Размещено на http://www.allbest.ru/

1. Задание на курсовую работу

Разработать стенд для автоматического контроля ТЭЗ с использованием некомпактного вероятностного метода тестирования. Вариант задания выбирается по шифру 15232 с использованием последних трех цифр.

Таблица 1

Максимальная задержка	Кол-во разрядов, бит
	Выходов, к	ГПСП, n и счетчика циклов,m
300	12	13

Информация о номере текущего теста (состояние счетчика циклов) и кодовой комбинации, подаваемой на входы ТЭЗов, (состояние ГПСП) должны выводится на цифровое табло, построенное на семи сегментных индикаторах, в шестнадцатеричном коде. Состояние выходов контролируемого и эталонного ТЭЗов должны отображаться в двоичном коде с помощью светодиодов.

В случае полного совпадения откликов с эталонного и контролируемого ТЭЗов на всех тестах, должен формироваться сигнал «Годен» с отображением его на цифровом табло. В противном случае, формируется сигнал «Брак», проверка останавливается и загорается соответствующий светодиод. Продолжение проверки должно осуществляться с этого тестового вектора до следующего несовпадения на выходах ТЭЗов или до конца проверки.

2. Теоретический вопрос

Диагностирование, поиск и устранение неисправностей в сетях Ethernet

Как правило, использование локальных сетей не вызывает проблем, если все устройства правильно подключены, а компьютеры пользователей и серверы настроены. Впрочем, иногда появляются различные неприятности. Нередко они проявляются не в сбоях и ошибках работы сети, а в снижении ее производительности. Соответственно, важными элементами использования локальной сети являются тестирование, диагностика и профилактика.

Проблемы, возникающие при работе с сетью, можно разделить на четыре основные категории:

* неполадки в кабельной системе;

* перегрузка сети;

* некорректное функционирование сетевых протоколов;

* ошибки программного обеспечения.

Неполадки кабельной системы происходят из-за поломки какого-либо электрического или электронного сетевого оборудования. Перегрузки в сети происходят в результате того, что сетевое устройство не в состоянии справиться с удовлетворением запросов, которые к нему поступают. Ошибки сетевых протоколов влекут за собой невозможность взаимодействия сетевых устройств друг с другом из-за неправильной работы сетевых драйверов или отсутствия возможности обработки сетью пакетов определенного протокола. Ошибки в работе программного обеспечения могут появиться из-за неправильной настройки. Часто одни ошибки сети могут скрывать другие (даже более серьезные), поэтому их поиск и устранение иногда превращаются в очень сложную задачу.

Неисправности кабельной системы возникают в сетевом оборудовании (сетевые карты, коммутаторы и т. д.) или в самом кабеле и разъемах. К счастью, данную поломку несложно обнаружить. Неисправности, которые встречаются чаще всего, -- отсутствие контакта в разъемах и короткое замыкание в кабеле. Найти такую неполадку помогут самые простые тестеры сети. Вид кабельного тестера изображен на рис. 1.1. Данное устройство тестирует работу канала в одну сторону (например, от тестера к сетевой карте компьютера).



Рис. 1 Внешний вид кабельного тестера

Если возможно повреждение кабеля, то его можно обнаружить с использованием специального кабельного тестера. Намного сложнее определить плавающие ошибки, которые вызваны плохим контактом в соединителях. Однако и эти неполадки можно обнаружить с помощью кабельного тестера при должном внимании.

Сбои, возникающие в результате перегрузки сети и некорректной работы сетевых протоколов, самые сложные в плане обнаружения, так как носят нестабильный характер и появляются исключительно в моменты перегрузок. Диагностировать подобные сбои можно, если проанализировать схему построения локальной сети на предмет наличия проблемных участков. Как правило, такими местами являются элементы сети со скоростью передачи 10 Мбит/с, некорректно отрегулированные маршрутизаторы и коммутаторы. Самый надежный способ нахождения состоит в последовательном отключении станций, концентраторов и кабельных трасс, а также внимательном изучении расположения линий заземления рабочих станций и серверов (особенно для сетей 10Base2).

Если ошибки в сети происходят в случайные моменты времени, которые не имеют отношения к работе пользователей, обратите внимание на уровень шума в кабеле, используя кабельный тестер. К тому же следует убедиться, что кабель не находится возле мощных источников электромагнитного излучения: высоковольтных кабелей, ламп, копиров.

Аппаратное тестирование происходит с помощью дорогостоящего оборудования -- сетевых тестеров и анализаторов протоколов. Если необходим постоянный контроль за достаточно большой локальной сетью, то такие приборы необходимы.

Существуют также специальные сетевые тестеры, позволяющие обнаружить неполадку в сети. Внешний вид сетевого тестера представлен на рис. 1.2.

