1.3 Розробка структурної схеми пристрою

Розглянемо роботу проектованого пристрою.

Даний проектований пристрій є вимірювачем тривалості позитивних імпульсів. Сигнал «ПУСК» переводить пристрій в початковий стан, після чого потрібно визначити тривалість імпульсу. Визначаються передній фронт імпульсу та підраховується тривалість імпульсу до надходження заднього фронту імпульсу.

У випадку якщо тривалість імпульсу виходить за межі допустимого діапазону, то видається сигнал про помилку, що відображається на індикаторі.

У випадку якщо діапазон вимірювання та тривалість імпульсу співпадають, то видається сигнал про завершення вимірювання. Лічильник формує код, який пропорційний тривалості вимірюваного інтервалу. Відбувається перетворення коду з паралельного в послідовний та організовується цикл послідовної передачі розрядів перетворюваного коду в пристрій обробки.

Пристрій

формування фронтів Пристрій Панель управління

підрахунку

Панель відображення

Тактовий генератор Перетворювач кодів

Рисунок 1.3.1 - Структурна схема пристрою

До складу структурної схеми входять такі пристрої:

• Формувач фронтів, який призначений для виділення фронтів імпульсів. На формувач фронтів поступає черговий імпульс, визначає фронт імпульсу, а також видаються імпульси розширення та заборони при виділенні переднього та заднього фронтів.

• Рахунковий пристрій, який визначає надійшовший імпульс і передає код на панель відображення.

• Перетворювач кодів виконує функцію перетворення паралельного коду в послідовний

• Панель відображення призначена для відображення коду, який поступив на вхід розрахункового пристрою, а також для видачі сигналу про помилку.

• Тактовий генератор виконує формування тактових прямокутних імпульсів.

• Панель управління призначена для скидання рахункового пристрою в попередній стан, після вимірювання часового інтервалу сигналу.

1.4 Розробка функціональної схеми пристрою

Побудуємо функціональну схему проектованого пристрою.

Рисунок 1.4.1 – Функціональна схема пристрою

Функціональна схема складається з таких блоків:

1. Пристрій виділення фронтів;

2. Вимірювач тривалості часових інтервалів;

3. В склад вимірювача тривалості часових інтервалів входить логічний

елемент «І»;

4. Перетворювач коду ПК;

5. Індикаторний пристрій HG;

6. Світлодіод S;

7. Перетворювач коду;

8. Блок керування БК;

9. Генератор G.

1.5 Опис роботи розробленої схеми

1.Пристрій виділення фронтів побудуємо на двох мультивібраторах (ЧМВ 1 і ЧМВ 2). Перший мультивібратор буде спрацьовувати по передньому фронту, тобто видавати сигнал після приходу переднього фронту, а другий – по задньому фронту. Фіксування сигналів можна здійснювати за допомогою тригера (Т). Тригер по приходу першого фронту виробляє сигнал дозволу лічильника імпульсів, по приходу заднього фронту – сигнал заборони.

2.Вимірювач тривалості часових інтервалів представляє собою лічильник, який здійснює підрахунок імпульсів (СТ) і обнуляється, як тільки прийде сигнал від ЧМВ 2.

Лічильник повинен містити

,

де Dmax – максимальне значення вимірюваної величини,

- точність вимірювання

послідовно ввімкнених одно розрядних двійково-десяткових лічильників. Тоді Кількість двійкових розрядів лічильника визначається як n_лч = 4*n=4*3=12

3.В склад вимірювача тривалості часових інтервалів входить логічний елемент «І», виконуючий функцію фільтра (пропускає тактові імпульси тільки на протязі тривалості імпульсу) і тригер, виробляючий сигнал дозволу лічби.

4.Перетворювач коду ПК виконаний на логічних елементах «І» і «АБО». Перетворює код лічильника в семи сегментний код пристрою відображення.

5.Індикаторний пристрій HG представлений в виді семи сегментного індикатора. Призначений для відображення результату вимірювання імпульсів.

6.Світлодіод S слугує для індикації сигналів помилок.

7.Кодоперетворювач використовує регістр з паралельним вводом і послідовним вводом коду числа – RG. Він використовується для перетворення коду з паралельного в послідовний. Розрядність такого регістра n_rg=n_лч=12.

8.Блок керування БК. Повинен забезпечувати установку функціональних вузлів в початковий стан, своєчасне підключення і відключення.

9.Генератор G формує прямокутні імпульси двох частот f1 і f2.

Розроблена функціональна схема і параметри функціональних елементів являється основою для проектування принципової електричної схеми.