1.3. Расчеты параметров и элементов принципиальной схемы. 1.3.1. Расчет адресной шины и шины данных микропроцессора 1821ВМ85. При проектировании адресной шины и шины данных необходимо оценить величину токовой нагрузки, т.к. они связаны со множеством устройств, подключенных параллельно. Если для адресной шины и шины данных характерен ток, по величине превосходящий допустимое значение на выходе МП, то такую линию необходимо буферировать. a) Расчет адресной шины: Для микропроцессора максимально допустимая нагрузка на адресной линии составляет: Uвых L=0,45 В Iвых L=2 мА Uвых H=2,4 В Iвых H=400 мкА для регистра 1533 UP22: Iвх Н=20 мкА Iвх H

20=160 мкА

400 мкА Iвх L=0,1 мА IвхL

0,1=0,8 мА

2 мА Таким образом входной ток микросхемы 1533ИР22 не является большим для МП 1821ВМ85. Теперь проверим, обеспечивается ли нагрузочная способность для элементов схемы, которые являются адресной информации. А11А15

DC

МП

+5В А0А15

А0А7

А8А10 А8 А12,А15

1533ИР22 А0 А1

Iвх L=Iвх Н=20 мкА – для ОЗУ Iвх L=Iвх Н=10 мкА – для ПЗУ Iвх L=Iвх Н=14 мкА – для устройства в/в. Iвх L

=Iвх Н

20+8

10+2

14=268 мкА

2,6 мА Iвх L=24 мА для 1533ИР22 Iвх Н=2,6 мА Адресные линии А8

А15 буферировать не надо, т.к. Iвх Н

20+6

10+5

20=220 мкА

400 мкА Iвх L

20+6

10+5

0,1 мА=620 мкА

2 мА b) Расчет шины данных. Для микропроцессора максимально допустимая нагрузка на шине данных составляет: IвыхL=2 мА Uвых L=0,45 В Iвых H=400 мкА UвыхH=2,4 В для DНШУ 1533 АП6: Iвх L=0,1 мА Iвх L

0,1=0,8 мА Iвх Н=20 мкА Iвх Н

20=160 мкА Выходной ток МП является большим, чем входной ток микросхемы 1533АП6, а значит обеспечивается нагрузочная способность по току Проверим, обеспечивается ли микросхемой 1533АП6 нагрузочная информация для элементов схемы, которые являются «потребителями» информации о данных. При записи информации в качестве нагрузки выступают следующие элементы схемы: РЗУ, 3 регистра 1533ИР23, Устройство В/В КР580ВВ55. Iвх L

=20 мкА

8+0,2 мА

24+14мкА

8=5,072 мА Iвх Н

=20 мкА

8+20мкА

24+14 мкА

=752 мкА Для микросхемы 1533 АП6 IвыхL=24 мА

5,072 мА Iвых H=3 мА

752 мкА Общий нагрузочный ток не является большим для ДНШУ 1533АП6. При считывании информации из ОЗУ, ПЗУ или поступления информации от микросхемы 1533 АП6 (DD16) возникать проблем с перегрузкой не должно, т.к.: IвыхL=2,1 мА для ПЗУ 573РФ4 Iвых H=0,1 мА IвыхL=4 мА для ОЗУ 537РУ10 Iвых H=2 мА IвыхL=24 мА для 1533 АП6 Iвых H=3 мА Информация поступает в МП через ДНШУ 1533АП6 (DD5), для которого: Iвх L=0,1 мА Iвх L

=0,8 мА Iвх Н=20 мкА Iвх Н

=160 мкА c) Расчет шины AD0

AD7 таймера 512ВИ1 Iвх L= Iвх Н=1 мкА Iвх

1 мкА=8 мкА Очевидно, что информация в таймер (как адресная, так и информация о данных ) может поступать непосредственно с выходов AD0

