2 Расчет на структурном уровне

Функциональная схема таймера управления бытовыми устройствами приведена на рисунке 2.1.

Рисунок 2.1 – Функциональная схема

Рассмотрим каждый блок данной схемы более подробно.

Генератор секундных и минутных импульсов– это основная часть любого электронного часового механизма. Для этой цели обычно используются 3 разновидности: механическое реле времени (например, такие как в стиральных машинах «Сибирь»), генератор основанный наRC-цепочке и кварцевый генератор. Первый тип довольно громоздкий, имеет физический износ деталей, что понижает его надежность, и, как правило, он имеет малую шкалу времени. Второй тип имеет большую погрешность. Для данного проекта был выбран кварцевый генератор, который имеет хорошую стабильность, компактность и малое энергопотребление.

Счетчики импульсовпредназначены для подсчета числа импульсов и их деления на более редкие. В данном проекте они применяются для получения из секундных импульсов – 30 секундных, из минутных импульсов – десятиминутных.

Регистраминазывают функциональные узлы, предназначенные для приёма, хранения, передачи и преобразования информации. В данной работе регистр используется для запоминания последовательности команд, получаемых от ЭВМ.

Мультиплексор— функциональый узел ЭВМ, осуществляющий микрооперацию передачи сигнала с одного из своих входов на один выход. В данной работе мультиплексор служит для коммутации сигналов, поступающих от счетчиков импульсов, в зависимости от режима, зафиксированного на регистре.

Триггерами называют функциональные узлы, способные сохранять двоичную информацию (состояния «0», «1») после окончания действия входных импульсов. Их отличают функциональный признак, определяющий поведение триггера при воздействии сигнала управления, а также используемый способ управления. По функциональному признаку различают триггеры типов RS, D, T, JK и др. По способу управления триггеры подразделяют на асинхронные и тактируемые (синхронные). В асинхронных триггерах переключение из одного состояния в другое осуществляется непосредственно с поступлением сигнала на информационный вход. Асинхронные триггеры требуют для своего построения два двухвходовых логических элемента типа И-НЕ или ИЛИ-НЕ. В данной работе используетсяRS – триггер на базе элементов 2-ИЛИ-НЕ.

Коммутатор нагрузки предназначен для коммутации постоянного и переменного напряжения. В данной работе необходимо реле, способное коммутировать напряжение 220 В при токе нагрузке до 1 А (сетевое напряжение).

Источник питания необходим для обеспечения микросхем и основных узлов таймера постоянным током с рабочим напряжением 9 В.

Таблица 2.1. – Требования к основным узлам

Наименование параметров	Обозначение	Единицы измерения	Значение параметров узлов схемы
			Генератор импульсов	Регистр	Счетчик импульсов	Мультиплексор	Тригер	Реле	Источник питания
Входные	Uвх мах	В	9	9	9	9	9	220	220
Выходные	Uвых мах	В	КМОП	КМОП	КМОП	КМОП	КМОП		9
Временные и частотные	длительность импульса	с	1; 60
	частота	Гц	32768
Прочие	число разрядов	шт.		Не менее 3		Не менее 12