Пример проектирования микросхемы микроконтроллера.
Спроектированное устройство разместим на БИС – применим микросхему программируемого ПЗУ К573. Для программирования всех операции требуется количество адресных входов :
4 - входа для входного числа (X0,X1,X2,X3);
1 - входа для входного переноса;
1 - входа для входного заема или рез-та сравнения в старшей группе;
4 - входа для входного числа в регистре (Q0,Q1,Q2,Q3);
3 - входа для двоичного кода выполняемой операции (8-операции);
т.о. если все операции запрограммировать в одной микросхем, необходимо 13 адресных входов.
Число выходов (разрядности выходного слова ПЗУ) требуется :-
4 - для результата операции ;
1 - для выходного переноса ;
1 - для выходного заема или рез-та сравнения;
2 - для кода свертки по mod 3.
т.е. 8 выходов.
Выбираем микросхему 573 РФ4 .У которой 13 адресных входов и 8-разрядный выход. Ее емкость 8*213=64 кбайтов. Это микросхема ре - программируемого ПЗУ с ультрафиолетовым стиранием.
В РПЗУ программируются двоичные слова для всех комбинации входного слова X=(X0,X1,X2,X3); и результата предыдущей операции Q=(Q0,Q1,Q2,Q3) с учетом входного переноса для каждой операции. Для компактного использования матрицы ПЗУ унарный код команды (“1 из N”) преобразуется в двоичный код с помощью шифратора.
Схема управления вырабатывает сигналы “Выборки кристалла”=1 и синхронизации записи выходного слова из ПЗУ в статический регистр.
Все микросхемы устройства можно выбрать из экономичной ТТЛ - серий , т.к. входные и выходные сигналы ПЗУ совместимые с ТТЛ - уровнями. Выбираем серию К555, быстродействие которой (tзд=20 нс) удовлетворяет условию согласования с ПЗУ (время выборки 300 нс).
Статический 8-разрядный регистр с управлением записью по фронту синхросигнала типа К555 ИР35. Запись осуществляется по положительному фронту тактового импульса на входе С.
В составе серии 555 имеется только восьми - входовой шифратор К555 ИВ1 с низкими уровнями входных и выходных сигналов. Поэтому сигналы команд Y1, Y2, Y3, ... ,Y8 необходимо инвертировать.
Выходной сигнал G указывает на наличие хотя бы на одном входе активного (нулевого) уровня.
На вход С регистра следует подать синхромируемые, фронт которого задержан относительно команды на время, превышающее время выборки из ПЗУ. DD2 и два элемента DD3 служат для инверсии сигналов Y1, Y2, ... , Y8 перед подачей на входы шифратора DD1.
Рисунок 2.26 – Распиновка и внешний вид микросхемы 573 РФ4 устройства
Таблица 2.2 - Основные характеристики микросхемы устройства
Характеристика |
Диапазон значений |
Напряжение питания (Vcc) |
+5В ±10% |
Выходное напряжение лог.0 |
<0,4В |
Выходное напряжение лог.1 |
>2,4В |
Выходной ток, не менее |
30мА |
Ток потребления, max |
55мА |
Входной ток (1/0) |
20/-200мкА |
Выходной ток в Z-состоянии |
< 20мкА |
Типовая задержка |
10-40нс |
Рабочий диапазон температур |
-10..+70oC |
Корпус |
DIP |
4. Платы – диэлектрические пластины, на которые наносятся конструктивные элементы (микросхемы, электрические, электронные устройства) и проводники цифровых и электрических схем.
Основными достоинствами печатных плат являются:
увеличение плотности монтажа и возможность микро-миниатюризации изделий,
гарантированная стабильность электрических характеристик,
повышенная стойкость к климатическим и механическим воздействиям,
унификация и стандартизация конструктивных изделий,
возможность комплексной автоматизации монтажно-сборочных работ.
Типы плат
односторонние печатные платы (ОПП);
двусторонние печатные платы (ДПП) комбинированным позитивным методом;
ДПП полуаддитивным методом;
ДПП полуаддитивным методом с дифференциальным травлением;
многослойные печатные платы (МПП) методом попарного прессования;
МПП методом металлизации сквозных отверстий;
МПП методом послойного наращивания;
МПП комбинацией методов металлизации сквозных отверстий и послойного наращивания.
Методы изготовления плат: