Разработка блоков «ПК1», «ПК2»

Блоки «ПК1», «ПК2» представляют собой одинаковые комбинацион-ные схемы – преобразователи кода 4-3-2-1 в код семисегментного индикатора. По заданию дано, что индикаторы с общим анодом, т.е. будет применяться такой тип ключа, который открывается высоким уровнем напря-жения (См. раздел «Расчёт ключа»). Исходя из этого и рассчитываем данные блоки.

Таблица 2.4 - Таблица истинности для блоков «УА1», «УА2»

Карты Карно для каждого сегмента

По получившимся для каждого сегмента функциям составляем принципиаль-ную схему блоков ПК1, ПК2.

Рисунок 2.7. - Схема блоков «ПК1», «ПК2»

Примечание: каждый триггер имеет прямой и инверсный выходы, следовательно на входы блоков «ПК1», «ПК2» подключаем не на выходы Q через инверторы, а непосредственно к выходам .

Разработка блока «ПК3»

Блок «ПК3» преобразует код от блока «УА3» в семисегментный код для третьего индикатора. На третьем индикаторе отображаются только цифры «0», «1», «2», «3». В случае цифр «0», «2», «3» сегменты a и d горят, а в случае цифры «1» - эти сегменты не горят, следовательно для сегментов a и d будет одна и та же целевая функция. Сегмент b горит при любой цифре, следовательно его через резистор подключаем на землю.

Таблица 2.5 - Таблица истинности для блока «ПК3»

Карты Карно для каждого сегмента

По получившимся для каждого сегмента функциям составляем принципиаль-ную схему блока «ПК3».

Рисунок 2.8. - Принципиальная схема блока «ПК3»

Расчёт ключа

По заданию нужно применять индикаторы с общим анодом. Отсюда следует, что общий анод подключён на +E_пит., а катод каждого сегмента – к коллектору транзистора. Следовательно применяем тип ключа, изображён-ный на рис. 2.9.

Рисунок 2.9. - Схема ключа

В качестве семисегментного индикатора выбираем АЛС333Б1, у которого прямое падение напряжения U_пр=2В, прямой ток I_С=20 мА. В качестве ключевого транзистора выбираем 2N4123, у которого I_Cmax=100мА, B=100..250. При этом для расчёта R2 берём минимальное значение B равное 100, считаем, что контактный потенциал базо-эмиттерного перехода равен U₀=0.75В, напряжение насыщения транзистора U_sat=0.2В выходное напряжение высокого уровня микросхем ТТЛ составляет U_OH=2.4В.

Сначала рассчитаем необходимое значение R1:

Ом. Ближайший номинал из стандартного ряда – 130 Ом. Следовательно R1=130 Ом.

Рассчитаем ток базы транзистора: А

И по этим данным рассчитываем необходимое значение R2:

кОм. Ближайший номинал из стандартного ряда –

8.2 кОм. Следовательно R2=8.2 кОм.