
- •Бийский технологический институт (филиал)
- •Цифровые измерительные устройства Учебно-методическое пособие
- •Содержание
- •1 Задание на курсовое проектирование
- •2 Типовые блоки цифровых приборов
- •2.1 Микропроцессорный блок на базе микропроцессора кр580вм80
- •2.2 Микропроцессорный блок на базе микроконтроллера at89c51
- •2.3 Блок памяти
- •2.3.1 Основные параметры запоминающих устройств
- •2.3.2 Классификация запоминающих устройств
- •2.4 Блок индикации
- •2.4.1 Индикация на светодиодах
- •2.4.2 Индикация на семисегментных индикаторах
- •2.4.3 Индикация на матричных светодиодных индикаторах
- •2.4.4 Индикация на жидкокристаллических дисплеях
- •2.5 Блок ввода информации
- •2.6 Блок связи прибора с пк
- •2.6.1 Связь по параллельному интерфейсу
- •2.6.2 Связь по последовательному интерфейсу
- •2.7 Блок преобразования сигналов
- •2.7.1 Преобразование амплитуды сигнала
- •2.7.2 Аналогово-цифровое и цифро-аналоговое преобразование
- •2.8 Блок автоматического выбора предела измерений
- •2.9 Аналоговая часть измерительного прибора
- •2.9.1 Аналоговые компараторы
- •2.9.2 Дифференцирующие цепи
- •2.9.3 Интегрирующие цепи
- •3 Некоторые типовые ситуации при построении узлов и блоков циу
- •3.1 Подключение памяти и внешних устройств к микропроцессору (микроконтроллеру). Распределение адресного пространства микроконтроллера.
- •3.2 Типы выходных каскадов логических элементов
- •3.3 Режимы неиспользуемых входов
- •3.4 Выбор серии микросхем
- •4 Методы построения цифровых измерительных приборов
- •4.1 Метод дискретного счета (время-импульсный метод)
- •4.1.1 Измерение временных интервалов
- •4.1.2 Измерение сдвига фаз
- •4.1.3 Измерение напряжения
- •4.1.4 Измерение параметров электрических цепей
- •4.2 Частотно-импульсный метод
- •4.2.1 Измерение напряжения
- •4.3 Кодово-импульсный метод
- •4.4 Метод двойного интегрирования
- •4.5 Метод электронно-счетного частотомера
- •5 Основные требования, предъявляемые к выполнению курсового проекта
- •5.1 Требования к текстовой части курсового проекта
- •5.1.1 Структура и содержание пояснительной записки
- •5.1.2 Правила оформления пояснительной записки
- •5.2 Требования к оформлению графической части курсового проекта
- •5.2.1 Позиционное обозначение элементов в схемах
- •5.2.2 Обозначение цепей в электрических схемах
- •5.2.3 Примеры условно-графических обозначений в схемах
- •5.2.3.1 Условно-графические обозначения элементов цифровой техники
- •5.2.3.2 Условно-графические обозначения элементов аналоговой техники
- •5.2.3.3 Условно-графические обозначения интегральных оптоэлектронных элементов индикации
- •5.2.3.4 Условно-графические обозначения резисторов
- •5.2.3.5 Условно-графические обозначения конденсаторов
- •5.2.3.6 Условно-графические обозначения катушек индуктивности, дросселей и трансформаторов
- •5.2.3.7 Условно-графические обозначения полупроводниковых приборов
- •5.2.3.8 Условно-графические обозначения коммутационных устройств и контактных соединений
- •5.2.3.9 Условно-графические обозначения электрических связей, проводов, кабелей
- •5.2.3.10 Условно-графическое обозначение заземления
- •6. Варианты заданий
- •7. Список использованных источников
5.2.3.1 Условно-графические обозначения элементов цифровой техники
Элемент схемы – изделия или части изделия, реализующие функцию или системы функций алгебры логики, например, микросхема интегральная, микросборка, набор элементов, их части и совокупности. К элементам цифровой техники условно относят элементы, не выполняющие функции алгебры логики, но применяемые в логических цепях, например, генератор, усилитель, конденсатор и т.д.
