Отечественная промышленность выпускает обширную номенклатуру интегральных микросхем (ИС). Широкое применение для построения устройств автоматики и вычислительной техники находят цифровые ИС серии К155, которые изготовляются по стандартной технологии биполярных ИС транзистор-но-транввстарной логики (ТТЛ). Номенклатура ИС серии КШ5 составляет около 100 наименований.
Все ИС серии КД55 имеют напряжение питания 5 В±5%. Интегральные микросхемы выпускаются в пластмассовых корпусах трех типов, отличающихся количеством выводов (14, 16, 24) и размерами, и имеют диапазон рабочих температур от — 10 до +70° С. Часть микросхем выпускается также в керамических корпусах и имеет обозначение К.М155. Температурный диапазон микросхем в керамических корпусах — от — 45 до +85° С.
Интегральные микросхемы серии К155 имеют выходной уровень логического 0 не более 0,4 В (типовое значение 0,1 — 0,2 В), выходной.уровень логической 1 не менее 2,4 В (типовое значение 3,2 — 3,5 В), типовую нагрузочную способность — 10.
В табл. 1 приведены значения потребляемой мощности, предельной частоты тактовых импульсов, а также число выводов корпуса и разводка выводов питания рассматриваемых ниже микросхем.
При проектировании цифровых приборов следует иметь в виду, что фактическое быстродействие триггеров и счетчиков превышает указанное в табл. 1 в 1,5 — 2 раза, а потребляемая мощность в среднем в 1,5 — 2 раза меньше предельной, указанной в таблице.
При разработке принципиальных схем различных устройств всегда возникает вопрос: что делать с неиспользуемыми входами интегральных микросхем. Для ИС ТТЛ, к которым относятся ИС серии К155, возможно несколько вариантов. Во-первых, неиспользуемые входы микросхем можно никуда не подключать
[Для ИС некоторых серий (К533, К555, К530, К531 и др.) оставлять входы неподключенными не допускается.], т. е. подпаивать к контактной площадке минимальных размеров, к которой (это важно) не подключены проводники. При таком варианте несколько уменьшается быстродействие микросхем. Во-вторых, возможно подключение неиспользуемых входов к используемым входам того же элемента, но это несколько увеличивает нагрузку (в основном емкостную) на микросхему — источник сигнала, что также снижает быстродействие. Неиспользуемые входы J триггеров можно подключать к инверсным выходам тех же триггеров, а К — к прямым. Это очень удобно, так как указанные выводы триггеров обычно расположены рядом. Можно подключать неиспользуемые 1входы к выходу неиспользуемого элемента И — НЕ, входы которого при этом надо соединить с общим проводом. Наконец, можно объединять неиспользуемые входы ИС и подключать их к источнику питания +5 В через резистор 1 кОм (до 20 входов к одному резистору). Последние два способа не снижают быстродействия ИС.
Таблица 1
Обозначение, ИС
Потребляемая мощность, мВт
Предельная частота, МГц
Число выводов корпуса
Выводы
Питания
+ 5 В
Общ.
К155ТВ1
105
10
14
14
7
К155ТМ2
157,5
10
14
14
7
К155ТМ5
265
—
14
4
11
К155ТМ7
265
—
16
5
12
К155ИЕ1
150
10
14
14
7
К155ИЕ2
265
10
14
5
10
К155ИЕ4
255
10
14
5
10
К155ИЕ5
265
10
14
5
10
К155ИЕ6
510
15
16
16
8
К155ИЕ7
510
15
16
16
8
К155ИЕ8
600
15
16
16
8
К155ИР1
410
10
14
14
7
К155ИД1
132
—
16
5
12
К155ИДЗ
250
—
24
24
12
К155ИД4
210
—
16
16
8
К155КП1
360
—
24
24
12
К155КП2
315
—
16
16
8
К165КП5
230
—
14
14
7
К155КП7
260
—
16
16
8
К155ЛП5
262,5
—
14
14
7
К155ИП2
294
—
14
14
7
К155ИМ1
175
14
14
7
К155ИМ2
290
14
4
11
К155ИМЗ
640
—
16
5
12
Недопустимо подключать ко входу ИС проводник, который во время работы может оказаться неподключенным к выходу источника сигнала, например, при управлении от кнопки или переключателя. Такие проводники обязательно следует подключать к источнику +6 В через резистор 1 — .1(0 кОм.
