В настоящее время широко применяются устройства ввода информации, пульты дистанционного управления, устройства управления и т д. для создания этих устройств

Введение В настоящее время широко применяются устройства ввода информации, пульты дистанционного управления, устройства управления и т. д. для создания этих устройств используются преобразователи кодов. Преобразователи кодов служат для перевода одной формы числа в другую. Их входные и выходные переменные однозначно связаны между собой. Эту связь можно задать таблицами переключений или логическими функциями. Наиболее распространенными видами преобразователей кодов являются шифраторы, дешифраторы, мультиплексоры и демультиплексоры. Шифратор (кодер) преобразует одиночный сигнал в n-разрядный двоичный код. Наибольшее применение он находит в устройствах ввода информации (пультах управления) для преобразования десятичных чисел в двоичную систему счисления. Дешифратор (декодер)- преобразует код, поступающий на его входы, в сигнал только на одном из его выходов. Дешифраторы широко применяются в устройствах управления, в системах цифровой индикации с газоразрядными индикаторами, для построения распределителей импульсов по различным цепям и т. д. Дешифраторы входят во все серии микросхем ТТЛ и КМДП. Например, дешифратор К155ИД4 (два дешифратора в корпусе) преобразует двоичный код в код ‘1 из 4’, К155ИД1 и к176ИД1 в код ‘1 из 10’, К155ИД3- в код ‘1 из 16’. Дешифратор на микросхеме К155ИД1 предназначен для работы с декадными газоразрядными индикаторами. Его выходы подключаются непосредственно к катодам (имеющим форму десятичных цифр) газоразрядного индикатора, анод которого через резистор подключен к источнику питания напряжением 200-250 В. Выходные сигналы этой микросхемы отличаются от ТТЛ уровней и поэтому для подключения к ней других микросхем приходится применять дополнительные устройства согласования. Мультиплексор – это, узел осуществляющий преобразование параллельных цифровых кодов в последовательные. Его применяют для последовательного опроса заданного числа информационных сигналов и передачи их на один выход. В интегральном исполнении выпускаются мультиплексоры на два входа (четыре элемента в одном корпусе), на восемь и шестнадцать входов. Микросхемы К561Кп1 и К561КП2 представляют собой мультиплексоры- демультиплексоры цифровых и аналоговых сигналов и могут использоваться или для последовательного опроса всех входных цепей Х0..Хn и передачи их сигнала на один выход Х, или для коммутации одного входного сигнала Х на один из многих выходов Х0..Хn. 1.Выбор и обоснование структурной схемы устройства На рисунке 1 представлена структурная схема кодирующего устройства. Она достаточно проста по структуре и состоит из трёх блоков: источника питания, устройства ввода и кодирующего устройства. Блок питания служит для питания схемы энергией. Устройство ввода служит для ввода символов. Кодирующее устройство необходимо для зашифровки символов поступающих с устройства ввода. Данная структурная схема имеет недостаток в том, что нет устройства защиты, которое необходимо для корректной работы всего устройства клавиатуры ввода. Устройство Кодирующее ввода устройство Источник питания Рис.1.1. Структурная схема кодирующего устройства. На рисунке 2 представлена структурная схема кодирующего устройства. Она состоит из четырёх блоков: источника питания, устройства ввода, устройства защиты и кодирующего устройства. Блок питания служит для питания схемы энергией. Без этого блока функционирование всей схемы невозможно, т. к. схема не будет питаться энергией. Устройство ввода служит для ввода символов. Работать без этого устройства не представляется возможным, т. к. всё устройство собирается лишь для того, чтобы кодировать какие-либо символы, а без устройства ввода их не ввести. Устройство защиты представляет собой устройство, защищающее от одновременного нажатия нескольких клавиш. Данное устройство схеме не обязательно, но для корректной работы всего устройства желательно. Кодирующее устройство необходимо для зашифровки символов поступающих с устройства ввода. Без этого устройства невозможно закодировать информацию для дальнейшего её прохождения в зашифрованном виде понятном для других устройств. Устройство Устройство Кодирующее ввода защиты устройство Источник питания Рис. 1.2. Структурная схема кодирующего устройства. 2. Выбор и обоснование принципиальной схемы устройства 2.1. Выбор и обоснование схемы электрической функциональной Кодирующее устройство на основе сканируемой клавиатуры формирует четырех разрядный двоичный код и содержит: блок сканирования (последовательно включенный четырех разрядный двоичный счетчик, DD2, шестнадцативходовый мультиплексор DD3), формирователь сигнала “ГОТ” на триггере DD4 элементе “И-НЕ” DD1.2. С генератора тактовых импульсов такты поступают на четырех разрядный двоичный счетчик. (Счетчик служит для счета импульсов. Коэффициент пересчета счетчика Ксч=2n соответствует максимальному количеству подсчитываемых единиц информации, где n- количество триггеров). Такты на счетчик поступают через элемент “И-НЕ”. Элемент “И-НЕ” предназначен для подачи импульсов на счетчик DD2 в зависимости от сигнала формируемого на D-триггере. Сигналы с выхода счетчика поступают на шестнадцативходовый мультиплексор DD3.(Мультиплексор имеет несколько информационных входов и один информационный выход, а так же управляющие входы. Он обеспечивает передачу информации с одного из входов, в зависимости от кода обозначающего номер информации входа поданного на управляющие входы). С выхода мультиплексора сигнал идет на триггер DD4.1.(Триггер - запоминающий элемент, он обеспечивает запись, хранение и выдачу одного бита информации. Он имеет два устойчивых состояния). На прямом выходе триггера формируется сигнал “ГОТ”. С инверсного выхода сигнал идет на элемент “И-НЕ”. Сигнал “ГОТ” формируется на элементе “И-НЕ” (DD1.2) и D- триггере (DD4.1). Схема электрическая функциональная представлена на рисунке 2.1.1. DD1.1 Код Y3-Y0 DD2 DD3 1 2 3 4 1 2 DD1.2 Такты 1 2 4 8 1 2 3 4 1 2 4 8 & & C1 СТ МХ 3 4 C2 R1 R2 DD4.1 S ГОТ Т 0 1 2 3 0 1 2 3 C 4 5 6 7 D 4 5 6 7 R От 8 9 AB 8 9 10 11 Клавиатуры C D E F 1213 14 15 V Рис. 2.1.1. Функциональная схема кодирующего устройства. 2.2. Выбор и обоснование элементной базы Элементную базу я выбрал на интегральных микросхемах серии К155, так как эта серия подходит по единственному заданному параметру Uип= 5 В. Интегральные микросхемы серии К155 выпускаются в пластмассовых корпусах. Имеют диапазон рабочих температур от –10 до +70 градусов, часть микросхем выпускается также в керамических корпусах и имеет обозначение 155, с диапазоном рабочих температур от –45 до +85 градусов. Интегральные микросхемы серии К155 широкого потребления, дёшевые, что является достоинством данной серии. Сравнительные характеристики нескольких серий приведены в таблице 2.2.1. Таблица 2.2.1. Серия К155 К531 К555 КР1531 КР1533 I0вх, мА -1,6 -2,0 -0,36 -0,6 -0,2 U0вх max, В 0,8 0,8 0,8 0,8 0,8 I1вх, мА 0,04 0,05 0,02 0,02 0,02 U1вх min, В 2,0 2,0 2,0 2,0 2,0 U0вых, В 0,4 0,5 0,5 0,5 0,4 I0вых, мА 16 20 8 20 4 U1вых, В 2,4 2,7 2,7 2,7 2,5 I1вых, мА -0,4 -1 -0,4 -1 -0,4 К155 ЛА3 1 2 3 & & 4 5 6 & 8 9 10 11 & 12 13 Рис. 2.2.1. УГО логического элемента. Сравнительные характеристики логических элементов приведены в таблице 2.2.2. из которой наиболее подходящая К155 ЛА3. Таблица 2.2.2. Серия К155 ЛА1 К155 ЛА2 К155 ЛА3 К155 ЛА4 Pпотр, мВт 39 21 78 80 U1вых , В 2,4 2,4 2,4 2,4 U0вых, В 0,4 0,4 0,4 0,4 t1,0зд. р., нс 15 15 15 15 t0,1зд. р., нс 22 22 22 29 Uпст, В 0,4 0,4 0,4 0,4 К155 ИЕ5 С1 1411 СТ 1 2 4 8 12 9 8 11 С2 2 3 R1 R2 Рис. 2.2.2. УГО счетчика. Сравнительные характеристики счетчиков приведены в таблице 2.2.3. из которой наиболее подходящая К155 ИЕ5. Таблица 2.2.3. Серия К155 ИЕ2 К155 ИЕ4 155 ИЕ5 Iпотр, мА 53 51 53 I0вх , мА -6,4 -6,4 -3,2 I1вх,мА 0,16 0,16 0,08 Uд, В 1,5 1,5 1,5 Pпотр, мВт 265 265 265 К155 ТМ2 Т 4 D 3 5 R 2 6 C 1 S Рис. 2.2.3. УГО D- триггера. Сравнительные характеристики D- триггеров приведены в таблице 2.2.4. из которой наиболее подходящая К155 ТМ2. Таблица 2.2.4. Серия К155 ТМ2 К155 ТМ5 155 ТМ8 ЧИСЛО ТРИГГЕРОВ 2 4 4 СРЕДНЯЯ ЗАДЕРЖКА 32 27 30 fперекл, МГц 15 35 30 Uпит, В 5 5 5 Pпотр, мВт 150 265 225 К155 КП1 15 14 13 11 1 2 4 8 08 07 06 05 10 04 03 02 01 9 V 0 1 2 3 1213 14 15 18 17 16 4 5 6 7 2322 21 2019 8 9 10 11 Рис. 2.2.4. УГО мультиплексора. Сравнительные характеристики мультиплексоров приведены в таблице 2.2.5. из которой наиболее подходящая К155 КП1 Таблица 2.2.5. Серия К155 КП1 К155 КП5 155 КП7 U1вых, В 2,4 2,4 2,4 I1вх , мА 0,04 0,04 0,04 I0вх, мА -1,6 -1,6 -1,6 U0вых, В 0,4 0,4 0,4 Pпотр, мВт 360 230 260 3. Расчетная часть 3 M .1. Расчет надежности 1. Интенсивность отказов блока  i=1 бл =  Ni*i0ii=4*0,1*1*1+1*0,1*1*1+ +4*0,1*1*1+1*0,1*1*1+47*0,005*1*1=1,235*10-6 2. Средняя наработка до первого отказа Т= 1/бл=1/1,235*10-6=0,8* 3. Вероятность безотказной работы Р=е-бл*Т= е-0,01235=0.9877

Похожие:

	Темы вашего учебного проекта Существующие устройства ввода, работа с ними, занесение данных в персональный компьютер. Устройства ввода графической информации,...		Темы вашего учебного проекта Существующие устройства ввода, работа с ними, занесение данных в персональный компьютер. Устройства ввода графической информации,...
	Программа обучения администрации школы новым информационным и коммуникационным... И компьютера. Производительность компьютера. Устройства ввода информации (клавиатура, мышь, сканер, цифровые камеры, микрофон и звуковая...		Темы вашего учебного проекта К дополнительным устройствам ввода/вывода относятся следующие устройства: плоттер(графопостроитель), сканер, принтер, аудиосистемы,...
	Тема урока Количество часов Понятие алгоритма, свойства алгоритмов, виды алгоритмов. Представление о программе. Устройства ввода информации, устройства вывода...		Простые автоматические устройства Образовательные: Разобрать структуру простых автоматических устройств. Составить формулу автоматического устройства и собрать его...
	Анализ программы курса информатики основной школы на возможность... ...		Внешние запоминающие устройства Классификация и характеристики внешних... Внешний и архивный уровни образуют систему внешней памяти. В ее состав входят разнородные внешние запоминающие устройства (взу),...
	Урок информатики в 8 кл Тема урока: Взаимодействие устройств компьютера Начертите схему классификации устройств ввода информации по способу ввода информации		План-конспект урока устройства ввода и вывода информации Мбоу «Борисовская средняя общеобразовательная школа» Бабаевского муниципального района
	Рабочая программа учебной дисциплины «электронные промышленные устройства» «Электроника электропривода», «Программные средства пэвм», «Теория автоматического управления», «Основы микропроцессорной техники»...		Рабочая программа по учебной дисциплине история и философия науки Радиотехника, в т ч системы и устройства телевидения; 05. 12. 07 Антенны, свч-устройства и их технологии; 05. 12. 13 Системы, сети...
	Программа по формированию навыков безопасного поведения на дорогах... Цель урока: освоение клавиатуры — важнейшего устройства ввода информации в память компьютера		Программа дисциплины “Датчики и устройства связи с объектом в технических... Задачи изучения дисциплины: овладение принципами построения датчиков и устройств связи с объектами управления в технических системах,...
	Когнитивное моделирование В настоящее время получение достоверной информации и ее быстрый анализ стали важнейшими предпосылками успешного управления. Это особенно...		Учебник: Босова Л. Л. Класс: 5 Технологическая карта урока в 5-ом... ...