Войти в мой кабинет
Регистрация
ГОТОВЫЕ РАБОТЫ / ДИПЛОМНАЯ РАБОТА, РАДИОФИЗИКА

Радиоохранная система удаленного объекта.

irina_krut2020 2750 руб. КУПИТЬ ЭТУ РАБОТУ
Страниц: 110 Заказ написания работы может стоить дешевле
Оригинальность: неизвестно После покупки вы можете повысить уникальность этой работы до 80-100% с помощью сервиса
Размещено: 18.03.2020
Пояснительная записка 111 с., 49 рис., 8 табл., 20 источников. РАДИООХРАННАЯ СИСТЕМА, ПЕРЕДАЧА ТРЕВОЖНЫХ СООБЩЕНИЙ, РАДИОКАНАЛ, СРЕДСТВО ЗАЩИТЫ, ОХРАННО-ПОЖАРНАЯ СИГНАЛИЗАЦИЯ, ДАТЧИК, ИЗВЕЩАТЕЛЬ, КРАЖА, ОХРАНЯЕМЫЙ ОБЪЕКТ. Объектом исследования является радиоохранная система удаленного объекта. Цель работы – разработка системы передачи тревожных сообщений по радиоканалу, которая должна удовлетворять условиям высокой помехозащищенности и достоверности, быть надежной и простой в эксплуатации. Система будет получать данные от двенадцати различных датчиков. Эти данные будут представлять собой двенадцать простых сообщений, объединенных в общий сигнал. Метод разделения сообщений – кодовое разделение. Радиус действия системы является средним показателем систем такого рода и ее можно с успехом использовать не только в средних по площади городах, но и в крупных, применяя ретрансляторы. Радиус действия разрабатываемой системы 5 км. Так как требуется одновременная передача и прием нескольких тревожных сообщений, то используем дуплексную систему радиосвязи. В качестве индикатора будут использоваться либо светодиоды, либо цифровой индикатор. Область применения – централизованная или автономная охрана объектов. Разработана конструкция устройства кодирования и декодирования, входящего в состав радиоохранной системы удаленного объекта, проведено моделирование, выполнены экономические расчеты, анализ безопасности и экологичности.
Введение

В настоящее время, в виду изменившейся социально-политической обстановки, заметно вырос уровень преступности в стране, что требует необходимость принятия и осуществления комплекса мер совершенствования служб вневедомственной охраны, создания эффективного противодействия преступным посягательствам. Важным направлением совершенствования охраны является тактическое перевооружение пунктов централизованной охраны и охраняемых объектов. Новые технологии средств обнаружения вторжения на охраняемый объект имеют много преимуществ, благодаря разработке микрочипов, перезаряжаемых батарей и современных методов обнаружения вторжения на охраняемый объект. Причем система может быть автономной (без передачи сообщений на пульт централизованной охраны), здесь непосредственно сам охранник, находящийся на охраняемом объекте, регистрирует сообщения, приходящие от датчиков на пульт управления. В случае централизованной охраны сообщения передаются на пульт централизованной охраны, применяя в качестве канала связи проводную линию или радиоканал. Целью данного дипломного проекта является разработка системы передачи тревожных сообщений по радиоканалу, которая должна удовлетворять условиям высокой помехозащищенности и достоверности, быть надежной и простой в эксплуатации. Информация о проникновении в дом граждан или офис, пожаре, должна оперативно передаваться на пульт охраны, также как и сама информация должна собираться с максимальной достоверностью, поэтому задача разработки радиоэлектронной системы передачи тревожных сообщений является важной и актуальной.
Содержание

Введение 8 1 Анализ технического задания 9 2 Разработка структурной схемы системы 11 2.1 Обзор методов передачи тревожных сообщений 11 2.2 Структурная схема системы 20 3 Разработка функциональной схемы системы 23 4 Разработка кодирующего устройства 26 4.1 Тактовый генератор 26 4.2 Счетчик импульсов 28 4.3 Дешифратор 29 4.4 Триггер 31 4.5 Блок сравнения 32 4.6 Кодирующее устройство 33 4.7 Декодирующее устройство 34 5 Расчет мощности ВЧ – генератора 41 5.1 Анализ структурных схем передатчиков 41 5.2 Расчет выбранной структурной схемы передатчика 43 5.3 Описание структурной схемы передатчика 45 5.4 Функциональная схема передающего тракта 45 5.5 Разработка принципиальной схемы передатчика. 47 6 Экспериментальные исследования кодирующего устройства 77 7 Конструкторская часть 81 8 Технико-экономическое обоснование проекта 85 8.1 Выбор изделия конкурента и оценка экономического эффекта проводимой работы 85 8.2 Расчет затрат на техническую подготовку производства 88 8.3 Стоимость материалов и комплектующих изделий 89 8.4 Расчет себестоимости изделия 91 8.5 Расчет годового экономического эффекта 93 9 Безопасность и экологичность проекта 98 9.1 Системный анализ безопасности устройства на этапе разработки 98 9.2 Расчет по оценке мощности излучения и необходимости инженерно технических средств защиты людей 103 9.3 Разработка мероприятий по повышению надежности и безопасности устройства 104 9.4 Экологичность разработки на всех этапах жизненного цикла устройства 105 9.5 Пожаробезопасность 107 Заключение 109 Список использованных источников 110
Список литературы

1. Бирюков С.А. Применение интегральных микросхем серий ТТЛ. - М.: «Патриот», «Радио», 1992г. – 120 с. 2. Бакаева Т.Н., Толмачёва Л.В. Безопасность и экологичность в выпускной квалификационной работе (проекте): Методическая разработка к разделу «Безопасность и экологичность » в выпускной квалификационной работе (ВКР, проекта) для бакалавриата и специалитета. – Ростов – на – Дону: Изд – во ЮФУ, 2014. – 48 с. 3. ГОСТ 12.1.016-79 Вредные вещества. Классификация и общие требования безопасности. http://www.consultant.ru/document/cons_doc_LAW_136189/ 4. ГОСТ 12.1.006-76 ССБТ Электромагнитные поля радиочастот. Общие требования безопасности. http://www.consultant.ru/document/cons_doc_LAW_102212/ 5. Закон РФ "Об охране окружающей среды" от 10.01.2002 N 7-Ф3 (ред. от 29.07.2018). http://www.consultant.ru/document/cons_doc_LAW_34823/ 6. Ненашев А.П. Конструирование радиоэлектронных средств: учебник для радиотехнических специальностей вузов. - М.: Высшая школа, 1990 – 432 с .: ил. 7. Пенин П.И. Системы передачи цифровой информации: Учебное пособие для вузов. – М.: Сов. радио. 1976. – 368 с. 8. Популярные цифровые микросхемы: справочник. - М.: Радио и связь, 1987 – 352 с.: ил. 9. Приказ Минтруда России от 24.07.13 N328н (ред. от 15.112018) «Об утверждении правил по охране труда при эксплуатации электроустановок» http://www.consultant.ru/document/cons_doc_LAW_156148/ 10. Скалин Ю.В.,Бернштейн А.Г., Финкевич А.Д. Цифровые системы передачи. – М.: Радио и связь, 1988. – 272 с.: ил. 11. СанПиН 2.2.4.3359-16 "Санитарно-эпидемиологические требования к физическим факторам на рабочих местах" от 21 июня 2016 г. N 81 http://ivo.garant.ru/#/document/71462000/paragraph/267:2 12. СП 419.1325800.2018 Производственные здания от 17.12.2008 N 813/пр. http://www.consultant.ru/cons/cgi/online.cgi?req=doc;base=STR;n=23761#0189999959051385 13. Справочник по учебному проектированию приемно-усилительных устройств; / Белкин М.К., Белинский В. Г., Мазор Ю.А.; под ред. Д-ра техн. наук М.К. Белкина. - Киев: Высшая школа. Главное изд-во, 1982 г. – 447 с. 14. Титце У., Шенк К. Полупроводниковая схемотехника: Справочное руководство. - М.: Мир, 1982 - 512 с.: ил. 15. Трудовой кодекс Российской федерации от 30.12.2001 N 197-Ф3 (ред. от 01.04.2019) http://www.consultant.ru/document/cons_doc_LAW_34683/ 16. Федеральный закон от 21.12.1994 N 69-ФЗ (ред. от 30.10.2008) «о пожарной безопасности». http://www.consultant.ru/document/cons_doc_LAW_5438/ 17. Федеральный закон от 22 июля 2008 г. N 123-ФЗ "Технический регламент о требованиях пожарной безопасности" http://ivo.garant.ru/#/document/12161584/paragraph/6166:5 18. Хачатуров Т.С. Экономика природопользования. - М.: издательство МГУ, - 1991.-271 с. 19. Хоровиц П., Хилл У. Искусство схемотехники: в 3-х томах: Т.1. Пер. с англ. - 4-е изд. Перераб. и доп. - М.: Мир, 1993. - 413 с., ил. 20. Шило В.Л. Популярные цифровые микросхемы: Справочник. - М.: Радио и связь, 1987г. – 352 с.
Отрывок из работы

1 Анализ технического задания Несмотря на то, что проводные системы передачи тревожных сообщений занимают ведущее место в системах централизованного наблюдения, остается большое число нетелефонизированных объектов (квартир граждан, гаражей, дач, а также предприятий и организаций в стройиндустрии и так далее) для которых данные системы охраны непригодны. Причем, учитывая изменение экономической ситуации на рынке кабельной продукции, а также изменившиеся отношения с организациями связи, а именно удорожание оказываемых ими услуг по обслуживанию используемых для охраны телефонных линий, наиболее перспективным и экономически выгодным является использование для связи с системой централизованного наблюдения – радиоканала. Среди многочисленных устройств и систем охранно-пожарной сигнализации данные системы занимают особое место. Это обусловлено, с одной стороны, важными дополнительными преимуществами, такими, как отсутствие соединительных проводов и быстрота установки, с другой, возникновение ряда специфических особенностей, связанных с надежностью канала связи, помехоустойчивостью, ресурсом источников питания и другими особенностями. При внедрении охранно-пожарной системы всегда уделяют большое внимание таким показателям, как количество абонентов, которых можно к ней подключить, и дальность действия. Система будет получать данные от двенадцати различных датчиков. Эти данные будут представлять собой двенадцать простых сообщений, объединенных в общий сигнал. Метод разделения сообщений – кодовое разделение. Радиус действия системы является средним показателем систем такого рода и ее можно с успехом использовать не только в средних по площади городах, но и в крупных, применяя ретрансляторы. Радиус действия разрабатываемой системы 5 км. Так как требуется одновременная передача и прием нескольких тревожных сообщений, то необходимо использовать дуплексную систему радиосвязи. В качестве индикатора будут использоваться либо светодиоды, либо цифровой индикатор. Дальнейшие параметры нашего устройства, такие как напряжение питания и отношение сигнал/шум на входе приемника являются наиболее распространенными для такого рода устройств охранно-пожарной сигнализации. Так как по техническому заданию никаких особенных требований к охранной системе не предъявляется, то разрабатываемая система будет стандартной комплектации. 2 Разработка структурной схемы системы 2.1 Обзор методов передачи тревожных сообщений Современные условия жизни человека, в частности, рост криминальности в обществе, приводят к необходимости организации защиты таких общечеловеческих прав, как право на жизни и здоровье, собственность материальную и интеллектуальную. Средства защиты этих прав развивались достаточно длительный период времени и прошли путь от простейших средств физической защиты до современных эффективных комплексных многофункциональных систем защиты. В состав комплексной системы защиты, представляемой на рисунке 2.1, входят следующие элементы: 1) детекторы вторжения, формирующие тревожные сигналы при вторжении на охраняемый объект; 2) пожарные детекторы, регистрирующие возникновение пожара на объекте; 3) устройства наблюдения, позволяющие постоянно просматривать оперативную обстановку в контролируемых зонах; 4) датчики состояния окружающей среды, контролирующие температуру воздуха, давление, радиационную обстановку, концентрацию вредных примесей в воздухе и многие другие параметры окружающей среды; 5) датчики контроля параметров оборудования, отклонение которых от нормального может привести к материальным потерям, к разрушениям этого оборудования или возникновению ситуации опасной для жизни или здоровья человека; 6) датчики контроля состояния системы защиты, контролирующие состояние и работоспособность системы, и формирующие тревожные сигналы при нарушении режима работы или попытке вмешательства в элемент системы. Рисунок 2.1 – Структурная схема комплексной системы защиты. Наряду с описанными выше типами датчиков могут быть и комбинированные датчики, детекторы или извещатели, решающие несколько задач одновременно, например, охранно-пожарные извещатели, регистрирующие как вторжение на охраняемый объект, так и пожар. Информация от этих устройств поступает на систему сбора и обработки информации. Уровень, задач, решаемых этой системой, может быть различным. В простейшем случае, это некоторое устройство, например, реле, включающееся от сигналов детектора и управляющее средствами оповещения. Это могут быть и более сложные устройства, к примеру, микропроцессор или персональная ЭВМ. В общем случае, система обработки информации выполняет следующие основные задачи: 1) сбора и обработки информации, поступающей от детекторов и датчиков; 2) выявления аварийных ситуаций на основе анализа этой информации и информации, поступающей с системы регистрации и контроля доступа и управления; 3) оповещение о возникшей ситуации через каналы связи системы централизованного наблюдения и аварийных служб; 4) включения устройств оповещения о возникшей ситуации: акустической (сирена, звонок), оптической и речевой сигнализации; 5) включения устройств управления средствами защиты и противодействия возникшей ситуации (например, автоматизированных средств пожаротушения и дымоудаления); 6) регистрация изменений состояния системы, таких как включение на охрану, снятие с охраны, тревоги, программные изменения в системе и т. п. Устройства управления осуществляют переключение системы защиты в режим охраны, снятие с охраны, включение режимов дневного наблюдения и других режимов. Обычно они представляют собой клавиатуры (пульт управления), с которых пользователи, имеющие право на управление системой, осуществляют необходимые переключения или вносят изменения в алгоритм функционирования системы. Устройства оповещения предназначены: 1) для информирования служб охраны объекта о возникновении нештатной ситуации; 2) для привлечения оповещения лиц, работающих на охраняемых объектах об аварийной ситуации; 3) для привлечения внимания окружающих или милиции к охраняемому объекту при попытке проникновения или кражи, пожаре или в других ситуациях. Наиболее широко распространенные средства оповещения – это сирена, звонок, мигающие лампы-вспышки. Современные системы позволяют формировать также речевые сообщения на различных языках. На систему обработки информации поступают также данные с системы контроля и регистрации доступа на защищаемый объект. Системы контроля доступа могут быть различными по принципу действия устройств опознавания каждого пользователя. Простейшие, хорошо всем известные способы опознавания, основаны на непосредственном общении с охраной, на использовании пропусков, личных кодов, паролей и т. п. Современные системы опознания пользователей используют идентификационные карточки с магнитным, электронным или оптическим кодированием; специальные электронные замки с ключами, имеющими встроенные микросхемы. Системы защиты объектов могут быть: а) пассивными, только предупреждающими о возникшей ситуации или возможности ее возникновения; б) активными, противодействующими возникшей ситуации и препятствующие ее дальнейшему развитию. Если система защиты объекта не является автономной, а включена в систему централизованного наблюдения, то кроме непосредственных действий по предотвращению аварийной ситуации система сбора и обработки информации передает данные при помощи системы связи по каналу связи на пункт централизованной охраны. С последнего, в свою очередь, производится оповещение соответствующих служб о месте и характере аварийной ситуации, а также о требуемых мерах. Система связи обеспечивает преобразование передаваемой информации в сигналы, соответствующие типу канала связи (телефонная линия, радиоканал). В системах централизованного наблюдения обычно используются: 1) системы, осуществляющие связь по телефонным каналам связи с переключением на время охраны телефонными линиями (используют для охраны телефонизированных объектов). Причем телефонная связь с этими объектами в режиме охраны не возможна, так как специальная аппаратура, устанавливаемая на АТС, переключает телефонную линию охраняемого объекта с аппаратуры АТС на аппаратуру охранной сигнализации; 2) системы, использующие занятые телефонные линии, т. е. линии по которым сохраняется возможность ведения телефонных разговоров и одновременно передавать сигналы системы охраны. Как и первая группа систем