Разработать двоично-десятичный счетчик

Поэтому вместо 4И-НЕ и 3И-НЕ будем использовать комбинации элементов 2И и 2И-НЕ.
SN74AUC2G00 (сдвоенный элемент 2И-НЕ, рис. 6) имеет диапазон рабочих напряжений питания 0,8-2,7В и оптимизирован для работы при напряжении 1,8В. Максимальная задержка элемента – 1,2нс при напряжении питания 1,8В.
Рис. 6
SN74AUC08 - 4 элемента 2И (рис. 7). Диапазон рабочих напряжений питания – 0,8-2,7В, также оптимизирован для работы при напряжении 1,8В. Максимальная задержка – 1,9нс при 1,8В.
Рис. 7
Таким образом, максимальное время переключения составит:
Частота:
что почти в 8 раз частоты, больше заданной в техническом задании.
РАЗРАБОТКА ПРИНЦИПИАЛЬНОЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СХЕМЫ
Принципиальная схема устройства приведена на рис. 8.
Рис. 8
Элементы 4И-НЕ заменены комбинациями из двух элементов 2И и одного 2И-НЕ, элементы 3И-НЕ заменены комбинациями из одного элемента 2И и одного 2И-НЕ.
Добавлен разъём для подведения питания, подачи синхроимпульса и снятия выходных сигналов счётчика.
Все входы CLR и PRE триггеров подключены к входному напряжению для нормального функционирования.
РАЗРАБОТКА КОНСТРУКЦИИ ПЕЧАТНОЙ ПЛАТЫ
Учитывая, что единственные компоненты, удовлетворяющие условиям технического задания по энергопотреблению и быстроте, выполнены в корпусах S-PVQFN-N14 (14 выводов) и VSSOP (8 выводов), и суммарное количество компонентов – 40 штук, выполнить конструкцию данного устройства в виде однослойной печатной платы невозможно. Поэтому выполним её в виде двухслойной платы с установкой компонентов с обеих сторон и двумя сигнальными слоями – верхним (top) и нижним (bottom).
Также введём области металлизации на обоих сигнальных слоях платы, соединённых с землёй, для улучшения её помехозащищённости.
Конструкция платы приведена на рис.9-12 (рис. 9 – верхний сигнальный слой, рис.10 – нижний сигнальный слой, рис.11 – расположение элементов на верхней стороне платы, рис.12 – расположение элементов на нижней стороне платы).
Для создания печатной платы воспользуемся программой PCAD 2006 и автоматическим трассировщиком печатных плат SPECTRA 16.0.
Рис. 9
Рис. 10
Рис. 11
Рис. 12
ВЫВОДЫ
В работе был спроектирован 12-разрядный двоично-десятичный счётчик, удовлетворяющий заданным параметрам по быстродействию и напряжению питания (частота 10МГц, напряжение питания ≤ 1.5В).
Были решены следующие задачи: разработка функциональной схемы устройства, выбор элементов и разработка структурной схемы, разработка электрической принципиальной схемы и разработка конструкции печатной платы.
Для разработки устройства использовалась комплексная среда разработки PCAD 2006 и автоматический трассировщик печатных плат SPECTRA.