Кодирующее пристрій для введення інформації з клавиатуры

Нині широко застосовуються устрою введення інформації, пульти дистанційного управління, устрою управління тощо. буд. для створення цих пристроїв використовуються перетворювачі кодов.

Перетворювачі кодів служать для перекладу однієї форми вересня іншу. Їх вхідні і вихідні перемінні однозначно пов’язані між собою. Цю зв’язок можна поставити таблицями переключень чи логічними функциями.

Найпоширенішими видами перетворювачів кодів є шифратори, дешифраторы, мультиплексори і демультиплексоры.

Шифратор (кодер) перетворює одиночний сигнал в n-разрядный двоїчний код. Найбільше застосування він знаходять у пристроях введення інформації (пультах управління) для перетворення десяткових чисел в двійкову систему счисления.

Дешифратор (декодер) — перетворює код, що надходить з його входи, в сигнал одному з його виходів. Дешифраторы широко застосовують у пристроях управління, в системах цифровий індикації з газоразрядными індикаторами, для побудови розподільників імпульсів різноманітні ланцюгах і т. буд. Дешифраторы входять в усі серії мікросхем ТТЛ і КМДП. Наприклад, дешифратор К155ИД4 (два дешифратора в корпусі) перетворює двоїчний код в код ‘1 з 4', К155ИД1 і к176ИД1 в код ‘1 з десяти', К155ИД3- в код ‘1 із 16-ти'. Дешифратор на мікросхемі К155ИД1 призначений до роботи з декадними газоразрядными індикаторами. Його виходи підключаються безпосередньо до катодам (у яких форму десяткових цифр) газоразрядного індикатора, анод якого через резистор підключено до джерелу харчування напругою 200−250 У. Вихідні сигнали цієї мікросхеми від ТТЛ рівнів і для підключення до неї інших мікросхем доводиться застосовувати додаткові устрою согласования.

Мультиплексер — це, вузол здійснює перетворення паралельних цифрових кодів в послідовні. Його застосовують для послідовного опитування заданого числа інформаційних сигналів і передачі однією вихід. У інтегральному виконанні випускаються мультиплексори на два входу (чотири елемента у одному корпусі), на вісім і шістнадцять входів. Мікросхеми К561Кп1 і К561КП2 є мультиплексоридемультиплексоры цифрових і аналогових сигналів і може використовуватися або заради послідовного опитування всіх вхідних ланцюгів Х0. Хn і передачі сигналу на одного виходу Х, або заради комутації одного вхідного сигналу Х однією з багатьох виходів Х0.Хn.

1.Выбор та обґрунтування структурної схеми устройства.

На малюнку 1 представлена структурна схема що кодує устрою. Вона є простою структурою і складається з трьох блоків: джерела харчування, устрою введення і що кодує устройства.

Блок харчування служить для харчування схеми энергией.

Пристрій введення служить для введення символов.

Кодуючий пристрій необхідне зашифровки символів вступників з облаштування ввода.

Ця структурна схема має брак тому, що немає устрою захисту, що слід для коректною роботи лише устрою клавіатури ввода.

Пристрій Кодирующее.

введення устройство.

Джерело питания.

Рис. 1.1. Структурна схема що кодує устройства.

На малюнку 2 представлена структурна схема що кодує устрою. Воно складається з чотирьох блоків: джерела харчування, устрою введення, устрою захисту та що кодує устройства.

Блок харчування служить для харчування схеми енергією. Без цього блоку функціонування всієї схеми неможливо, т. до. схема нічого очікувати харчуватися энергией.

Пристрій введення служить для введення символів. Працювати самотужки устрою неможливо, т. до. все пристрій збирається тільки тому, щоб кодувати будь-які символи, а без устрою введення їх ввести.

Пристрій захисту є пристрій, яка від одночасного натискання кількох клавіш. Дане пристрій схемою не обов’язково, але для коректною роботи лише устрою желательно.

Кодуючий пристрій необхідне зашифровки символів вступників з облаштування введення. Без цього устрою неможливо закодувати інформацію задля її подальшого її проходження в зашифрованому вигляді зрозумілому й інших устройств.

Пристрій Пристрій Кодуючий введення захисту устройство.

Джерело питания.

Рис. 1.2. Структурна схема що кодує устройства.

2. Вибір та обґрунтування принципової схеми устройства.

2.1. Вибір та обґрунтування схеми електричної функциональной.

Кодуючий пристрій з урахуванням сканируемой клавіатури формує чотирьох розрядний двоїчний код і має: блок сканування (послідовно включений чотирьох розрядний двоїчний лічильник, DD2, шестнадцативходовый мультиплексер DD3), формирователь сигналу «ГОТ» на триггере DD4 елементі «И-НЕ» DD1.2.

З генератора тактових імпульсів такти надходять на чотирьох розрядний двоїчний лічильник. (Лічильник служить для рахунки імпульсів. Коефіцієнт перерахунку лічильника Ксч=2n відповідає максимально великій кількості підраховуваних одиниць інформації, де nкількість тригерів). Такти на лічильник надходять через елемент «И-НЕ». Елемент «И-НЕ» призначений для подачі імпульсів на лічильник DD2 залежно від сигналу формованого на Dтриггере.

Сигнали із виходу лічильника надходять на шестнадцативходовый мультиплексер DD3.(Мультиплексор має низку інформаційних входів і один інформаційний вихід, а як і управляючі входи. Він забезпечує передачу інформації з однієї з входів, залежно від коду що означає номер інформації входу поданого на управляючі входы).