AD7 микропроцессора, т.к. для него: IвыхL=2 мА Uвых L=0,45 В Iвых H=400 мкА UвыхH=2,4 В 1.3.2. Расчет ЦАП. На выходе ОУ Uвых ~коду на входе 572ПА1. Т.к. разрядность ЦАП N=10, значит возможно 2N=1024 различных значений Uвых. Шкала изменений выходного напряжения

Uon

Uon=-9 В для каналов видео и звука. Uon=-6 В для канала поляризации. Следовательно дискрет напряжения на входе составляет: a) Для видео:

=8,8 мВ Пример: код Uвых,В 0000000000 0 0000000010 17,6 мВ 1111111111 9 b) Для звука:

=70,86 мВ Пример: код Uвых,В 0000000000 0 0000001000 70,86 мВ 0000010000 141,72 мВ 1111111000 9 c) Для поляризации:

=23,53 мВ Пример: код Uвых,В 0000000000 0 0000000100 23,53 мВ 1011111100 4,41 Вывод: 1. Для канала видео напряжение на выходе меняется от 0 до 9 В с шагом 8,8 мВ. 2. Для канала звука напряжение на выходе меняется от 0 до 9 В с шагом 70,86 мВ. 3. Для канала поляризации напряжение на выходе меняется от 0 до 4,41 В с шагом 23,53 мВ. 1.3.3. Расчет параметров КТ 3102 Б.

+5B

Диплом: Разработка блока управления тюнером спутникового телевидения

Необходимо обеспечить подачу U

3 В на вход разрешения 561 КТ3. В качестве стабилитрона будем использовать КС139А на Uст=3,9 В при Iст=1,8 мА

Id0<<Iст

R1=

=620 Ом Е2=IэRн+UКЭ Iэ=0 Е2=Uкэ

Iэ, мА

Uкэ=0 Iэ=

пусть RH=1 кОм 5 Iб=0,1 мА

4 3 2 1

5 10 15 20 Uкэ, В Из графика следует, что Iэ

3,1 мА

Iб=0,1 мА Iб,мА

0,3 Uкэ=5 В 0,2 U бэ=0,6 В Диплом: Разработка блока управления тюнером спутникового телевидения

0,1

0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 Uбэ, В Uбэ=0,6 В Uбэ+URN=3,1+0,6=3,7 В Т.к. Uст=3,9 В, значит необходимо в базу транзистора включить R2 Uст=UR2+Uбэ+URN UR2=0,2 В R2=

=2 кОм. 1.3.4. Цепь резонатора микросхемы 512 ВИ1. Данные на резонансную цепь приводятся как справочный материал (радиоежегодник 1989 г.). Если используется резонатор на 32768 Гц, то R16=470 кОм R7=22 мОм С24=10 пФ

С25=20 пФ

С26=100 пФ. 1.3.5. Расчет RC-цепи микросхемы 1533АГ3. Из справочного материала известно, что для микросхемы 1533АГ3

вых=0,45 R

Нам необходимо обеспечить

вых порядка 45 мкс Пусть R

=10 кОм, тогда С

=10 нФ. 1.3.6. Расчет элементов цепи опорного напряжения. а) Диплом: Разработка блока управления тюнером спутникового телевидения

VD5 – КС191Ж Uст=9,1 В Iст min=0,5 мА Icn max=14 мА U1=-12 В Пусть R4=390 Ом; I=

=7,4 мА Вывод: при данном сопротивлении полученное расчетное значение тока стабилизации равное 7,4 мА попадает в диапазон допустимых значений тока стабилизации для данного стабилитрона.

В) VD3 – КС162 Uст=6,2 В, U2=-12 В

Iст min=3 мА

VD3

Iст max=22 мА Пусть R5=1,2 кОм; I=

=4,8 мА Вывод: при данном сопротивлении полученное расчетное значение тока стабилизации равное 4,8 мА попадает в диапазон допустимых значений тока стабилизации для данного стабилитрона. 1.4. Справочные данные.

1821ВМ85

Допустимые предельные значения: 1. Температура окружающей среды - -10

С. 2. Направление на всех выводах по отношению к корпусу – -0,5

7 В. 3. Мощность рассеивания – 1,5 Вт. Статические параметры в диапазоне температур -10

С.

Параметр

Значение

Условия

Uвх L, В

Uвх H, В

Uвых L, В

Uвых Н, В

Iпит, мА

Iутеч вх, мкА

Iутеч вых, мкА

UL на вх RESET,В

UH на вх RESET, В

min

max

Iвых L=2 мА

Iвых H=- 400 мкА

Uвх=Un

0,45UnUвыхUn

- 0,5

2,0

2,4

- 0,5

2,4

0,8

Un+0,5

0,45

170

0,8

Un+0,5

576 РФ4 Статические параметры в диапазоне температур - 10

С.

Параметр

Норма

Uвх L, В

Uвх H, В

Uвых L, В

Uвых Н, В

Iвых L, мА

Iвых Н, мА

Iпотр, мА

Iпотр по вх. UPR,, мА

min

Max

2,4

0,4

5,25

0,45

2,1

0,1

Эксплуатационные параметры: 1. Время хранения информации: при наличии питания – не менее 25000 ч; при отсутствии – не менее 105 часов. 2. Un – 5 В UPR – 5 В (считывание) 21,5 В (программирование) 3. Pпотр – не более 420 мВт. 4. tвыб.адр. – не более 300

450 мс. tвыб.разр. – не более 120

150 мс. 5. Число циклов перепрограммирования – не менее 25. 6. Выход – 3 состояния. 7. Совместимость по вх. и вых. С ТТЛ схемами. 8. Ёмкость – 65536. 9. Организация – 8к х 8. 537 РУ10. Статистические параметры в диапазоне температур -10

С.

Параметр

Норма

Uвх L, В

Uвх H, В

Uвых L, В

Uвых Н, В

Iвых L, мА

Iвых Н, мА

Iпотр, Un=5 В

Обращение, мА

Хранение, мА

Un=2 В

Хранение, мА

min

max

2,4

0,4

0,3

0,1

Эксплуатационные параметры: 1. tвыб – не более 220 мс. 2. Рпотр: хранение Un=5B – 5,25 мВт Un=2B – 0,6 мВт обращение - 370 мВт 3. Выход – 3 состояния. 4. Совместимость по входу и выходу – с ТТЛ схемами. 5. Ёмкость – 16384. 6. Организация – 2к х 8. 1533 АГ3. Предельные значения параметров Un=7 В Uвх=7 В Диапазон температур -10

С. Рекомендуемое значение Un=4,5

5,5 В.

Статистические параметры в диапазоне температур -10С.

Параметр

Норма

Условие

Uвх Н, В

Uвх L, В

Uвых H, В

Uвых L, В

Iвх H, мА

Iвх L, мА

Iвых, мА

Iвх пр, мА

Iпотр, мА

Не менее

Не более

Порог. напр. Н уровня

Порог. напр. L уровня

Un=4,5; Uвх Н=2,0

Uвх L=0,8; IвыхH=-0,4

Un=4,5; Uвх H=2,0

Uвх L=0,8; IвыхL=48

Un=5,5; Uвх Н=2,7

Un=5,5; Uвх L=0,4

Un=5,5; Uвых =2,25

Un=5,5; Uвх =7

Un=5,5; Uвх Н=4,5

Uвх L=0

2,0

2,5

ê-30ï

0,8

0,40,5

2040

ê-0,1ïê-0,2ï

ê-112ï

0,1

Динамические параметры: Время задержки распространения

не более 39 мс

не более 48 мс

не более 23 мс 512 ВИ1 1. Un=5 В

10%. 2. Iпотр, мА. статический режим 0,1 динамический режим при fmax тактовых импульсов 4 fmin 0,1 3. Выходной ток высокого (низкого) уровня при Uвых Н=4,1 В, (U выхL=0,4 В), мА – 1,0