Материал: ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

C2,C3 – SMD 1206 – 50В - 22пФ5%.

Далее произведём разработку и расчёт блока клавиатуры.

Блок клавиатуры предназначен для управления режимами работы устройства и включает в себя следующие клавиши:

1. кнопка “Тест”, при нажатии которой система переходит в режим тестирования;

2. кнопка “Авт./Руч.” – кнопка с фиксацией, положение которой определяет режим тестирования – автоматический или ручной;

3. кнопка “Шаг”, при нажатии которой в ручном режиме тестирования вводится строка диагностического теста;

4. кнопка “Стоп”, при нажатии которой происходит гашение индикаторов результатов тестирования, включение индикатора “Готов”, отключение питания от тестируемой микросхемы и возвращение устройства к исходному состоянию.

Кроме этого, к блоку относится кнопка аппаратного сброса микроконтроллера. Принципиальная схема блока клавиатуры представлена на рисунке 1.8.

Рисунок 1.8 – Принципиальная схема блока клавиатуры

Блок клавиатуры подключается к линиям порта P0 через буферный регистр DD1 типа КР1533ИР33. Управление регистром осуществляется микроконтроллером по входу Е0: при низком уровне напряжения данные вводятся в регистр, при высоком уровне напряжения выходы регистра переходят в Z-состояние и блок отключается от внутренних шин устройства.

Сопротивление резисторов R1-R5 расчету не подлежит, так как схема является типовой схемой подключения.

Выбираем [1]: R1-R5 – SMD 1206 – 7,5к5% ;

SB1,SB3,SB4 – КН1;

SB2 – B100FK.

Разработаем блок цифровой семисегментной индикации.

Принципиальная схема программной кодировки с одним знакоместом представлена на рисунке 1.9.

Рисунок 1.9 - Принципиальная схема программной кодировки с одним знакоместом

Семисегментный интерфейсный код формируется на Р0.0 – Р0.7. Регистр управляется по линии порта Р3.4 = 0, регистр переходит в режим хранения и не реагирует на входные сигналы.

Токоограничительные резисторы R1 – R8 выбираются из условия:

, (1.2)

где – прямое падение напряжения на одном сегменте;

– прямой ток;

– постоянное обратное напряжение излучающего элемента.

Выбираем из ряда Е24 сопротивление R=390 Ом. Согласно справочнику, выбираем резисторы R1 – R8 SMD0805-0,125-390Ом±5%;

Выбираем элементы: DD2 – КР1533ИР33, HG1 – АЛС314.

Далее разработаем и произведём расчёт блока диодной индикации.

Блок диодной индикации предназначен для отображения результатов тестирования и состояния выходов тестируемой микросхемы.

Принципиальная схема блока диодной индикации представлена на рисунке 1.10.

Рисунок 1.10 - Принципиальная схема блока диодной индикации

В блок диодной индикации входит:

1) индикатор “Готов”, который включается после подачи питания на тестируемую микросхему и гаснет после нажатия кнопки “Тест”;

2) индикатор “Норма”, который отображает результат и правильность тестирования;

3) индикатор “Ошибка”, который отображает результат при неправильном тестировании;

4) индикатор состояния выхода Y тестируемой микросхемы.

Расчет токоограничительных сопротивлений R1-R4 производим по формуле:

(1.3)

где – напряжения питания;

– прямой ток;

– постоянное прямое напряжение.

Выбираем из ряда Е24 сопротивление 110 Ом.

Выбираем:

HL1-HL7 – АЛ102Б;

DD1 – К155ЛА13.

5. Разработка блока питания мпс

Определяем ток, потребляемый схемой на основании таблицы 1.3.

Таблица 1.3 – Расчет тока, потребляемого устройством

Полный потребляемый ток равен I_пот = 289 мА.

Разработаем схему блока питания. Для контроля выходного тока и напряжения блока питания будем использовать микросхему DС/DC MC34063. Схема подключения ИМС изображена на рисунке 1.11.

Рисунок 1.11 - Принципиальная схема блока питания

Микросхема MC34063 предназначена для работы в различных стабилизированных преобразователях постоянного напряжения c мощностью в несколько ватт: повышающих, понижающих, инвертирующих.

Основные технические характеристики MC34063:

– диапазон значений входных напряжений: от 3 до 40 В;

– выходной импульсный ток: до 1,5 А;

– регулируемое выходное напряжение;

– частота преобразователя до 100 кГц;

– точность внутреннего источника опорного напряжения: 2%;

– ограничение тока короткого замыкания;

– низкое потребление в спящем режиме.

Выходное напряжение определяется по формуле 1.4.

(1.4)

Выбираем значение R1 = 1кОм. Рассчитываем R3:

R3 = (5/1,25 – 1)1кОм = 3кОм.

(1.5)

где:

= 5 В;

= 0.2 В – падение напряжения на диоде;

= 9 В – минимальное входное напряжение;

= 1.5 В – напряжение насыщения выходного ключа.

Выбираем частоту преобразователя 50кГц.

(1.6)

(1.7)

(1.8)

Расчет конденсатора C1 производится по формуле 1.9.

(1.9)

Выбираем из ряда е24 С1 равное 560пФ

(1.10)

Расчет резистора R2 производится по формуле 1.11.

(1.11)

Расчет катушки индуктивности производится по формуле 1.12.

(1.12)

Берем с запасом 100 мкГн.

Расчет конденсатора С2 по формуле 1.13.

(1.13)

Берем = 10мВ.

Рассчитаем диоды для диодного моста.

Требования к диодам:

(1.14)

где I_{ср. пр}– средний прямой ток диода;

I_п – ток потребления устройства.

2 Эксплуатационно-технологический раздел

2.1 Построение диагностических тестов для заданного цифрового устройства

Свойство триггеров, основанное на том, что они могут находится в определённом устойчивом состоянии, изменяющемся только при подаче тактового импульса, используется также для создания счётчиков. Эти счётчики используются для деления частоты и разных арифметических действий, в том числе для счёта импульсов.

Микросхема КР1533ИЕ10 представляет собой четырёхразрядный двоичный счётчик с асинхронным сбросом. В микросхеме предусмотрена возможность предварительной записи информации. Работа КР1533ИЕ10 определяется тремя управляющими входами ECT, R, ERC. Низкий уровень напряжения на входе R разрешает предварительную установку счётчика в состояние, определяемое логическими уровнями на информационных входах. Установка проводится синхронно по переднему фронту синхроимпульса.

Счёт импульсов, начиная с числа, предварительно установленного, будет осуществляться только при наличии напряжения высокого уровня на всех трёх входах управления ECT, R, ERC. При напряжении низкого уровня на одном из входов ECT, ERC на выходах счётчика сохраняется предыдущее состояние. Установка счётчика в исходное состояние низкого уровня напряжения на выходах производится асинхронно при подаче низкого уровня напряжения на вход .

Для тестирования микросхемы КР1533ИЕ10 необходимо:

1. Установить лог. «1» на входах разрешения записи ECT и ERC.

2. Установить лог. «1» на вход установки в состояние «лог.0» .

3. Подать на информационные входы D1-D4 значения в двоичном коде и сравнить их со значениями на выходах микросхемы (при значении /EWR = 0).

4. Подать лог. «1» на вход выбора режима работы микросхемы /EWR.

5. Подавать импульсы на тактовый вход С пока на выходах микросхемы не будет значение «1001» и на выходе переноса CR значение «1».

Составляем таблицу подключения элементов схемы к МК: