Proiect Electronica Digitala

  • Published on
    31-Oct-2015

  • View
    35

  • Download
    0

Embed Size (px)

DESCRIPTION

retweryewr

Transcript

Proiect 12537

Universitatea dinCraiovaFacultatea de Inginerie in Electromecanica,Mediu si Informatica Industriala

PROIECTELECTRONICA DIGITALA

AUTOMAT SECVENTIAL SINCRONSECVENTA: 04517

Profesor coordonator: prof. univ. dr. ing. Dan MIHAI

Student: MEMU Florinel-Elvis Grupa: 12304 B2009 - 2010

Circuitele digitale folosite in cadrul proiectului vor fi din categoria CMOS, alimentate la 12 V. Sursa de alimentare folosita este o sursa in comutatie, produsa de Mean Well, stabilizata la 12 Vcc, 1.25 A cu protectie la scurt-circuit, avand o plaja de alimentare foarte mare 85-264 Vca si frecventa de alimentare 47-63 Hz.

Pentru ciclul descris prin secventa 0-4-5-1-7, diagrama de stari este:

00010010111100104517

Etapele de lucru: Proiectarea blocului secventiator (BS) Proiectarea blocului de comenzi (BC) Proiectarea generatorului de impulsuri cu frecventa variabila (GIFV) Proiectarea blocului de vizualizare (BV)

Schema bloc a proiectului:

SAGIFVBCBSDRBV

1. Proiectarea Blocului Secventiator (BS): Secventiatorul sau generatorul de etape este elementul central al proiectului. Acesta trebuie sa genereze secventa personalizata 04517. BS este sintetizat cu bistabile J-K conectate intre ele prin porti logice dupa functiile deduse din secventa 04517.

CBB tip J-K: Tabel de adevarJKQ(t)Q(t+1)

0000

0011

0100

0110

1001

1011

1101

1110

CBB tip J-K: Tabel de intrari necesare pentru a obtine comutarile doriteQ(t)Q(t+1)JK

000X

011X

10X1

11X0

initalfinalintrari

Tabela de succesiune a starilor pentru secventa 04517:CBAJcKcJbKbJaKa

0001X0X0X

100X00X1X

101X10XX0

0011X1XX0

111X1X1X1

000

Din tabela de succesiune a starilor se va extrage cate o diagrama KV pentru fiecare intrare de bistabil, rezultand astfel 4 functii logice minimizate:

Diagrame KV: Intrare Jc: Intrare Kc:AC0011

B0110

0XYY0

1XY11

Jc=1 , se leaga la +Vcc Kc = AIntrare Jb: Intrare Kb:AC0011

B0110

00YY0

11YX0

Kb =1 , se leaga la +Vcc

Jb = A Intrare Ja: Intrare Ka: AC0011

B0110

00YY1

1XYXX

AC0011

B0110

0XYYX

10Y1 0

Ja = C Ka = B

Schema blocului secventiator:

Pentru realizarea fizica a blocului secventiator se vor folosi urmatoarele componente:- C.I. din seria 4081B cu patru porti AND si doua intrari fiecare, realizate in tehnologie CMOS si poate fi alimentat la 3-15 Vcc.

- C.I. din seria 4011B cu patru porti NAND cu doua intrari fiecare, realizate tot in tehnologie CMOS Pentru simplificarea schemei poarta AND va fi realizata cu ajutorul C.I. HEF 4011B , produs de Philips Semiconductors, care contine patru porti NAND cu doua intrari fiecare si este realizat in tehnologie CMOS.Tensiunea de alimentare 12 Vcc.

Pentru realizarea portii AND cu ajutorul I.C. HEF 4011B se vor folosi doua porti NAND, legandu-se iesirea unei porti NAND la intrarile celei de a doua poarta. Pinul 3 se va conecta la pinul 5 si la pinul 6, folosindu-se ca intrari ale portii AND create pinul 1 si pinul 2 iar pinul 4 va fi iesirea portii AND. Bistabilele de tip J-K: CI 4027/ HEF4027B produs de Philips Semiconductors. Acest CI contine doua bistabile J-K activate pe frontul pozitiv al clock-ului (ceasului). Fiecare bistabil are intrari independente pentru clock, set si clear. Comenzile Set si Clear sunt asincrone, active pe High (1) si au prioritate fata de clock. Avand in vedere ca la realizarea blocului secventiator sunt necesare 3 bistabile de tip J-K, vom folosi 2 CI HEF4027B. Intrarile pentru clock (ceas), clear si set ale bistabilelor vor fi interconectate. Nivelele logice de pe intrarile J si K controleaza tensiunea bistabilului, starea acestuia schimbandu-se sincron cu frontal pozitiv al semnalului de tact (de pe intrarea CLOCK). Functia SET si RESET sunt independente de tact si sunt active atunci cand nivelul logic 1, apare fie la intrarea SET, fie la intrarea RESET. Tensiunea de alimentare: 12Vcc.

2. Proiectarea Blocului de Comenzi (BC) Blocul de comenzi preia comenzile externe de la operator, le memoreaza si, in functie de acestea, comanda blocul secventiator (BS). In acest sens se vor folosi butoate cu revenire normal-deschise pentru comenzile START, STOP si INIT . Schema blocului de comenzi (BC):

Comezile START si STOP sunt preluate si prelucrate de un circuit basculant bistabil realizat cu porti NAND. Pentru aceasta se poate adopta urmatoarea solutie: pentru realizarea circuitului basculant bistabil se poate folosi un C.I. HEF 4093B produs de Philips Semiconductors, care contine patru porti Trigger Schmitt. Fiecare dintre acestea functioneaza ca o poarta NAND cu doua intrari, cu actiune de Trigger Schmitt pe ambele intrari. Poarta comuna si nivelele de tensiune diferite, pentru semnalele crescator si respectiv descrescator. Tensiunea de alimentare 12 V.

Pentru a folosi I.C. 4093B se vor conecta doua porti NAND in asa fel incat sa se obtina efectul basculant bistabil. Pinul 2 se conecteaza la Pinul 4, Pinul 5 la Pinul 3, iesirea din circuitul basculant facandu-se prin Pinul 3.Comanda INIT se va face tot prin porti Trigger-Schmitt cu prag de declansare precis. Se va folosi acelasi CI din familia 4093: HCF 4093B. CI 4093 este format din patru circuite Trigger-Schmitt. Fiecare circuit functioneaza ca o poarta NAND cu 2 intrari, cu actiune Trigger-Schmitt pe ambele intrari. CI CD4093 are o imunitate la zgomot mai mare de 50%. Pentru comanda INIT se va folosi una dintre aceste porti. Toate intrarile nefolosite se vor conecta la logic VSS (logic 0), toate iesirile nefolosite se vor lasa libere:

INIT: Poarta 1 (intrari: pinul 1 si 2 / iesirea pinul3)

In cadrul BC pentru semnalele de comanda date de operator pentru a realiza functiile START, STOP si INIT se vor folosi butoane tip push button cu revenire cate o culoare pentru fiecare functie in parte astfel: - buton culoare rosu pentru comanda STOP (cod: PS-03 R)

- buton culoare verde pentru comanda START(cod: PS-03 G)

- buton culoare galben pentru comanda INIT(cod: PS-03 Y) Furnizor S.C. Transfer Multisort Elektronik srl Timisoara

Caracteristici electrice:Rated current and voltage : 50 mA 35V DCContact resistance max. : 30 mOInsulation resistance min. : 100 MOElectrical life : 100 000 operationsTemperature range : -20C to +60C

Pentru vizualizarea comenzilor din BC se vor folosi 3 LED-uri de 5 mm astfel: START culoare verde STOP culoare rosu INIT culoare galbenFurnizor: www.ledshop.ro

Led 5mm

- Culoare Galben, Rosu, Verde

- Lentila transparenta

- Intensitate luminoasa 12CD(1.7lm)

- Unghi de vedere (2 1/2) 25

- Tensiune de alimentare 1.9 - 3.1V (max)

- Tensiune de alimentare inversa (Vr) 5V (max)

- Intensitate 20 ma (max)

- Timp de functionare 100.000 ore

- Temperatura de lucru - 20/ 80

- Temperatura de stocare - 40/ 100

- Temperatura de lipire 260 @ 5sec

Calcul rezistente pentru LED-uri de 3V, =5, Iled=20mATranzistor de comutatie 2N2221

Se va alege R1=470

Se va alege R2=22K

Schema montaj LED:

Calcul grup RC din blocul de comanda pentru comenzile START, STOP si INIT.

Se alege din catalog pentru CI HEF 4093 B tensiunea pozitiva (Vp) si tensiunea negativa (Vn) pentru temperatura mediului ambiant =25 Vp=6,2VVn=5,0VPractic Vp = = 6 VRC = = , unde =50 ms pentru comenzile START, STOPSe alege condensatorul electrolitic polarizat de valoare C=10 F/25VR = = = 7215 => R se alege de 8,2 kPuterea disipata = = = 0,17 W Rezistentele pentru comenzile START, STOP realizeaza polarizarea intrarilor CBB, iar condensatorul realizeaza o comanda implicita de tip STOP sau RESET la punerea sub tensiune a controlerului. Rezistenta aleasa este de tip pelicula carbon 8,2 k/0,6 W cod 21734, toleranta 1%, furnizor S.C. Adelaida Craiova.La circuitul de initializare, grupul RC se dimensioneaza asemanato