УГО элемента имеет форму прямоугольника, к которому подводят линии выводов. УГО элемента может содержать три поля: основное и два дополнительных. Дополнительные поля располагают слева и справа от основного поля. Допускается дополнительные поля разделять на зоны, которые отделяют горизонтальной чертой.
В первой строке основного поля УГО помещают обозначение функции, выполняемой элементом. В дополнительных полях помещают информацию о функциональных назначениях выводов (указатели, метки) (рисунок 5.7).
|
Рисунок 5.6 – Заполнение основных и дополнительных полей |
Выводы элементов делят на входы, выходы, двунаправленные выводы и выводы, не несущие логической информации. Входы элемента изображают с левой стороны УГО, выходы – с правой стороны. Двунаправленные выводы и выводы, не несущие логической информации, помещают с правой или левой стороны прямоугольника. Допускается другая ориентация УГО, при которой входы располагают сверху, выходы снизу.
Размеры УГО определяются:
по высоте:
количеством линий выводов;
количеством интервалов;
количеством строк информации в основном и дополнительных полях;
размером шрифта;
по ширине:
наличием дополнительных полей;
количеством знаков, помещаемых в одной строке внутри УГО (с учетом пробелов);
размером шрифта.
Расстояние между линиями выводов должно быть не менее и кратным величине C. Расстояние между горизонтальной стороной УГО, границей зоны и линией вывода должно быть не менее и кратным величине C/2. Размеры УГО по высоте должны быть кратными постоянной величине C/2. При разделении групп линий выводов интервалом величина его должна быть не менее 2C и кратной величине C.
В зависимости от способа выполнения схемы C должно быть не менее: 5 мм – при выполнении вручную; интервала между строками – при выполнении автоматизированным способом.
Ширина дополнительного поля должна быть не менее: 5 мм – при выполнении вручную; ширины одного символа печатающего устройства – при выполнении автоматизированным способом. При увеличении количества символов в строке ширина дополнительного поля должна быть соответственно увеличена. При выполнении схем автоматизированным способом применяют шрифты, имеющиеся в печатающих устройствах, и надписи выполняют прописными буквами.
Обозначения УГО должны соответствовать приведенным на рисунке 5.8.
|
а – основное поле; б – основное поле с дополнительными полями, количество зон не ограничено; в – входы элемента; г – выходы элемента; д – изображение группы элементов (совмещено); е – изображение группы элементов (не совмещено) Рисунок 5.7 – Примеры УГО цифровых элементов |
Обозначения основных функций элементов цифровых элементов приведены в таблице 5.3.
Таблица 5.3 – Обозначения основных функций элементов цифровой техники
Наименование основной функции |
Обозначение |
Наименование производной функции |
Обозначение |
Вычислитель |
CP |
Секция вычислителя |
CPS |
Вычислительное устройство (центральный процессор) |
CPU |
||
Процессор |
P |
Секция процессора |
PS |
Память |
M |
Устройство запоминающее |
|
оперативное с произвольным доступом |
RAM |
||
оперативное с последовательным доступом |
SAM |
||
запоминающее |
STM |
||
ассоциативное |
CAM |
||
Матрица логическая программируемая |
PLM |
||
Устройство запоминающее постоянное с возможностью программирования |
ROM |
||
однократного |
PROM |
||
многократного |
RPROM |
||
Управление |
CO |
|
|
Перенос |
CR |
|
|
Прерывание |
INR |
|
|
Передача |
TF |
|
|
Прием |
RC |
|
|
Ввод-вывод |
IO |
Ввод-вывод |
|
последовательный |
IOS |
||
параллельный |
IOP |
||
Арифметика |
A |
Суммирование |
SM или Σ |
Умножение |
MPL |
||
Деление |
DIV |
||
Вычитание |
SUB |
||
Умножение по основанию n (здесь и далее n – целое натуральное число, большее или равное 1) |
MPLn |
||
Деление по основанию n |
DIVn |
||
Логика |
L |
Логический порог: |
≥n или >=n |
мажоритарность (n из m) |
≥n |
||
логическое ИЛИ (1 из m) |
≥1 |
||
логическое И (m из m) |
& или И |
||
повторитель (m=1), где m – число входов логического элемента n и только n |
1
=n |
||
n=1 – исключающее ИЛИ |
=1 |
||
Элемент монтажной логики |
|
Монтажное ИЛИ Монтажное И |
1 или 1 & или & |
Регистр |
RG |
Регистр со сдвигом: |
|
слева направо или сверху вниз |
RG← или RG< |
||
справо налево или снизу вверх |
RG→ или RG |
||
с реверсивным |
RG←← или RG<> |
||
Счетчик |
CT |
Счетчик: |
|
по основанию n |
CTn |
||
двоичный |
CT2 |
||
десятичный |
CT10 |
||
Дешифратор |
DC |
|
|
Шифратор |
CD |
|
|
Преобразователь (буквы X, Y можно заменять обозначениями информации на входах и выходах) |
X/Y |
Вместо X, Y можно использовать следующие значения: |
|
двоичной код |
B |
||
десятичный код |
DC |
||
код Грея |
G |
||
аналоговая |
∩ или ^ или A |
||
цифровая |
D |
||
напряжение |
U |
||
ток |
I |
||
n-сегментный |
nS |
||
Сравнение |
= = |
– |
|
Свертка по модулю n |
Mn |
Свертка по модулю 2 |
M2 |
Мультиплексор |
MUX |
– |
|
Демультиплексор |
DMX |
– |
|
Мультиплексор-селектор |
MS |
– |
|
Селектор |
SL |
– |
|
Генератор |
G |
Генератор |
|
серии прямоугольных импульсов |
Gn |
||
с непрерывной последовательностью импульсов |
GN |
||
одиночного импульса (одновибратор) |
|
||
линейно изменяющихся сигналов |
Gj |
||
синусоидального сигнала |
GSIN |
||
Пороговых элемент (триггер Шмитта) |
|
– |
|
Дискриминатор |
|
– |
|
Триггер |
T |
Триггер двухступенчатый |
TT |
Задержка |
|
|
|
Формирователь |
F |
Формирователь уровня логического состояния n |
FLn |
логического нуля |
FL0 |
||
логической единицы |
FL1 |
||
Усилитель |
|
Усилитель с повышенной нагрузочной способностью |
|
Ключ |
SW |
– |
|
Модулятор |
MD |
– |
|
Демодулятор |
DM |
– |
|
Нелогический элемент |
* |
Стабилизатор |
*ST |
Стабилизатор |
|
||
напряжения |
*STU |
||
тока |
*STI |
||
Наборы нелогических элементов |
|
||
резисторов |
*R |
||
конденсаторов |
*C |
||
индуктивностей |
*L |
||
диодов |
*D |
||
диодов с указанием полярности |
*D→ или *D> *D← или *D< |
||
транзисторов |
*T |
||
трансформаторов |
*TR |
||
индикаторов |
*H |
||
предохранителей |
*FU |
||
комбинированных |
*DR |
Вывод элемента должен иметь условное обозначение, которое выполняется в виде указателей и меток. Размер указателя должен быть не более 3 мм (при выполнении вручную). Указатели проставляются на линии контура УГО или на линии связи около линии контура УГО со стороны линии вывода (таблица 5.4).
Таблица 5.4 – Обозначение указателя выводов
Наименование |
Обозначение |
Прямой вывод |
|
Инверсный вывод |
|
Вывод не несущей логической информации |
|
Группы выводов элементов подразделяются на логические равнозначные, т.е. взаимозаменяемые без изменения функции элемента и логически неравнозначные. Логически равнозначные выводы разрешается объединять в группу и присваивать ей метку, обозначающую взаимосвязь между выводами внутри группы и (или) функциональное назначение всей группы.
Для обозначения двунаправленного вывода применяют метку “↔” или “<>”.
На рисунке 5.8 приведено условно-графическое обозначение микросхемы К555ИД10.
|
Рисунок 5.8 – Условно-графическое обозначение микросхемы К555ИД10 |