централизованного наблюдения требует установки специальной аппаратуры на АТС, дополнительных приборов на охраняемых объектах; 3) системы, осуществляющие связь по обычным телефонным каналам, не требующие специальной установки специальной аппаратуры на АТС. При этом используются автодозвонщики, автоматически набирающие заранее запрограммированные номера телефонов и передающие специальные речевые сообщения или цифровые коды Для организации связи в системах защиты могут использоваться также линии кабельного телевидения, силовая и осветительная сети, линии связи вычислительных сетей, радиовещательные сети и другие линии. Проводные системы передачи тревожных сообщений в настоящее время занимают ведущее место в системах централизованного наблюдения, в условиях огромного числа телефонизированных объектов, квартир граждан, а также предприятий и организаций. Другие линии связи являются вспомогательными по отношению к проводным и применяются тогда, когда нет возможности использовать проводные линии связи, например, когда объект не телефонизирован или же качество проводного канала связи оставляет желать лучшего. В качестве вспомогательной линии связи чаще всего используется радиоканал. Состояние охраняемого объекта, изменения в его работе можно наблюдать при помощи устройств отображения информации. Эти устройства позволяют наблюдать следующее: ? состав системы защиты и охраняемого объекта, например, план объекта и расположение различных детекторов; ? в каком состоянии находятся элементы системы защиты; ? состояние всей системы, а, следовательно, и защищаемого объекта в целом. Простейшие устройства отображения информации представляют собой индикаторные лампы или светодиоды, соответствующие определенному объекту и его состоянию. Это может быть жидкокристаллический дисплей, на котором индуцируется соответствующий плакат, например, название нарушенной зоны или состояние системы. Это может быть монитор, на экране которого отображается план охраняемого объекта и его состояние. Изменение в состояние системы защиты фиксируется устройствами регистрации данных. К ним относятся следующие устройства: запоминающие устройства ЭВМ (магнитные диски), магнитофон или печатающее устройство. При этом обычно фиксируется дата и время происшедшего события и само событие (какой пользователь включил систему на охрану, кто снял с охраны и другое). Практическая реализация такой комплексной системы защиты объектов является сложной и дорогостоящей задачей, да и не на всех объектах целесообразно устанавливать такие системы. Решение вопросов, связанных с защитой объектов, может быть осуществлено не только в комплексе, в единой системе, но также и по отдельности. К таким системам, выполняющим одну задачу, относятся системы охраны объектов. В зависимости от сложности, система охраны состоит из различных элементов (разного количества и разного типа). Но у всех систем есть общие основные элементы. К их числу относятся: 1) охранные извещатели или детекторы – это устройства, которые обнаруживают вторжение на охраняемый объект. Это могут быть различные устройства, от простейших (например, контактов, срабатывающих при открывании двери или окна) до сложных, обнаруживающих появление кого-либо в охраняемом помещении с помощью невидимого инфракрасного излучения и (или) радиоволн; 2) блок управления – устройство, которое анализирует сигналы, поступающие от извещателей, и принимает решение о вторжении на охраняемый объект и тем или иным способом сообщает об этом; 3) клавиатура, с помощью которой происходит установка объекта, имеющего свой номер, на охрану, а также снятие с данного объекта; 4) резервный блок питания, позволяющий сохранять работоспособность всей системы сигнализации при отключении сетевого питания; 5) тревожная кнопка, при нажатии которой, в блоке управления вырабатывается тревожное сообщение, поступающее на пункт централизованной охраны и (или) срабатывают звуковые или световые оповещатели (сирена, стробирующая вспышка и т. п.), или по желанию пользователя происходит "тихая" тревога (без включения внешних световых или звуковых оповещателей). Примерная простейшая система охраны объекта изображена на рисунке 2.2 Рисунок 2.2 – Система