.е. каждые 60 минут (1 час) состояние счетчика DD1 увеличивается на 1. Выход делителя на 10 микросхемы DD1 подключается к счетному входу микросхемы DD5, т.е. каждые 10 часов состояние счетчика DD5 увеличивается на 1. Выход делителя на 4 микросхемы DD1 подключается к счетному входу микросхемы DD3 и по истечении 24 часов происходит сброс четчиков часов.

Временная диаграмма работы устройства представлена на рисунке 6.


 

 

 

 

 

 

Тсбора – время сбора информации;

ТЭВМ – продолжительность выдачи информации в ЭВМ;

Тцикл измерения – продолжительность  одного цикла измерений;

Тожид.запроса с эвм  –  время  ожидания запроса с ЭВМ;

Тожидания – время нахождения схемы  в режиме ожидания до следующего цикла  измерения.

Рисунок 6 – Временная диаграмма  работы ИИС

 

Перечень сокращений, условных обозначений, символов, единиц и терминов

АЦП – аналого-цифровой преобразователь;

БЗУ – буферное запоминающее устройство;

ИИС – информационно-измерительная  система;

ИС – интегральная схема;

КР – контрольный разряд;

МАЦП – многоканальный АЦП;

ОУ – операционный усилитель;

ТЗ – техническое задание;

ЭВМ–электронно-вычислительная машина.

 

Заключение

В ходе курсовой работы была спроектирована структурная схема устройства для сбора и хранения информации. По структурной схеме была разработана схема электрическая принципиальная. Произведен расчет и выбор элементной базы. Таким образом, спроектировано устройство для сбора и хранения информации со следующими техническими параметрами:

  • количество измерительных каналов -15;
  • напряжение на выходах первичных преобразователей – 0...100 мВ;
  • период опроса каждого измерительного канала – 100 мс;
  • время сбора информации – 20с;
  • разрядность с контрольным разрядом – 8;
  • включение ИИС каждые 5 часов;
  • время обращения к БЗУ не более 100 мкс;
  • выдача информации по запросным сигналам с ЭВМ;
  • количество однотипных модулей – 20;
  • дополнительная индикация текущего времени
  • питание: ~220 В, 50 Гц.

 

Список использованной литературы:

  1. Схемотехника электронных средств: Методические указания к выполнению курсовой работы для студ./Б.Ф. Лавреньтев: МарГТУ, Йошкар-Ола -24 с.
  2. Нефедов, А.В. Интегральные микросхемы и их зарубежные аналоги: Справочник. Т.5. / А.В. Нефедов. –М.: КУбК-а, 1997. –608 с.
  3. Шило В.Л. Популярные цифровые микросхемы: справочник/ В.Л. Шило. – М.: Радио и связь, 1987. – 352 с.
  4. Интегральные микросхемы: Микросхемы для линейных источников питания и их применение: справочник. – 2-е изд. М.: ДОДЭКА, 1998 – 400с.
  5. Баюков, А.В. Полупроводниковые приборы: диоды, тиристоры, оптоэлектронные приборы: справочник / А.В. Баюков, А.Б. Гитцевич, А.А. Зайцев и др. – М.: Энергоиздат, 1982.