На печатных платах с использованием ИС серии К155 необходима установка блокировочных конденсаторов между цепью +5 В и общим проводом. Их количество определяется одним-двумя конденсаторами емкостью 0,033 — 0,047 мкФ на каждые десять микросхем. Конденсаторы следует располагать на плате по возможности равномерно. Их следует также установить рядом со всеми ИС с мощным выходом (например, К155ЛА6) или с потребляемой мощностью более 0,5 Вт.
Цифровые ИС по своим функциям делятся на два широких класса — комбинационные и последовательностные. К первому классу относятся ИС, не имеющие внутренней памяти, состояние выходов этих ИС однозначно определяется уровнями входных сигналов в данный момент времени.
Ко второму классу относятся ИС, состояние выходов которых определяется не только уровнями входных сигналов в данный момент времени, но и состоянием ИС в предыдущий момент из-за наличия внутренней памяти.
К комбинационным ИС серии К155 относятся простые логические элементы И — НЕ, И — ИЛИ — НЕ, НЕ, ИЛИ — НЕ, И, ИЛИ, имеющие в своем обозначении буквы ЛА (К155ЛАЗ), ЛР (К155ЛР1), ЛН (К155ЛН1), ЛЕ (К155ЛЕ1), ЛИ (К155ЛИ1), ЛЛ (К155ЛЛ1), более сложные элементы — дешифраторы (К155ИД1, К155ИДЗ, КИ55ИД4), мультиплексеры (К155КП1, К155КП2, К155КП5, К.155КП7), сумматоры по модулю 2 (К155ЛП5, К155ИП2), полные сумматоры (КЛ55ИМ1, К155ИМ2, К155ИМЗ), а также
некоторые другие.
К последовательностным ИС относятся триггеры (К155ТВ1, К155ТМ2, К155ТМ5, К155ТМ7), счетчики (К155ИЕ1 — К155ИЕ8), сдвигающие регистры (К155ИР1) и др.
Работа логических элементов достаточно проста — для элементов И выходной уровень логической 1 формируется при подаче на все входы элемента уровней логической 1, для элемента ИЛИ для формирования уровня логической 1 на выходе достаточно подачи хотя бы на один вход уровня логической 1. Элементы И — НЕ (основной элемент серии К155) и ИЛИ — НЕ дополнительно инвертируют выходной сигнал, элемент И — ИЛИ — НЕ состоит из нескольких элементов И, выходы которых подключены ко входам элемента ИЛИ — НЕ.
Изучение работы более сложных ИС серии К155 удобно начать с микросхем последовательностного типа.
Микросхемы представляет собой двоичный счетчик. Каждая ИС состоит из четырех JK-триггеров,образуя счетчик делитель на 2 и 8. Установочные входы обеспечивают прекращение счета и одновременно возвращают все триггеры в состояние низкого уровня (на входы R0(1) и R0(2) подается высокий уровень). Выход Q1 не соединен с последующими триггерами. Если ИС используется как четырехразрядный двоичный счетчик, то счетные импульсы подаются на С1, а если как трехразрядный - то на вход С2. Корпус К155ИЕ5 типа 201.14-1, КМ155ИД5 типа 201.14-8.
Корпус ИМС К155ИЕ5
Корпус ИМС КМ155ИЕ5
Условное графическое обозначение
1 - вход счетный С2; 2 - вход установки 0 R0(1); 3 - вход установки 0 R0(2); 4,6,7,13 - свободные; 5 - напряжение питания +Uп; 8 - выход Q3; 9 - выход Q2; 10 - общий; 11 - выход Q4; 12 - выход Q1; 14 - вход счетный C1;
Функциональная схема
Электрические параметры
1
Номинальное напряжение питания
5 В 5 %
2
Выходное напряжение низкого уровня при Uп=4,75 В
не более 0,4 В
3
Выходное напряжение высокого уровня при Uп=4,75 В
не менее 2,4 В
4
Напряжение на антизвонном диоде при Uп=4,75 В
не менее 1,5 В
5
Входной ток низкого уровня по входам установки в 0 при Uп=5,25 В
не более -1,6 мА
6
Входной ток низкого уровня по счетным входам С1 и С2 при Uп=5,25 В
не более -3,2 мА
7
Входной ток высокого уровня по входам установки в 0 при Uп=5,25 В
не более -0,04 мА
8
Входной ток высокого уровня по счетным входам С1 и С2 при Uп=5,25 В
не более 0,08 мА
9
Ток входного пробивного напряжения по входам установки в 0 и счетным входам С1 и С2
не более 1 мА
10
Ток потребления
не более 53 мА
11
Время задержки распространения при включении по счетному входу С1 при Uп=5 В
не более 135 нс
12
Время задержки распространения при выключении по счетному входу С1 при Uп=5 В
не более 135 нс
13
Ток короткого замыкания приUп=5,25 В
-18...57 мА
Предельно допустимые режимы эксплуатации
1
Напряжение питания
не более 6 В
2
Минимальное напряжение на входе
-0,4 В
3
Максимальное напряжение на входе
5,5 В
4
Минимальное напряжение на выходе
-0,3 В
5
Максимальное напряжение на выходе закрытой ИС
5,25 В
6
Температура окружающей среды К155ИЕ5 КМ155ИЕ5
-10...+70 ° C -45...+85 ° C
Вывод:
В ходе выполнения курсового проекта приобрел навыки построения электронных схем по булевым выражениям. Были исследованы различные типы производственных цифровых логических и функциональных микросхем таких как логические элементы И, ИЛИ, НЕ, ИЛИ-НЕ, И-НЕ, дешифраторов, шифраторов мультиплексоры и т.д.
В результате выполнения заданий были построены принципиальные схемы с использованием цифровых микросхем. При построении использовались некоторые справочные материалы по этим устройствам, вследствие этого были приобретены навыки пользования различной схемотехнической литературой.
Поставленная задача была выполнена.
Список использованной литературы:
· В.Л.Шило «Популярные цифровые микросхемы»
· С.А.Бирюков «Цифровые устройства на интегральных микросхемах»
· http://ru.wikipedia.org
· О.Н.Партала «Цифровая электроника»
· Н.А.Елагин,А.В.Ростов «конструкции и технологии в помощь радиолюбителям электроники»
2020-02-04
428
Обсуждений (0)
[Для ИС некоторых серий (К533, К555, К530, К531 и др.) оставлять входы неподключенными не допускается.], т. е. подпаивать к контактной площадке минимальных размеров, к которой (это важно) не подключены проводники. При таком варианте несколько уменьшается быстродействие микросхем. Во-вторых, возможно подключение неиспользуемых входов к используемым входам того же элемента, но это несколько увеличивает нагрузку (в основном емкостную) на микросхему — источник сигнала, что также снижает быстродействие. Неиспользуемые входы J триггеров можно подключать к инверсным выходам тех же триггеров, а К — к прямым. Это очень удобно, так как указанные выводы триггеров обычно расположены рядом. Можно подключать неиспользуемые 1входы к выходу неиспользуемого элемента И — НЕ, входы которого при этом надо соединить с общим проводом. Наконец, можно объединять неиспользуемые входы ИС и подключать их к источнику питания +5 В через резистор 1 кОм (до 20 входов к одному резистору). Последние два способа не снижают быстродействия ИС.
Недопустимо подключать ко входу ИС проводник, который во время работы может оказаться неподключенным к выходу источника сигнала, например, при управлении от кнопки или переключателя. Такие проводники обязательно следует подключать к источнику +6 В через резистор 1 — .1(0 кОм.
некоторые другие.
Корпус ИМС КМ155ИЕ5
5 %
Вывод:
Список использованной литературы: