Проект дешифратора.

ПРОЕКТ ДЕШИФРАТОРА

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1
§1.1 Анализ существующих структур дешифраторов
§1.2.Анализ технического задания исходя из приведенной технической литературы
§1.3 Вывод
ГЛАВА 2
§2.1 Разработка структурной схемы узла
§2.2 Разработка функциональной схемы
§2.3 Выбор системы элементов
§2.4 Вывод
ГЛАВА 3
§3.1 Описание работы разработанного узла
§3.2 Расчетная часть
ГЛАВА 4 Конструкторская часть
§4.1 Методы изготовления печатных плат
§4.2 Основные технологические операции при изготовлении печатных плат
§4.3 Размещение элементов схемы и расчет площади печатной платы
Список литературы

Проект дешифратора.

1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
…
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
§1.3 Вывод
Для разработки дешифратора на заданное количество входов воспользуемся функциональной схемой изображенной на рисунке 5, которая соответствует серии микросхем ИД3.
ГЛАВА 2
§2.1 Разработка структурной схемы узла
На рисунке 2.1. представлена структурная схема проектируемого дешифратора.
Рис. 7. Структурная схема
Разрабатываемое устройство имеет четыре информационных входа (А0-А3, рис. 7.), питания (UCC) и общей точки (GND). При подаче на управляющие входы входного кода (двоичного набора указывающего номер информационного входа) и при нулевом разрешающем сигнале на входе E, на выходы схемы подаются прямой иинверсный сигналы с выбранного информационного входа..
§2.2 Разработка функциональной схемы
При разработке функциональной схемы дешифратора можно отталкиваться либо от построения ее на простых интегральных схемах (ИС) – логических элементах (ЛЭ) либо воспользоваться готовой ИС – дешифратора ИД3 на заданное количество входов. Но так как задачей курсового проекта является самостоятельное проектирование узла ЭВМ, то при разработке функциональной схемы разработка будет определятся первым вариантом, т.е. построения ее на простых интегральных схемах – ЛЭ.
Работа дешифратора на пять входов описывается следующей функцией:
;
;
…..
.
Для проектируемого дешифратора при замене А на х преобразуем функцию по правилам де Моргана:
;
;
….
;
Проанализировав существующие микросхемы логических элементов, были выбраны следующие (табл. 4).
Таблица 4
№
Функциональное назначение
Подгруппа, вид и порядковый номер
1
Тридцать два логических элемента 4И – шестнадцать микросхем К155ЛИ6
ЛИ6
2
Десять логических элемента НЕ – две микросхемы К155ЛН5
ЛН5
Ввиду отсутствия ЛЭ НЕ на 5 входов, для того чтобы незадействованные входы не влияли на работу схемы, на три входа микросхемы будет подана логическая единица.
Функциональная схема изображена на рисунке 8.
Рис. 8. Функциональная схема
§2.3 Выбор системы элементов
Сравнительная таблица различных серий микросхем, выпускаемых отечественной промышленностью представлена в таблице 5.
Таблица 5
Технология
Схемо-техни-ческое исполнение
ИС
Электрические параметры
PCC, мВт/
ЛЭ
tp, тип нс/ЛЭ
Работа перек-лючения (РСС tp), Дж
Частота переклю-чения триггеров МГц
Биполярная
ТТЛ
(SI)
К155, КМ155, К133, КМ133
10
10
100
До 35
ТТЛШ
(Si)
530, КР531
КР1531
533, К533, КМ555
1533, КР1533
19
4
2
1
3
2
9,5
4
57
8
19
4
До 125
До 130
До 45
До 100
ЭСЛ
(Si)
100, К500
К1500
25
40
2
0,75
50
30
До 125
До 300
Униполярная
КМОП
(Si)
564, 561
1564
КР1554
0,0025 на
1 МГц
45
10
3,5
0,1
0,025
0,008
До 10
До 30
До 125
НОПТШ
(GaAs)
К6500
3..6
0,1
0,3….0,6
1000
Рассмотрим эти серии микросхем.
Транзисторно-транзисторная логика (ТТЛ). Элементы ТТЛ заменили собой элементы диодно-транзисторной логики (ДТЛ) с появлением многоэмиттерных транзисторов. Этот транзистор представляет собой интегральный элемент, объединяющий свойства диодных логических схем и транзисторного усилителя.
Логические элементы ТТЛ обладают большой нагрузочной способностью (РРАЗ=10). Большие выходные и сравнительно невысокие входные токи способствуют хорошему согласованию схем между собой. Низкие выходные и входные сопротивления микросхем ТТЛ обуславливают малые постоянные времени заряда и разряда нагрузочных паразитных емкостей проводников печатных плат.
Широкое применение получили микросхемы, в которых используются диоды и транзисторы Шотки. Повышение быстродействия здесь получено снижением степени насыщения транзисторов за счет применения диодов Шотки, шунтирующих переход коллектор – база насыщенного транзистора. К тому же элементы ТТЛШ значительно меньше элементов ТТЛ, что позволяет резко сократить паразитные емкости схем и увеличить быстродействие за счет уменьшения постоянной времени RC цепочек.
Эмиттерно-связанная логика (ЭСЛ). Элементы ЭСЛ – наиболее скоростные из промышленно освоенных, изготовляемых на основе кремния. В элементах ЭСЛ используется токовый ключ. Быстродействие токового ключа весьма велико, так как транзисторы в нем работают в режимах, позволяющих максимально использовать их частотные возможности: отсутствует режим насыщения, перепады напряжений могут быть малыми. Однако за счет малого перепада выходного напряжения снижается помехоустойчивость схемы.
Элементы на комплиментарных МОП - транзисторах (КМОП). Элементы типа КМОП обладают хорошими характеристиками, выдающимися параметрами по помехоустойчивости, сохраняют работоспособность при значительных колебаниях питающего напряжения.
§2.4 Вывод
Для построения дешифратора с заданными техническими параметрами, наиболее подходят элементы типа ТТЛ. Рассмотрим подробнее характеристики схем ТТЛ логических элементов типа ЛИ6 (Табл. 6) и ЛН5 (Табл. 7).
Таблица 6
Электрические параметры К155ЛИ6
1
Номинальное напряжение питания
5 В 5 %
2
Выходное напряжение низкого уровня
не более 0,4 В
3
Выходное напряжение высокого уровня
не менее 2,4 В
4
Входной ток низкого уровня
не более -1,6 мА
5
Входной ток высокого уровня
не более 0,04 мА
6
Входной пробивной ток
не более 1 мА
7
Ток потребления при низком уровне выходного напряжения
не более 33 мА
8
Ток потребления при высоком уровне выходного напряжения
не более 21 мА
9
Потребляемая статическая мощность на один логический элемент
не более 35,4 мВт
10
Время задержки распространения при включении
не более 19 нс
11
Время задержки распространения при выключении
не более 27 нс
Таблица 7
Электрические параметры К155ЛН5
1
Номинальное напряжение питания
5 В 5 %
2
Выходное напряжение
не более 15 В
3
Входной ток низкого уровня
не более -1,6 мА
4
Входной ток высокого уровня
не более 0,04 мА