охраны объекта Системы передачи извещений (СПИ) о проникновении и о пожаре являются основой комплекса централизованной охранно-пожарной сигнализации объекта. Системы передачи извещений – это совокупность совместно действующих технических средств для передачи по каналам связи и приеме в пункте централизованной охраны извещений о проникновении на охраняемые объекты и (или) пожаре на них, служебных и контрольно-диагностических извещений, а также для передачи и приема команд телеуправления. Системы передачи извещений разделяются по разным признакам, перечислим основные из них 1) по количеству охраняемых объектов - информационной емкости делят системы: ? с постоянной информационной емкостью; ? с возможностью наращивания информационной емкости; 2) по информационности подразделяют на системы: ? малой информативности - до двух видов извещателей; ? средней информативности - от трех до пяти видов извещателей; ? большой информативности - свыше пяти видов извещателей; 3) по типу используемых проводных линий: ? линии телефонной сети, в том числе переключаемые; ? специальные линии связи; 4) по количеству направлений передачи информации: ? однонаправленная передача информации; ? двунаправленная передача информации (при наличии обратного канала связи); 5) по виду формата сообщения; ? с постоянным форматом сообщения; ? с переменным форматом сообщения; 6) по алгоритму обслуживания объектов: ? неавтоматизированные - с ручным "взятием" объектов под охрану и "снятием" с охраны путем ведения телефонных переговоров дежурного пульта управления с представителем администрации охраняемого объекта; ? автоматизированные - с автоматическим "взятием" и "снятием" с охраны (без ведения телефонных переговоров); 7) по способу отображения поступающей на пульт централизованного наблюдения информации: ? с индивидуальным или групповым отображением информации в виде световых и звуковых сигналов; ? с отображением информации на дисплеях с применением устройств обработки и накопления банка данных. С охраняемых объектов могут передавать следующие виды извещений: "Тревога", "Проникновение", "Пожар", "Неисправность", "Взятие", "Снятие", "Наряд", а также адреса объектов и другая служебная и диагностическая информация. 2.2 Структурная схема системы Так как передача сигнала тревоги ведется на пульт централизованного наблюдения, а далее сигнал ретранслируется на пейджер пользователя, то данная охранная система будет иметь несколько особенностей. Структурная схема системы охранно-пожарной сигнализации приведена на рисунке 2.3. В состав комплексной защиты, представленной на рисунке 2.3, входят: ? детекторы (детекторы вторжения, пожарные детекторы …); ? кодирующее устройство; ? передатчик на 433 МГц; ? устройство управления, осуществляющее переключение системы защиты в режим охраны, снятие с охраны, включение режимов дневного наблюдения и других режимов. Обычно оно представляет собой клавиатуру, с которой пользователи имеют право на управление системой. ? приемник на 433 МГц; ? декодирующее устройство; ? передатчик на пейджер пользователя; ? пейджер пользователя; Рисунок 2.3 – Структурная схема охранной системы. Детекторы снимают показания о состоянии охраняемого объекта и посылают данные на кодирующее устройство. Кодирующее устройство принимает данные от детекторов, кодирует их и пересылает на передатчик. Далее данные поступают на пульт наблюдения пользователя, где в случае срабатывания какого-либо детектора загорается световая индикация, показывающая номер сработавшего датчика. Далее данные поступают на пейджер оператора охранной системы, который в случае срабатывания детектора подает звуковой сигнал тревоги. 3 Разработка функциональной схемы системы Функциональная схема радиоохранной системы представлена на рисунке 3.1 Рисунок 3.1 – Функциональная схема радиоохранной системы Шифратор команд вырабатывает пачки импульсов отрицательной полярности. Частота повторения пачек импульсов равна f/32, где f - частота задающего генератора. С задающего генератора импульсы поступают на счетчик и на элемент совпадения. Импульсы частотой f через этот элемент будут проходить тогда, когда триггеры находятся в единичном состоянии. Счетный триггер переключается после каждого 16-го импульса, поступающего на счетчик. Свободные входы триггера объединены и подключены через резистор сопротивлением 1 кОм к плюсовому выводу источника питания. RS-триггер устанавливается в единичное состояние по нулевому уровню сигнала на выходе 0 дешифратора и в нулевое состояние - по нулевому уровню сигнала на том из выходов дешифратора, который подключен к выводу 2 триггера через контакты одной из кнопок. Число импульсов в пачке равно номеру нажатой кнопки. Если не нажата ни одна из кнопок, то шифратор вырабатывает пачки по 16 импульсов, так как RS триггер не переводится в нулевое состояние. Далее сигнал поступает на ЧМ генератор, предназначенный для получения частотной модуляции. В последующих каскадах передатчика происходит умножение частоты. Выходное буферное устройство и один из транзисторов микросхемы используются, соответственно, как утроитель и еще один утроитель частоты передатчика. Выходной транзистор в микросхеме - это линейный усилитель. Далее сигнал поступает на утроитель частоты. Блок умножителей частоты предназначен для повышения частоты ЧМ генератора до значения, соответствующего выбранному частотному диапазону и, что очень важно, благодаря ему, возможно увеличение девиации частоты за счет умножения. Высокочастотные колебания усиливаются в усилителе мощности и излучаются передающей антенной в свободное пространство. Затем сигнал принимается приемной антенной и поступает на приемное устройство. С приемного устройства сигнал попадает на декодер. Дешифратор команд собран на четырех микросхемах. За время между двумя импульсами отрицательной полярности частотой f конденсатор не успевает зарядиться до напряжения, достаточного для того, чтобы перевести селектор импульсов в нулевое состояние, и на выходе сохраняется уровень сигнала, соответствующий логическому 0. В течение же промежутка времени между пачками импульсов конденсатор заряжается до единичного напряжения на выводе 2 селектора импульсов и на выходе появляется сигнал 1. Диод обеспечивает быструю разрядку конденсатора. По спаду импульсов с выхода селектора импульсов счетчик устанавливается в нулевое состояние, а из их фронтов дифференцирующая цепь формирует импульсы записи информации со счетчика в запоминающий узел на триггере. При одном импульсе в пачке счетчик остается в нулевом состоянии, при двух он переходит в состояние 1, при трех - в состояние 2 и т. д. 4 Разработка кодирующего устройства Функциональная схема кодирующего устройства представлена на рисунке 4.1. На рисунке представлены узлы, из которых состоит устройство: ? тактовый генератор; ? счетчик импульсов; ? дешифратор импульсов; ? счетный триггер; ? блок сравнения. Рисунок 4.1 – Функциональная схема кодирующего устройства Для более полного понимания работы схемы опишем каждый функциональный блок кодирующего устройства. 4.1 Тактовый генератор Тактовый генератор представлен на рисунке 4.2. Он представляет собой микросхему - К155ЛА3. Это микросхема с логикой И - НЕ, параметры микросхемы приведены ниже: ? I°вых = 16 мА; ? I1пот = 8 мА; ? I°пот = 12 мА; ? t0,1зд.р = 22 нс; ? t1,0зд.р = 15 нс. Рисунок 4.2 – Микросхема К155ЛА3 Данные появятся на её выходе, если на вход подано активное напряжение низкого уровня. Выход данных перейдет в разомкнутое состояние Z, если на вход подеется напряжение высокого уровня. Во время состояния Z микросхема потребляет ток IZпот. Время задержки перехода выхода к разомкнутому состоянию – t1,Zзд (от напряжения высокого уровня), аналогичное время размыкания от напряжения низкого выходного уровня t0,Zзд. 4.2 Счетчик импульсов Счетчик импульсов является четырехразрядным, асинхронным счетчиком пульсаций. Его структурная схема и цоколевка показаны на рисунке 4.3 и рисунке 4.4 соответственно Рисунок 4.3 – Структурная схема микросхемы К155ИЕ5 Рисунок 4.4 – Цоколевка микросхемы К155ЕИ5 Счетчик имеет 2 части: делитель на 2 (выход Q0; тактовый вход C0) и делитель на 8 (выходы Q1 - Q3 ;тактовый вход С1). 4.3 Дешифратор Дешифратор – это микросхема К155ИД3, позволяющий преобразовать четырехразрядный код, поступивший на входы А0 – А3 в напряжение низкого логического уровня, появляющееся на одном из 16 выходов . Дешифратор имеет два входа разрешения дешифрации и . По входам и даются сигналы разрешения выходов, устранять текущие выбросы, которыми сопровождается дешифрация кодов, появляющихся не строго синхронно (например, поступающих от счетчика пульсаций). Чтобы разрешить прохождение данных на выходы, на входы и следует дать напряжение низкого уровня. Структурная схема микросхемы К155ИД3 приведена на рисунке 4.5. Рисунок 4.5 – Структурная схема микросхемы К155ИДЗ 4.4 Триггер На функциональной схеме блок триггер состоит из двух триггеров: счетного триггера и RS – триггера. Счетный триггер – микросхема К155ТВ1, представлен на рисунке 4.6, а его цоколевка – на рисунке 4.7. Рисунок 4.6 – Структурная схема микросхемы К155ТВ1 Рисунок 4.7 – Цоколевка микросхемы К155ТВ1 Триггер имеет инверсные входы установки и сброса . Каждый из входов J и К снабжен трехвходовым логическим элементом И, поэтому у микросхемы три входа J (J1 – J3) и три входа К (К1 – КЗ). У триггера есть тактовый вход и комплементарные выходы Q и . RS – триггер представляет собой микросхему К155ЛАЗ. Описание микросхемы представлено в разделе 4.1. 4.5 Блок сравнения Блок сравнения представляет собой элемент совпадения. Этот элемент собран на базе микросхемы К155ЛА4. Структурная схема микросхемы К155ЛА4 представлена на рисунке 4.8. Рисунок 4.8 – Структурная схема микросхемы К155ЛА4. параметры микросхемы приведены ниже: ? I°вых = 16 мА; ? I'пот = 6 мА; ? I°пот = 16,5 мА; ? =22 нс; ? =15 нс. Данные появятся на её выходе, если на вход подано активное напряжение низкого уровня. Выход данных перейдет в разомкнутое состояние Z, если на вход подается напряжение высокого уровня. Во время состояния Z микросхема потребляет ток . Время задержки перехода выхода к разомкнутому состоянию - (от напряжения высокого уровня), аналогичное время размыкания от напряжения низкого выходного уровня . 4.6 Кодирующее устройство Шифратор команд показан на Рисунке 4.9 Рисунок 4.9 – Шифратор команд Шифратор команд вырабатывает пачки импульсов отрицательной полярности. Частота повторения пачек импульсов равна f/32, где f – частота задающего генератора, выполненного на логических элементах DD1.1 и DD1.2 (рисунок 4.9) по схеме симметричного мультивибратора. С задающего генератора импульсы (рисунок 4.14) поступают на счетчик DD2 и на элемент совпадения DD4. Импульсы частотой f через этот элемент будут проходить тогда, когда триггеры DD3, DD1.3 и DD1.4 находятся в единичном состоянии (графики 2 и 3; рисунок 4.14). Счетный триггер DD3 переключается после каждого 16-го импульса, поступающего на счетчик DD2. Свободные входы триггера DD3 объединены и подключены через резистор сопротивлением 1 кОм к плюсовому выводу источника питания. RS-триггер DD1.3 и DD1.4 устанавливается в единичное состояние по нулевому уровню сигнала на выходе 0 (вывод 1) дешифратора DD5 и в нулевое состояние – по нулевому уровню сигнала на том из выходов дешифратора, который подключен к выводу 2 элемента DD1.4 через контакты одной из кнопок SB1 – SB15. Число импульсов в пачке равно номеру нажатой кнопки. Если не нажата ни одна из кнопок, то шифратор вырабатывает пачки по 16 импульсов, так как RS триггер DD1.3 и DD1.4 не переводится в нулевое состояние. 4.7 Декодирующее устройство Функциональная схема декодирующего устройства представлена на рисунке 4.10. На рисунке представлены узлы, из которых состоит устройство: ? буфер входа; ? счетчик импульсов; ? дешифратор импульсов. Рисунок 4.10 – Функциональная схема декодирующего устройства Буфер входа представляет собой триггер и селектор импульсов. Селектор импульсов сделан на базе микросхемы К155ЛА3. Триггер собран на базе микросхемы К155ТМ7; счетчик и дешифратор – К155ИЕ5 и К155ИД3 соответственно. Микросхемы К155ЛА3, К155ИЕ5 и К155ИД3 описаны выше, поэтому остановимся подробней на микросхеме К155ТМ7. Эта микросхема содержит две пары D - триггеров.
Не смогли найти подходящую работу?
Вы можете заказать учебную работу от 100 рублей у наших авторов.
Оформите заказ и авторы начнут откликаться уже через 5 мин!
Служба поддержки сервиса
+7(499)346-70-08
Принимаем к оплате
Способы оплаты
© «Препод24»

Все права защищены

Разработка движка сайта

/slider/1.jpg /slider/2.jpg /slider/3.jpg /slider/4.jpg /slider/5.jpg