ТЗ БЖД

Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет «ЛЭТИ»

Кафедра БЖД

Техническое задание.

«Цифровой частотомер»

Выполнили:

Группа:

Преподаватель: Иванов А.Н.

Санкт-Петербург

201

1. Оценка элементной базы

Модуль индикации содержит пять цифровых индикатора типа ИВ-6 красного цвета свечения в пластмассовом корпусе.

Микросхемы серий К176 изготавливаются по технологии комплементальных транзисторов структуры металл – окисел – полупроводник (КМОП). Основной особенностью микросхемы является ничтожное потребление тока в статическом режиме – 0,1…100мкА. Микросхемы выпускаются в пластмассовых корпусах 201.14 – 1 и 238.16 – 1. Микросхемы серии К176 работоспособны при напряжении питания от 5 до 12 В.

К176ИЕ12 – микросхема предназначена для электронных часов, входит генератор, рассчитанный на совместную работу с внешним кварцевым резонатором ZQ1 на частоту 32768 Гц. Делители частоты микросхемы делят частоту генератора до 1 Гц. Эта частота, формируемая на выходе, является образцовой.

К176ЛЕ5 – содержит четыре логических элемента 2ИЛИ-НЕ

К176ТМ1 – представляет собой два D-триггера. Один из элементов 2ИЛИ-НЕ выполняет функцию электронного ключа, а три других и оба D-триггера работают в устройстве управления.

К176ИЕ4 – каждая микросхема содержит декадный счетчик импульсов, то есть счетчик до 10, и преобразователь (дешифратор) ее логического состояния в сигналы управления семи сегментным индикатором.

Модуль измерения частоты содержит следующие элементы:

МЛТ– 0,125 – постоянные резисторы, металлизированные лакированные теплостойкие постоянного сопротивления, которые характеризуются постоянной стабильностью параметров, слабой зависимостью сопротивления от частоты и рабочего напряжения, высокой надежностью.

Переменный резистор серии СП – 1. Это композиционный переменный резистор характеризуется очень высокой надежностью, высокой стабильностью параметров, пониженным уровнем собственных шумов. Характер изменения сопротивления – линейный.

Транзистор КТ 315Б и КТ 361Г– представляют собой кристалл полупроводника, состоящий из трех слоев с чередующейся проводимостью и снабженный тремя выводами для под­ключения к внешней цепи. Обладают высоким коэффициентом усиления, широко распространенные, дешевые.

СП5-3В – подстроечный резистор

КЛС– 1 конденсатор литой секционный неморозостойкий.

КТ4-23 – подстроечный конденсатор, 8…30 мкФ.

К50-6 – оксидные конденсаторы, алюминиевый оксидно-электролитический.

К53-7 – неполярные конденсаторы, 1,5 мкФ.

КТ-1, КМ – керамический конденсатор. Широко применяются в KB и УКВ контурах и используются в качестве блокировочных, переходных и других. Они характеризуются высокими электрическими показателями и ма­лыми размерами. Конденсаторы с небольшим положительным ТКЕ называ­ются гермостабильными и используются в контурах генераторов и гетеро­динов высокой стабильности. Конденсаторы с отрицательным ТКЕ - термокомпенсирующие и применяются для термокомпенсации изменений резо­нансной частоты колебательных контуров.

VD1 – диод марки КД503А, защищает транзистор VT1 формирователя от перепадов входного напряжения положительной полярности.

АЛ310А – диоды светоизлучающие, с рассеянным излучением, эпитаксиальные, изготавливаются на основе соединений галлий-аллюминий- мышьяк. Выпускаются в корпусе из металла с диффузно рассеивающим композитом. Маркируются цветными точками на корпусе АЛ310А – одной красной.

2. Определение габаритных размеров блоков двух вариантов компоновки.

Для сравнения по данным трем параметрам необходимо знать габаритные размеры (длина, высота и ширина) блоков рассматриваемых двух вариантов компоновки. Для их определения вычислим габаритные размеры и объем занимаемой аппаратуры.

Для определения объема печатной платы П1 найдем ее размеры, для этого воспользуемся таблицей 1.

Таблица 1 – Основные конструктивные параметры элементной базы

Элементы	Установочная площадь, мм^2	Количество элементов	Диапазон температур, С
Резонатор ZQ1	98,21	1
Микросхемы: К176ИЕ12 К176ЛЕ5 К176ТМ1 К176ИЕ4	197,505 177,413 177,413 177,413	1 1 1 5	-40..+70 -40..+70 -45..+85 -40..+70
Резисторы: МЛТ – 0,125 СП5-3В СП-1	58,75 240,25 778,9	17 1 1	-60..+125 -60..+125 -60..+125
Конденсаторы: К50-6 К53-7 КЛС КТ-1,КМ КПК-МП	143,1 450 113,75 75 89.88	2 2 2 1 1	-10..+60 -10..+60 -10..+60 -10..+60 -10..+60
Транзисторы: КТ361Г КТ315Б КТ315Г	53,35 53,35 53,35	2 2 1	-60..+125 -60..+70 -60..+70
Цифровой индикатор, ИВ-6	697,5	5	-60..+70
Светодиод АЛ310А	19,6	1	-60..+70
Диод VD1 КД503А	110	1	-60..+70

3. Выбор датчиков.

Передача данных от микроконтроллера к сдвигающему регистру происходит при помощи последовательного интерфейса, который реализован в К176ИЕ12 универсальным асинхронным приемопередатчиком. В состав приемопередатчика, называемого часто последовательным портом, входят принимающий и передающий сдвигающий регистры, а также специальный буферный регистр приемопередатчика. Запись байта в буфер приводит к автоматической перезаписи байта в сдвигающий регистр передатчика и инициирует начало передачи байта. Наличие буферного регистра приемника позволяет совмещать операцию чтения принятого ранее байта с приемом очередного. В данной схеме приемопередатчик работает в одном из 4‑х возможных режимах. В этом режиме информация передается и принимается через вход приемника (RxD). Принимаются или передаются 8 бит данных (младшим битом вперед). Через выход приемника (TxD) выдаются импульсы сдвига, которые сопровождают каждый бит. Частота передачи бита равна 1/12 частоты кварцевого резонатора, т. е. 2 мегабита в секунду.

Таким образом, полученный результат (34 бит) загружается последовательно по 1 байту в буфер приемопередатчика и передается в сдвиговый регистр. После передачи всей информации на выходе порта Р1.0 микроконтроллера появляется уровень логического нуля и таким образом разрешается индикация результата.

Индикация осуществляется семисегментными индикаторами АЛ316а. Это индикаторы с общим катодом, обдающие достаточно высоким уровнем светоотдачи сегментов, имеющие большие цифры, а также небольшой потребляемый ток.

4. Разработка канала связи.

В К176ЛЕ5 присутствует канал последовательного ввода‑вывода данных (UART), который позволяет организовать интерфейс с индикатором. У него отсутствуют два порта Р0 и Р2, что позволяет уменьшить функциональную избыточность микроконтроллера.

Во-вторых, изделия этой фирмы широко распространены как на российском, так и на мировом рынке микроконтроллеров, что уменьшает стоимость маркетинговых операций.

Схема электрическая принципиальная:

Сборочный чертеж печатной платы: