2 Разработка и обоснование принципиальной схемы устройства

2.1 Выбор элементной базы

В качестве элементной базы выберем отечественную серию К155, которые изготавливают по стандартной технологии биполярных микросхем транзисторно-транзисторной логики (ТТЛ). Микросхемы К155 своими параметрами вполне подходят под требования технического задания.

При всех своих преимуществах – высоком быстродействии, обширной номенклатуре, хорошей помехоустойчивости – эти микросхемы обладают большой потребляемой мощностью.

Данная элементная база имеет следующие технические характеристики:

• напряжение питания – +4,75…5,25 B;

• выходной уровень логического нуля – не более 0,4 B;

• выходной уровень логической единицы – не менее 2,4 B;

• входной ток при уровне лог. нуля на входе – не более 1,6 мА;

• входной ток при уровне лог. единицы на входе – не более 0,04 мА;

• средняя потребляемая одним логическим элементом мощность – 10 мВт;

• средняя задержка распространения сигнала – 15 нс;

• типовая нагрузочная способность – 10;

• диапазон рабочих температур –   -10…+70 C.

2.2 Расчет технических показателей устройства

Расчет быстродействия

Быстродействие – это параметр интегральных микросхем, который определяется минимальной частотой переключений состояний. Быстродействие бывает различное, оно зависит от серии технологии, изготовления, степени интеграции, а также от применяемых элементов.

Быстродействие схемы характеризуется задержкой входного сигнала относительно выходного. Для определения времени формирования выходного сигнала рассчитывается время задержки распространения элементов для формирования сигнала по самому длинному пути.

Чтобы определить время задержки схемы, подсчитаем количество микросхем схемы. Для реализации схемы использовано 7 корпусов микросхем серии К155. Находим быстродействие всей схемы, путем суммирования времени задержек всех элементов схемы.

T_{з.р.сред.} = 15 + 15 + 15 + 15 + 15 +15 + 15 = 105 нc.

Расчет потребляемой мощности

Потребляемая мощность – это мощность потребляемая интегральной схемой которая работает в заданном режиме от соответствующего источника питания. Потребляемая мощность зависит от степени интеграции, серии микросхем и ее функциональных возможностей. Мощность микросхем вычисляют по справочным данным.

Мощность, которую потребляет спроектированная схема, рассчитывают сложением мощностей всех микросхем. Согласно документации, средняя потребляемая одним логическим элементом серии К155 мощность составляет 10 мВт. Для реализации схемы использовано 7 корпусов микросхем серии К155.

P_пот. = 7 * 10 = 70 мВт

2.3 Разработка принципиальной схемы устройства

Для разработки принципиальной схемы проектируемого устройства в качестве основы берется функциональная схема.

Принципиальная схема включает в себя микросхемы серии К155 (ТТЛ), представленные в таблице 2.

Таблица 2.

Наименование элемента	Тип	Количество
К155ЛН1	НЕ	1
К155ЛА1	И-НЕ	5
К155ЛИ6	И	1

Итого: принципиальная схема проектируемого устройства включает 7 корпусов микросхем.

Спроектированная схема вычерчена на отдельном листе «Схема электрическая принципиальная» формата А3 с соблюдением стандартов и требований ГОСТа и представлена в графической части курсового проекта.

Заключение

В результате выполнения данного курсового проекта были рассмотрены некоторые основные функции преобразователя кодов, разработано устройство преобразования исходного кода в заданный код, выполнена функциональная и принципиальная схемы устройства. Также был произведен расчет технических показателей, а именно быстродействия и потребляемой мощности проектируемого устройства.

Преобразователь кодов выполнен в виде совокупности комбинационных схем и осуществляет кодирование входной информации в соответствующий выходной код.

В курсовом проекте преобразователь кодов был спроектирован на микросхемах серии К155 (ТТЛ).