Курсовой проект по дисциплине «Цифровые устройства и микропроцессоры» на тему «Измеритель интервалов времени с цифровой индикацией» выполнен в виде расчётно-пояснительной записки на 25 листах.

Пояснительная записка содержит разделы:

1. «Техническое задание» (1 лист). Содержит постановку задачи на разработку устройства.

2. «Введение» (1 лист). Описывается содержательная постановка задачи, возможные способы ее решения.

3. «Структурная схема и принцип действия устройства» (2 листа). Разработка и описание структурной схемы, назначение и принцип работы отдельных функциональных узлов

4. «Структурно-функциональные узлы устройства» (9 листов). Разработка схемотехнического решения и электрическому расчёту узлов и блоков устройства.

5. «Описание временных диаграмм» (1 лист). Описаны временные диаграммы, находящиеся в приложении, и пояснены описываемые ими процессы

6. «Электропитание устройства». (2 листа). Рассчитано энергопотребление устройства и даны рекомендации по выбору или разработке источника питания.

7. «Конструкция устройства» (1 лист). Рассмотрены отдельные вопросы конструкторской разработки.

8. Список литературы

9. Приложения

• краткая характеристика используемых микросхем;

• спецификация – перечень всех элементов принципиальной схемы с указанием обозначения на чертеже и номиналов.

В тексте пояснительной записки 2 таблицы и 13 рисунков. Библиографический список содержит 3 наименования литературных источников.

Оглавление

Техническое задание 3

Введение 4

Структурная схема и принцип действия устройства 5

Структурно-функциональные узлы устройства 7

Входной коммутатор 7

Формирователь стробирующих импульсов 7

Опорный генератор 8

Формирователь счётных импульсов 10

Счётчик 10

Запоминающее устройство 12

Формировать коротких импульсов 12

Устройство индикации 14

Описание временных диаграмм 16

Электропитание устройства 17

Потребление устройства 17

Рекомендации по выбору источника питания 17

Конструкция устройства 19

Список литературы 20

Приложения 21

ПРИЛОЖЕНИЕ А 21

ПРИЛОЖЕНИЕ Б 22

ПРИЛОЖЕНИЕ В 25

Техническое задание

Необходимо разработать проект измерителя интервалов времени с цифровой индикацией.

Параметр	Единица измерения	Значение
Входные сигналы «Старт» и «Стоп»
Полярность	–	Положительная
Размах	В	4,5*
Длительность	мкс	2
Индикация
Единицы измерения	–	мс
Разрядность индикатора	знак	4
В том числе после запятой	знак	3
Тактовый генератор
Частота тактового генератора	МГц	10
ПРИМЕЧАНИЕ: *Совместим с уровнями ТТЛ

Необходимо рассчитать энергопотребление, представить описание конструкции устройства, описание временных диаграмм, поясняющих работу устройства, и комплект конструкторской документации в составе:

• схема электрическая структурная;

• схема электрическая принципиальная;

• перечень элементов;

• чертёж общего вида.

Введение

Задача настоящего курсового проекта состоит в разработке устройства, предназначенного для измерения длительности интервала времени.

Изделие данного назначения может быть применено в различных сферах деятельности – научных исследованиях, промышленном производстве, на транспорте при организации спортивных мероприятий и т.д.

Существуют различные пути, по которым может пойти решение поставленной задачи. В первую очередь это касается широкого спектра комплектующих изделий, с использованием которых может быть реализовано данное устройство.

Из рассмотрения предварительно следует исключить электромеханические компоненты ввиду низкого быстродействия и электронно-вакуумные приборы ввиду низкой экономичности и громоздкости.

Среди полупроводниковых компонентов для реализации устройства могут быть выбраны дискретные приборы, аналоговые или цифровые интегральные микросхемы.

Применительно к поставленной задаче предпочтительно использование цифровых ИМС, т.к. они позволяют обеспечить более высокую точность измерений и практически не требуют наладки и настройки при эксплуатации.

Цифровые ИМС, выпускаемые с использованием различных технология (ТТЛШ, КМОП) свободно доступны на рынке и просты в монтаже, что обеспечивает высокую ремонтопригодность устройства, выполненного с их применением.

Структурная схема и принцип действия устройства

Принцип работы измерителя интервалов времени основан на счёте импульсов в течение измеряемого интервала времени, ограниченного импульсами «Старт» и «Стоп».

Структурная схема устройства показана на рисунке 1.

Рис. 1 – Структурная схема.

Пусковой и стоповый импульсы поступают на входной коммутатор ВК, обеспечивающий объединение двух входов устройства в один сигнальный канал. Сформированный таким образом импульса «Пуск/стоп» поступает на формирователь стробирующих импульсов ФС. Стробирующий импульс, является сигналом, разрешающим работу счётчика на счёт импульсов. Он подаются на разрешающий вход счётчика Сч. На счётный вход счётчика поступают счётные импульсы, сформированные формирователем счётных импульсов ФСчИ, работающим под управлением опорного генератора ОГ. сосчитанное количество импульсов поступает для временного хранения в регистры памяти РП и отображается блоком индикации БИ. Также в структуре устройства присутствует формирователь импульсов управления ФИУ. Формируемые им команды необходимы для управления работой счётчиков и регистров памяти.