З виходу мультиплексора сигнал йде тригер DD4.1.(Триггер — запам’ятовуючий елемент, він забезпечує запис, збереження і видачу одного біта інформації. Вона має два стійких стану). На прямому виході триггера формується сигнал «ГОТ». З інверсного виходу сигнал йде елемент «ІНЕ».

Сигнал «ГОТ» формується на елементі «И-НЕ» (DD1.2) і Dтриггере (DD4.1).

Схема електрична функціональна представлена малюнку 2.1.1.

& C1 СП МХ.

C2.

От.

Клавиатуры.

Рис. 2.1.1. Функціональна схема що кодує устройства.

2.2. Вибір та обґрунтування елементної базы.

Елементну базу я вибрав на інтегральних мікросхемах серії К155, так як серія підходить по єдиному заданому параметру Uип= 5 В.

Інтегральні мікросхеми серії К155 випускаються в пластмасових корпусах. Мають діапазон робочих температур від -10 до +70 градусів, частина мікросхем випускається й у керамічних корпусах і має позначення 155, з діапазоном робочих температур від -45 до +85 градусов.

Інтегральні мікросхеми серії К155 широкого споживання, дёшевые, що гідністю даної серии.

Порівняльні характеристики кількох серій наведені у таблиці 2.2.1.

Таблиця 2.2.1. |Серія |К155 |К531 |К555 |КР1531 |КР1533 | |I0вх, мАЛО |-1,6 |-2,0 |-0,36 |-0,6 |-0,2 | |U0вх max, В|0,8 |0,8 |0,8 |0,8 |0,8 | |I1вх, мАЛО |0,04 |0,05 |0,02 |0,02 |0,02 | |U1вх min, В|2,0 |2,0 |2,0 |2,0 |2,0 | |U0вых, У |0,4 |0,5 |0,5 |0,5 |0,4 | |I0вых, мАЛО |16 |20 |8 |20 |4 | |U1вых, У |2,4 |2,7 |2,7 |2,7 |2,5 | |I1вых, мАЛО |-0,4 |-1 |-0,4 |-1 |-0,4 |.

К155 ЛА3.

Рис. 2.2.1. УГО логічного элемента.

Порівняльні характеристики логічних елементів наведені у таблиці 2.2.2. з якої найбільш підходяща К155 ЛА3.

Таблиця 2.2.2. |Серія |К155 ЛА1 |К155 ЛА2 |К155 ЛА3 |К155 ЛА4 | |Pпотр, мВт |39 |21 |78 |80 | |U1вых, У |2,4 |2,4 |2,4 |2,4 | |U0вых, У |0,4 |0,4 |0,4 |0,4 | |t1,0зд. р., |15 |15 |15 |15 | |нс | | | | | |t0,1зд. р., |22 |22 |22 |29 | |нс | | | | | |Uпст, У |0,4 |0,4 |0,4 |0,4 |.

К155 ИЕ5.

Рис. 2.2.2. УГО счетчика.

Порівняльні характеристики лічильників наведені у таблиці 2.2.3. з якої найбільш підходяща К155 ИЕ5.

Таблиця 2.2.3. |Серія |К155 ИЕ2 |К155 ИЕ4 |155 ИЕ5 | |Iпотр, мАЛО |53 |51 |53 | |I0вх, мАЛО |-6,4 |-6,4 |-3,2 | |I1вх, мА |0,16 |0,16 |0,08 | |Uд, У |1,5 |1,5 |1,5 | |Pпотр, мВт |265 |265 |265 |.

К155 ТМ2.

Рис. 2.2.3. УГО Dтриггера.

Порівняльні характеристики Dтригерів наведені у таблиці 2.2.4. з якої найбільш підходяща К155 ТМ2.

Таблиця 2.2.4. |Серія |К155 ТМ2 |К155 ТМ5 |155 ТМ8 | |ЧИСЛО ТРИГЕРІВ |2 |4 |4 | |СЕРЕДНЯ ЗАДЕРЖКА|32 |27 |30 | |fперекл, МГц |15 |35 |30 | |Uпит, У |5 |5 |5 | |Pпотр, мВт |150 |265 |225 |.

К155 КП1.

Рис. 2.2.4. УГО мультиплексора.

Сравнительные характеристики мультиплексоров наведені у таблиці 2.2.5. з якої найбільш підходяща К155 КП1.

Таблиця 2.2.5. |Серія |К155 КП1 |К155 КП5 |155 КП7 | |U1вых, У |2,4 |2,4 |2,4 | |I1вх, мАЛО |0,04 |0,04 |0,04 | |I0вх, мАЛО |-1,6 |-1,6 |-1,6 | |U0вых, У |0,4 |0,4 |0,4 | |Pпотр, мВт |360 |230 |260 |.

3. Розрахункова часть.

3.1. Розрахунок надежности.

1. Інтенсивність відмов блока.

?бл =? Ni*?i0 *?1i *?2i=4*0,1*1*1+1*0,1*1*1+.

+4*0,1*1*1+1*0,1*1*1+47*0,005*1*1=1,235*10−6.

2. Середня напрацювання до першого отказа Т= 1/?бл=1/1,235*10−6=0,8*.

3. Можливість безвідмовною работы Р=е-?бл*Т= е-0,1 235=0.9877.

———————————- DD1.2.

>4.

Y3-Y0.

! «.

! «.

! «.

! «.

! «.

! «.

! «.

! «.

! «.

! «.

! «.

2 3.

!2.

! «.

R.

D.

C.

S.