Оглавление Глава 1. Таймеры, их типы. Принципы работы аналогового таймера 1. Классификация и принципы построения таймеров 2. Особенности структур таймеров общего применения 2. Особенности применения и основные параметры однотактного таймера 4.Особенности применения и основные параметры программируемого таймера. 12 Глава 2. Проектирование схемы таймера 15 2.1. Расчет возможности перекрытия диапазона 1:2.2 Разработка схемы допускающей применение времязадающего конденсатора меньшей емкости. 2.3 Схемотехническое повышение точности отработки временных интервалов. 20 Глава 3. Окончательный вариант разрабатываемой схемы 1. Блок- схема таймера. 2. Электрическая принципиальная схема устройства. 23 Литература. 26 Формулировка задания. Разработать электрическую принципиальную схему таймера повышенной точности (погрешность – не более 0,1 секунды) на диапазон временных интервалов 1 – 60 сек. с плавной регулировкой временного интервала без использования прецизионных времязадающих элементов, обладающего возможностью калибровки шкалы с использованием внутреннего кварцованного генератора (калибратора). Предусмотреть возможность использования разрабатываемой конструкции в режиме генератора прямоугольных импульсов.
Предварительно изучить соответственную элементную базу и на основании проведенного анализа предложить оптимальный вариант конструкции устройства с использованием доступной элементной базы, выбрать комплектующие для построения разрабатываемой схемы.
Произвести расчет параметров и элементов схемы.
Глава 1. Таймеры, их типы. Принципы работы аналогового таймера Таймеры – устройства, предназначенные для формирования заданного оператором (управляемые) либо изготовителем интервала времени. По своему исполнению подразделяются на механические, электромеханические и электронные.
Среди последних отдельную группу составляют интегральные таймеры – функционально завершенные интегральные микросхемы средней и большой степени интеграции. Интегральные таймеры по способу функционирования разделяются на аналоговые и цифровые. Последние имеют на кристалле только чисто цифровые компоненты: логические вентили, триггеры и базирующиеся на их основе более сложные узлы таймера – счетчики, регистры, ячейки памяти, шифраторы и дешифраторы Первичным эталоном временного интервала тут является пьезокварцевый резонатор, за счет чего достигается высокая точность работы таймера.
Примером такой микросхемы может служить КР1016ВИ1 – цифровой многопрограммный таймер [1]. Данная большая интегральная схема предназначена для производства бытовых программируемых часов (запас программ на неделю) но может быть использована и в составе различного технологического оборудования. Другим примером цифрового интегрального таймера является большая интегральная схема КР580ВИ53. Она входит в состав микропроцессорного комплекта КР580 и предназначена для формирования различных временных задержек электрических импульсов и деления частот (режим работы – программируемый [2]). Аналоговые интегральные таймеры по сравнению с цифровыми обладают менее сложной структурой (меньшее число дискретных компонентов на кристалле), проще управляются и более дешевы.
Времязадающим элементом для них является RC – цепочка.
Для обрабатывания стабильных временных интервалов элементы ее должны иметь минимальные значения температурных коэффициентов сопротивления и емкости. Что касается зависимости временных интервалов от величины напряжения питания, то благодаря оригинальному схемному решению (впервые использованному при создании микросхемы NE555 [3]) она значительно меньше, чем у одновибраторов, построенных на основе биполярных (например, микросхема К155АГ1 [4]) или МОП-транзисторов [5]. По функциональному составу внутренних узлов аналоговые таймеры не являются полностью аналоговыми.
Они наряду с компараторами напряжения, которые относят к аналоговым ИС, содержат узлы, выполняющие цифровые функции: логиче¬ские вентили, триггеры, счетчики и др. Компараторы в таймерах обеспечивают повышение чувствительности их цифровых компонентов от единиц вольт до долей милли¬вольта к изменениям входных напряжений. Таким об¬разом, основные функции в аналоговых таймерах выполняют циф¬ровые узлы, точность же формирования интервала времени определяется в первую очередь компараторами напряжения. 1.
рис. 1.2, ст. 27). Длитель¬ность формируемого таймером (рис. 1.2,а) интервала времени определяется током заряда внешнего времязадаю...
Длительность генерируемых выходных импуль¬сов устанавливается внешней ... Аналогичен NE 555 по структуре и параметрам таймер XR 320, разработанн... Наиболее распространенным в современной микроэлектронной аппаратуре ср... Выходами двоичного счетчика являют¬ся открытые коллекторы транзисторов... Триггер D10 управляет работой счетчика D2-D9 и триггера D1 в однотактн...
1.4.. 1.3,а). По отношению к выходу этот вход является инверти¬рующим. Зависимость м... Можно применять конденсаторы Ct сколь угодно большой емкости, если их ... Особенности применения и основные параметры однотактного таймера.
Выход внутреннего однотактного таймера (вывод 14) необходимо подключат... Не рекомендуется устанавливать частоту меньше 10-4 Гц (R=10МОм, С=103 ... Таймер не воспринимает следующий импульс запуска, поступивший в течени... . В этом случае счетчик срабатывает по спаду положительных импульсов, по...
Проектирование схемы таймера 2.1.
Предварительный анализ литературных источников показал, что базовым эл... Для дальнейшей работы по проектированию необходимо произвести некоторы... RA2, RB2 - значения времязадающих резисторов в начале диапазона (миним... Поскольку было оговорено наличие только одного элемента регулировки, п... При RA =1.5 кОм - RB2 =0.0458 кОм при RA = 1.2 кОм - RB2 = 0.19(3) кОм...
N= Выберем Сст = 9,1нФ. Вид этого числа указывает что счётчик, необходимости для пересчёта на ... Ближайшее к N значение двоичного числа – 217 = 131.072. Эти значения далеки от рассчитанного значения. Выбрав N=216=65.536 пол... Таким образом, напрашивается вывод, что основой проектируемого устройс...
2.2). Длительность формируемого временного интервала равна времени t3, в теч... При несовпадении значений этих частот будет наблюдаться мерцание свето... Во время калибровки таймера надлежит выставить значение периода его ср... В принципе возможна калибровка до погрешности в 0,01 секунды, но эта о...
Окончательный вариант разрабатываемой схемы 3.1.
При заполнении всех триггеров счетчика единицами сигнал с выхода после... Он подключается между положительным полюсом источника питания и R-вход... При работе схемы в режиме одновибратора (таймера) ключ S2 замкнут, при... Температурная и долговременная нестабильность пьезокварцевых резонатор... 3.2..
Здесь D1-К1006ВИ1 D2.1- один из четырех логических вентилей микросхемы... Пьезоэлектрический резонатор Z1 – любого типа на частоту 32768 Гц (из ... Конденсатор С3-керамический или пленочный (основное требование к нему ... С вывода 2 снимается выходной сигнал устройства. . Номиналы резисторов Ra Rb rb и конденсатора С были рассчитаны на начал...
Литература . 1.Новаченко И. В Телец В.А .Микросхемы для бытовой радиоаппаратуры.
Дополнение второе.
Справочник.– М: Радио и связь, 1991-272 с. : ил 2. Хвощ С. Т Варлинский Н. Н Попов Е.О. Микропроцессоры и микроэвм в системах автматического управления.
Л.: Машиностроение, 1987. – 640 с.: ил. 3.Трейстер Р. Радиолюбительские схемы на ИС типа 555: Пер. с англ. –М.: Мир, 1988. –263 с ил. 4. Шило. Л. В. Популярные цифровые микросхемы.: Справочник М. : радио и связь, 1989. – 352 с. 5. Волков С. Генераторы прямоугольных импульсов на МОП-элементах.: М.: Энергоиздат, 1986, 230 с. 6. Коломбет Е. А. Таймеры.
М.: Радио и связь, 1984. 126 с. 7. Бирюков С. А. Цифровые устройства на МОП – интегральных микросхемах.