Организация подключения микросхемы ОЗУ в целом аналогична тому, как это произведено при подключении ПЗУ. Для разделения младших разрядов адреса и данных так же применим регистр на микросхеме ИР23. Управляющими сигналами здесь являются WR и RD МП. По сигналу WR происходит запись информации в ОЗУ, тогда как сигнал RD сопутствует считыванию информации.

Узел индикации и опроса кнопок пульта управления состоит из регистра сегмента индикатора, дешифратора разряда индикатора, собственно индикатора, клавиатурного поля 3 х 4.

В качестве индикатора выберем светодиодный индикатор АЛ318А красного свечения. В качестве регистра используем м/сх К555ИР27, а дешифратора К555ИД4.

К555ИД4 – восьмиразрядный дешифратор:

Напряжение питания 5 В;

Потребляемая мощность 10 мА

К555ИР27 – 8-ми разрядный регистр

Напряжение питания 5 В;

Потребляемая мощность 20 мА

Рассмотрим подключение электрически репрограммируемого ПЗУ 1568РР1.

К выходу RST микросхемы присоединим RC–цепочку, которая служит для нормальной работы внутреннего генератора напряжения записи. Параметры цепочки, рекомендуемые справочной литературой :

R14=22К, С7=22нФ.

Необходимо так же оценить тактовую частоту процессора. При требуемой скорости обработки информации необходимо обеспечить производительность процессора порядка 2 млн. оп/с. Такой производительностью микропроцессор будет обладать при использовании тактовой частоты 30 МГц. Таким образом частота кварцевого резонатора определена и равна 30 МГц. Схема внутреннего генератора требует также подключения двух внешних емкостей C3 и C4 по 20 пФ. Такие значения являются типовыми и рекомендуются в литературе, поэтому их расчёт не производится.

В качестве устройства гарантированного сброса и контроля питания
используем стандартную микросхему выполняющую эти функции. Такой элемент изготавливается многими фирмами-производителями.

3. Электрический расчёт

3.1. Краткие сведения о вторичных источниках питания

Современные устройства требуют бесперебойного, наёдежного электроснабжения. Для преобразования электрической энергии, получаемой от источников электроснабжения, её регулирования, стабилизации, резервирования, распределения и защиты на практике оборудуются электропитающие установки. Электропитающие установки вырабатывают электрическую энергию постоянного тока с номинальными напряжениями 60 и 24 В.

Снижение массы и габаритов вторичных источников электропитания в настоящее время является одной из наиболее важных проблем при разработке современных радиотехнических устройств. Основными направлениями улучшения массогабаритных и технико-экономических показателей устройств электропитания являются:

• использование новейших электротехнических материалов и перспективной элементной базы с применением интегрально-гибридной технологии;

• поиски новых эффективных схемотехнических решений;

• повышение частоты преобразования электрической энергии.

Повышение надежности, улучшение технико-экономических показателей, снижение стоимости аппаратуры в значительной степени зависят от правильного выбора и проектирования вторичных источников и систем электропитания в целом.

Широкое применение в современной радиоэлектронной аппаратуре получили вторичные источники электропитания с импульсным регулированием. Это объясняется, в первую очередь высокими энергетическими и объёмно-массовыми показателями. Коэффициент полезного действия таких источников может достигать 70-75% при входном напряжении 5В, при этом их удельная мощность составит 120…250 Вт/дм³ . Они строятся в основном на базе однотактных и двухтактных транзисторных преобразователях напряжения. Транзисторы в преобразователях работают в режиме переключения: это и объясняет высокие энергетические показатели источников с импульсным регулированием.

Применение современной базы позволяет осуществлять преобразование энергии на частотах до нескольких сотен килогерц, а в ряде случаев и выше.

Работа устройств на повышенных частотах позволяет уменьшить объём и массу электромагнитных элементов и ёмкость конденсаторов, и тем самым повысить удельные объёмно-массовые показатели.

В импульсных источниках применяются три способа регулирования:

• широтно-импульсный (ШИМ), при котором период коммутации постоянен, а время нахождения транзистора в области насыщения (отсечки) изменяется;

• частотно-импульсный (ЧИМ), при котором период коммутации непостоянен, а время нахождения транзистора в области насыщения (отсечки)постоянно;

• двухпозиционный (релейный), при котором и период, и относительное время отсечки, когда транзистор находится в области насыщения (отсечки), изменяются.

Однотактные и двухтактные преобразователи подразделяются на регулируемые и нерегулируемые.

В зависимости от типа преобразователя вход и выход его могут быть гальванически связаны или развязаны через трансформатор.

Однотактные преобразователи с гальванической связью входа и выхода находят широкое применение в качестве импульсных стабилизаторов или регуляторов напряжения и тока.

Однотактные и двухтактные регулируемые преобразователи с трансформаторным выходом применяются как самостоятельные источники вторичного электропитания.

Поэтому рассчитаем источник вторичного питания для питания разрабатываемого устройства.

3.2. Расчёт силовой части импульсного преобразователя

Выберем в качестве расчёта преобразователя однотактный регулируемый преобразователь с трансформаторным разделением входной и выходной цепей.

Однотактные регулируемые преобразователи находят широкое применение в источниках электропитания аппаратуры на выходные мощности от единиц до нескольких сотен ватт. Их широкое применение обусловлено такими достоинствами, как отсутствие схем симметрирования работы трансформатора, малое число силовых ключей, простота схемы управления. На рис. 5 изображена схема однотактного преобразователя с прямым включением диода VD2 и размагничивающей обмоткой.

Рисунок 5 Схема однотактного преобразователя с прямым включением диода и размагничивающей обмоткой

3.2.1. Принцип действия преобразователя

Когда транзистор VT1 открыт, напряжение Uвх оказывается приложенным к первичной обмотке трансформатора ₁. Диод VD2—открыт и энергия источника питания передается в нагрузку и запасается дросселем L. В интервале закрытого состояния транзистора энергия, накопленная дросселем, передается в нагрузку, а энергия, запасенная трансформатором через размагничивающую обмотку _р и диод VD_P, отдается в источник питания. Поскольку в установившемся режиме работы энергия, запасённая трансформатором на интервале открытого состояния транзистора, должна быть полностью рекуперирована в источник питания, то максимальное значение _max зависит от соотношения чисел витков обмоток ₁ и _р . Чем шире пределы регулирования, тем больше значение _max и тем меньше число витков размагничивающей обмотки. Уменьшение числа витков размагничивающей обмотки приводит к увеличению напряжения на закрытом транзисторе преобразователя

(3.1)

Так, при _max = 0,5 напряжение на закрытом транзисторе превышает входное напряжение в 2 раза, а при _max = 0,9 — в 10 раз. Регулировочная характеристика преобразователя имеет линейный характер:

(3.2)

где:

21 = 2/1 — коэффициент трансформации.

Это выражение справедливо при условии безразрывности тока дросселя, которое имеет место при L >L_кр, где

(3.3)

f_П – частота преобразования.

3.2.2. Расчёт преобразователя

Исходные данные:

номинальное значение входного напряжения U_ВХ В; 24

относительные отклонения входного напряжения в сторону повышения и понижения а_max, а_miп, 0,1

номинальное значение выходного напряжения, U_ВЫХ В; 5

амплитуда пульсации выходного напряжения U_{ВЫХ m} В; 0,01

максимальное значения тока нагрузки I_{н max}, А; 1

минимальное значения тока нагрузки I_{н min}, А; 0,5

частота преобразования, f_П , Гц; 20 х 10³

максимальная температура окружающей среды Т_{С mах} C; 50

1. Определяем максимальное и минимальное значения входного напряжения.

Принимаем _min = 0,2. Тогда

Округляем его значение до целого числа ;

2. Определяем L_КР

Производим расчёт дросселя или выбираем унифицированный, принимая

L > L_КР = 0,5 мГн

Определяем приращение тока дросселя

3. Находим значение емкостей и . При определении задаёмся
значением U_ВЫБР = 0,1 U_ВЫХ = 0,5 В

;

Ёмкость конденсатора С_н принимаем равной максимальному значению или . Выбираем конденсатор типа К50-35 на номинальную ёмкость 220 мкФ и номинальное напряжение 25 В. С_н = 220 мкФ.

1. Определяем: