 |
2.1.3 Выбор транзисторов. 2.1.4 Выбор разъемов. 2.1.5 Выбор микросхем
|
|
|
|
2. 1. 3 Выбор транзисторов
Транзисторы – это полупроводниковые приборы, служащие для усиления мощности и имеющие три вывода или больше. В транзисторах может быть разное число переходов между областями с различной электропроводностью. Наиболее распространены транзисторы с двумя n-p-переходами, называемые биполярными, так как их работа основана на использовании носителей заряда обоих знаков. Первые транзисторы были точечными, но они работали недостаточно устойчиво. В настоящее время изготавливаются и применяются исключительно плоскостные транзисторы.
Исходными данными для выбора транзисторов являются:
– назначение цепи, в которой устанавливается транзистор;
– коэффициент усиления;
– прямой и обратный токи;
– коэффициент обратной связи;
– режим цепи.
В разрабатываемой схеме можно использовать полевые транзисторы BSS138, BF998, 2N4091, 2SK1119, IRLML5203, MTP3N60, BUK444-800B, IRF540N. Выбираем транзисторы IRLML5203, так как они имеют оптимальные технические характеристики и малую стоимость [10]. Корпус и габаритные размеры приведены на рисунке 4.
Технические параметры IRLML5203 [10]:– структура p-канал;
– максимальное напряжение сток-исток Uси, В минус 20;
– максимальный ток сток-исток при 25 0С Iси макс.. А минус 3, 78;
– максимальное напряжение затвор-исток Uзи макс., В ±12;
– сопротивление канала в открытом состоянии Rси вкл., МОм 65;
– максимальная рассеиваемая мощность Pси макс.. Вт 1, 3;
– крутизна характеристики, S 6;
|
|
|
– корпус SOT23;
– пороговое напряжение на затворе минус 0, 95.
Рисунок 4
2. 1. 4 Выбор разъемов
Исходя из требований, предъявляемых к схемотехническому решению и эргономических соображений, выбираем разъемы серии CWF-3R (рисунок 5) [11].
Технические характеристики разъемов:
– сопротивление изолятора, МОм 100;
– сопротивление контактов, Ом 0, 03;
– предельный ток через контакт, А 1, 5;
– рабочее напряжение, В 50;
– предельное напряжение, В 500.
Рисунок 5
2. 1. 5 Выбор микросхем
Интегральная микросхема выполняет определенные функции обработки (преобразования) информации, заданной в виде электрических сигналов: напряжений или токов. Электрические сигналы могут представлять информацию в непрерывной (аналоговой), дискретной и цифровой форме.
Микросхемы выбираются исходя из назначения и параметров схемы:
– потребляемый ток;
– быстродействие;
– рассеиваемая мощность;
– напряжение питание;
– входное сопротивление;
– температура и др.
Интегральные микросхемы делятся так же по назначению:
– стабилизаторы;
– счётчики;
– усилители;
– триггеры;
– стабилизаторы;
– таймеры.
Выбор микроконтроллера
В качестве микроконтроллера можно использовать микросхемы PIC16F913-I/SS, PIC16F913-I/SP, PIC16F913-I/SO, ATtiny13-20SU. В разработанной схеме используется микросхема ATtiny13-20SU (рисунок 6), которая сочетает в себе функции процессора и периферийных устройств, содержит ОЗУ и ПЗУ [12]. По сути, это однокристальный компьютер, способный выполнять простые задачи.
|
|
|
AVR – самая обширная производственная линии среди других флэш-микроконтроллеров корпорации Atmel. Достоинствами микроконтроллеров Atmel являются:
– малое удельное энергопотребление (мА/МГц);
– расширенный диапазона питающих напряжений (до 1, 8 В);
– быстродействие до 16 млн. операций в секунду;
– реализация функции самопрограммирования;
– совершенствование и расширение количества периферийных модулей (радиочастотный передатчик, USB-контроллер, драйвер ЖКИ, программируемая логика, контроллер DVD, устройства защиты данных) и др.
Отличительные особенности микроконтроллеров серии ATtiny:
– 8-разрядный высокопроизводительный AVR микроконтроллер с малым потреблением;
– прогрессивная RISC архитектура;
– 130 высокопроизводительных команд, большинство команд выполняется за один тактовый цикл;
– 32 8-разрядных рабочих регистра общего назначения;
– полностью статическая работа;
– приближающаяся к 16 MIPS (при тактовой частоте 16 МГц) производительность;
– встроенный 2-цикловый перемножитель;
– энергонезависимая память программ и данных;
– 8 Кбайт внутрисистемно программируемой Flash памяти (In-System Self-Programmable Flash);
– обеспечивает 1000 циклов стирания/записи;
– дополнительный сектор загрузочных кодов с независимыми битами блокировки;
– обеспечен режим одновременного чтения/записи (Read-While-Write);
– 512 байт EEPROM;
– обеспечивает 100000 циклов стирания/записи;
– 1 Кбайт встроенной SRAM;
– программируемая блокировка, обеспечивающая защиту программных средств пользователя;
– встроенная периферия;
– два 8-разрядных таймера/счетчика с отдельным предварительным делителем, один с режимом сравнения;
– счетчик реального времени с отдельным генератором;
– три канала PWM;
– программируемый последовательный USART;
– программируемый сторожевой таймер с отдельным встроенным генератором;
– встроенный калиброванный RC-генератор;
– выводы I/O и корпуса;
– 8-выводной корпус SO (рисунок 14);
– рабочие напряжения от 4, 5 до 5, 5 В;
– рабочая частота от 0 до 16 МГц.
|
|
|
Рисунок 6
Рисунок 7
Выбор дешифратора двоичного кода
Дешифратор двоичного кода может быть реализован на логических микросхемах серий 155(133), 555(1533), 561 или 176 [13]. Дешифраторы двоичного кода К176ИД2 не имеет аналогов и при этом полностью совместима с микроконтроллером ATtiny13-20SU.
Микросхема К176ИД2 дешифратор двоичного кода в информацию для вывода на семисегментный индикатор с регистром-защёлкой и прямыми и инверсными комбинациями на выходе. Микросхема К176ИД2 применяется в схемах электронных часов и измерительных приборов. К ней возможно подключение светодиодного или люминисцентного индикатора.
Микросхема К176ИД2 принимет четырёхразрядный код D3... D0 от 0000 до 1001 - «девять». Более старшие комбинации не отображаются. Если на вход S (вывод 1) подаётся высокий уровень (логическая «1»), на выходе дешифратора появляется декодированный входной код. При S = «0» сигнал защелкиваетcя, и остается на индикаторе - при этом входы Dn сигнал не принимают [14].
Высокий уровень, поданный на вход K, гасит знак индикатора, низкий - разрешает индикацию.
Дешифратор К176ИД2 рассчитан на подключение светодиодных индикаторов с общим катодом или анодом.
При низком уровне сигнала на выводе M (вывод 6), активные выходные уровни дешифратора - высокие. Инверсный режим работы с подачей на вход М высокого уровня обеспечивает комбинацию для работы индикатора с общим анодом.
Назначение выводов дешифратора К176ИД2 приведено на рисунке 8, а габаритные размеры на рисунке 9.
Рисунок 8
Рисунок 9
Основные параметры микросхемы К176ИД2 приведены в таблице 3.
Таблица 3
| Напряжение питания номинальное | 9В±5% |
| Напряжение питания допустимое | 3.. 15В |
| Выходное напряжение " 0" | < 0, 3В |
| Выходное напряжение " 1" | > 7, 0В |
| Входной ток " 0/1" | < 0, 1мкА |
| Ток потребления: статический Динамический | < 100мкА < 200мкА |
| Ток утечки на выходе | < 2мкА |
| Входная ёмкость | < 10пФ |
| Выходной ток максимальный | 2мА |
| Диапазон температур | от минус 10 до плюс 70 °С |
|
|
|
