Генератор тактовых импульсов

В качестве генератора тактовых импульсов используем кварцевый автогенератор. Генератор строим на трех элементах «И-НЕ». Кварцевый генератор обеспечивает высокостабильный сигнал. Нестабильность выходного сигнала не превышает ±(5¸ 10)× 10^-6 в интервале температур 10¸ 40 ⁰С. АЦП в восьмиразрядном режиме может работать на частоте до 1, 3 МГц. Подберем такие емкости и резисторы, чтобы обеспечить нужную частоту. В нашем случае частота будет равна f = 1 МГц.

 

Рис. 5. Генератор тактовых импульсов

 

Так как на вход CLK АЦП нужно подавать инвертированный сигнал то он подключается к первому выходу генератора, а все остальные – ко второму выходу.

В схеме используются логические элементы «И-НЕ» микросхемы К155ЛА3, которые имеют следующие характеристики:

Назначение выводов ИС К155ЛА3

1. Вход данных

2. Вход данных

3. Выход данных

4. Вход данных

5. Вход данных

6. Выход данных

7. Общий GND

8. Выход данных

9. Вход данных

10. Вход данных

11. Выход данных

12. Вход данных

13. Вход данных

14. Питание U_cc

 

Рис. 6. ИС К155ЛА3

 

(U_cc = 5, 25 В; U¹_вых ³ 2, 4 В; U⁰_вых £ 0, 4 В; I_потр £ 8, 5 мА; I⁰_вх £ 0, 04 мА; I¹_вх £ 0, 25 мА;

I⁰_вых ³ 8 мА; I¹_вых £ -0, 4 мА; t_здр £ 19 нс)

Потребляемая мощность для одного логического элемента «И-НЕ» равна: P_потр = 44, 625 мВт

Суммарная потребляемая мощность микросхемы К155ЛА3 равна:

P_{потр сум} = 178, 5 мВт

 

Счетчик импульсов

Используем микросхему К555ИЕ9 (DD7) четырехразрядный двоично-десятичный счетчик с асинхронным сбросом, дешифрующим счетным выходом, с возможностью асинхронной установки в произвольное состояние от нуля до девяти.

Данный счетчик является составной частью системы управления АЦП и преобразователя параллельного кода в последовательный. Его задача состоит в счете от 0 до 9, преобразование последовательности тактовых импульсов в параллельный четырехразрядный код, для последующего преобразования его ТТЛ логикой в сигналы управления.

Тактовые импульсы подаются с генератора на вход С. Он работает по переднему фронту входного импульса (0®1). Так как счетчик работает постоянно, то нас не интересует какое значение установится при его запуске, т.е. предварительный сброс счетчика в ноль не требуется, поэтому на вход R подадим потенциал высокого уровня.

Предварительная запись значения в счетчик по входам D1, D2, D3, D4 нас не интересует поэтому необходимо эти выводы микросхемы заземлить. Так как нет предварительной записи, то не требуется и вход разрешающий предварительную запись V2. На этот вывод подадим потенциал высокого уровня.

Вывод P2 выдает высокий уровень напряжения через каждые десять тактов, когда значение в счетчике равно девяти (Q1 = Q4 = 1; Q2 = Q3 = 0). В нашей схеме мы его не используем.

Вывод P1 используется для разрешения переноса импульса в следующий каскад (если соединяются несколько счетчиков последовательно). У нас только один счетчик поэтому на вывод P1 должно постоянно подаваться напряжение высокого уровня. На вход разрешения счета V1 так же должно подаваться напряжение высокого уровня.

Выводы P1, V1, V2, R – подаем высокий уровень напряжения

Выводы D1, D2, D3, D4 – заземляем

Назначение выводов ИС К555ИЕ9

1. Вход «установка L» R

2. Вход синхронизации С

3. Вход информационный D1

4. Вход информационный D2

5. Вход информационный D3

6. Вход информационный D4

7. Вход разрешения счета V1

8. Общий GND

9. Вход разрешения предварительной записи V2

10. Вход разрешения переноса P1

11. Выход четвертого разряда Q4

12. Выход третьего разряда Q3

13. Выход второго разряда Q2

14. Выход первого разряда Q1    

15. Выход переноса

16. Питание U_cc

 

Рис. 7. ИС К555ИЕ9

 

Таблица 2. Таблица рабочих состояний ИС К555ИЕ9

Входы