По количеству выполняемых функций сетевые тестеры являются промежуточным звеном между кабельными тестерами и анализаторами протоколов. Такие приборы могут измерять множество параметров, например пиковую и усредненную загруженность, долю широковещательного трафика, сбои в функционировании протоколов высших уровней. В сетях Ethernet некоторые сетевые тестеры могут вычислять число коллизий, определять адреса DLC-пакетов (с ошибками CRC, коротких и длинных), различать фрагменты пакетов, имеющих ошибки CRC и коротких пакетов. В сетях Token Ring тестеры подключаются к кольцу, внутри которого запущен процесс аварийной сигнализации, и могут диагностировать компьютер с перегруженным буфером приема, определить порядок компьютеров в кольце, засечь время прохождения маркера по сети и т. д.

Рис. 2 Внешний вид сетевого тестера

Определенные модели сетевых тестеров способны сохранять результаты проверки для последующего анализа с помощью специальных приложений. Для более полного анализа данные могут фильтроваться по некоторым параметрам (по протоколам и/или ошибкам). Анализатором протоколов может быть компьютер, имеющий несколько сетевых карт и снабженный специализированным программным обеспечением. Такие машины перехватывают, расшифровывают и анализируют проходящие по сети пакеты и позволяют подробнее узнать о возможных проблемах локальной сети. С помощью специальных фильтров вы сможете узнать множество необходимой информации. Она может быть изучена для создания сводки о пакетах и получения подробного описания используемых в сети протоколов. Любой анализатор отмечает время прохождения пакета и отображает сетевые и физические адреса компьютера, который его отправил и получил. Некоторые анализаторы способны работать с протоколами, количество которых более 200. Главный недостаток подобных устройств -- дорогое программное обеспечение. Также нужны глубокие знания сетевых протоколов и достаточный опыт работы с анализаторами, так как в противном случае системный администратор будет не в состоянии разобраться с огромным объемом данных (в этом случае не всегда выручают даже фильтры) либо может некорректно понять данные, предоставленные анализатором. В случае неверной интерпретации данных можно лишь ухудшить ситуацию. Именно поэтому анализаторы протоколов используются как экспертные, если все другие возможности уже исчерпаны и не принесли ожидаемых результатов.

Портативные сетевые тестеры проще в освоении, но тоже требуют некоторого опыта работы с локальными сетями. На данном этапе их мощности достаточно, чтобы обеспечить нахождение большинства сетевых проблем.

3. Разработка структурной схемы стенда

Вероятностное тестирование характеризуется тем, что на входы проверяемого устройства подаются случайные и псевдослучайные последовательности. В самом общем виде схему вероятностного некомпактного тестирования можно представить в следующем виде:

Рис. 3 Схема вероятностного некомпактного тестирования

Момент появления сигналов на выходах ГПСП, контролируемого и эталонного ТЭЗов зависит от внутренних задержек в этих блоках. Поэтому результат сравнения откликов будет существенным образом зависеть от соотношения времени задержки распространения сигналов в них. Ситуация будет усугубляться «разбежкой» сигналов на выходах ГПСП. С тем, чтобы исключить влияние этих факторов, на выходах блоков необходимо включить регистры с динамической записью, а на момент записи в них информации должен определяться с учетом задержек распространения сигналов.

Подсчет количества тестовых векторов в автоматических тестерах обычно проводиться с использованием счетчика циклов. Поэтому в него должен быть введен такой блок.

С учетом изложенного структурная схема автоматического стенда может иметь вид:

Рис. 4 Функциональная схема стенда

В состав стенда входят следующие блоки:

· тактовый генератор (ТГ);

· генератор стробирующих импульсов (ГСИ);

· генератор псевдослучайной последовательности (ГПСП);

· счетчик циклов (СЧЦ);

· формирователь входных воздействий (ФВВ);

· входной регистр (РГВ);

· схема сравнения (СС);

· блок индикации и управления (БИУ).

Синхронизация работы всех узлов и блоков стенда осуществляется с помощью ТГ, который задает минимальную длительность цикла проверки. ГСИ предназначен для формирования импульсов записи информации в ФВВ и РГВ. Тестовые векторы, подаваемые на входы эталонного и тестируемого ТЭЗов, а также отклики с них отображаются на цифровом табло БИУ. кроме того, на него возложена задача отображения результатов проверки и формирования управляющих сигналов, поступающих на ТГ и ГСИ.

4. Расчет параметров временной диаграммы функционирования стенда

Автоматический стенд инициируется внешним сигналом «Пуск», поступающим с пульта оператора. Этим сигналом ГПСП, СЧЦ и триггер разрешения работы (ТгРР) (на структурной схеме не показан) устанавливаются в исходное состояние. Сигнал с выхода ТгРР разрешает прохождение тактовых сигналов на ГПСП, СЧЦ и ГСИ, которые срабатывают по положительному фронту тактового импульса.



Рис. 5 Временная диаграмма работы стенда

По положительному фронту стробирующего импульса «Строб 1» состояние ГПСП и СЧЦ записывается в ФВВ. Поэтому время t1 должно быть больше длительности переходных процессов в ГПСП и СЧЦ и определяется максимальными временами задержек от тактовых входов в этих блоках. Импульс «Строб 2» предназначен для записи откликов с контролируемого и эталонного ТЭЗов в РГВ.

Причем, к этому моменту все переходные процессы в ТЭЗах должны закончиться. Последнее диктует выбор времени t2 с 1,5-2-ым запасом по отношению к максимальной задержке распространения сигнала в ТЭЗе, т.е.

нС

Момент окончания одного цикла проверки определяется срабатыванием СС, которая вырабатывает сигнал «Брак/Годен».

Это время, (на временной диаграмме время t3 условно показано, как момент формирования сигнала «Брак») определяется суммой времен задержки распространения сигнала от тактового входа РГВ до его выходов tQC и от входов до выходов CC, tCC:

Таким образом, минимальная длительность одного цикла проверки будет равна

Окончание проверки определяется моментом появления сигнала переноса с выхода старшего разряда СЧЦ. Этот сигнал сбрасывает ТгРР в ноль, тем самым запрещает прохождение тактовых сигналов на ГПСП и СЧЦ и формирует сигнал «Годен».

Если в процессе контроля произошло несовпадение откликов с контролируемого и эталонного ТЭЗов, то на выходе СС формируется сигнал «Брак», который сбрасывает ТгРР в ноль, тем самым останавливая проверку. Для продолжения контроля используется асинхронный сигнал «Продолжить», поступающий с пульта оператора. Этим сигналом ТгРР переводится в единичное состояние. Так как сигналы «Пуск» и «Продолжить» являются асинхронными, то они должны подаваться на ТгРР через схемы устранения дребезга контактов.

5. Разработка электрических схем блоков и расчет их электрических параметров

Выбор элементной базы

Схема электрическая принципиальная выполнена на элементах ТТЛ (транзисторно-транзисторной логики). Обладает малыми задержками распространения сигнала в кристалле. Разрабатываемые цифровые устройства чаще всего имеют входные и выходные параметры уровня ТТЛ.

Напряжение питания схемы должно выбираться из допустимого напряжения питания для применяемых микросхем. Например, для микросхем серии К555 и К1533 напряжения питания равно +5В + 0,5°В. Для микросхем других серий ТТЛ допуск по напряжению может составлять и более ±10%. В разрабатываемой схеме стенда используется серия К155, К555 и КР1533.

Таблица 2 Основные параметры микросхем серий К555 и КР1533

Наименование параметра	КР1533	К555	К155
МГц	100	15	10
- мА	0,02	0,02	0,04
- мА	0,2	0,4	1,6
- мА	0,4	0,4	5
- мА	24	4	4,8
- В	2,5	2,5	2,4
- В	0,4	0,4	0,4
Среднее время наработки на отказ, ч	50000	100000	100000
Температура окружающей среды, Сє	- 10 + 70	-60+125	-60+125

Параметры среднее время наработки на отказ и рабочая температура кристалла зависит от типа корпуса, который записывается перед серией микросхемы. Например у микросхемы КР1533ИЕ7 корпус пластмассовый типа DIP16. Эти микросхемы имеют температурный диапазон от -10 до +70Сє и среднее время наработки на отказ 50000 часов. Микросхемы 1533ЛЕ4 корпус металлокерамический с позолоченными ножками (планарный) с температурным диапазоном от -60 до +125 0С и среднее время наработки на отказ 100 000 часов. Цены данных микросхем отличается в 50-100 раз. Все остальные электрические параметры не очень сильно отличаются между собой, так как обе микросхемы имеют одинаковый кристалл.

Во всех разрабатываемых схемах микросхемы используются не на все 100%. В отдельном корпусе строго определенное количество логических элементов. Если регистр на 8 разрядов, а необходимо использовать только 5 из них, то остальные 3 необходимо соединить с корпусом или с шиной питания. Если этого не сделать, то микросхема может повлиять на работу всей схемы.

Возможные проявления неисправностей:

· увеличение потребления тока микросхемы с последующим выходом её из строя.

· Генерация частоты по питанию, тем самым напряжения питания будет пульсирующим. При этом возможен выход из строя любого количества микросхем в данной схеме. Данную неисправность очень долго и сложно диагностировать. При этом надо найти ту микросхему, которая генерирует частоту путем разрыва цепи питания каждой микросхемы. Данный поиск ведет к разрушению печати модуля.

Если необходимо завести на микросхему уровень логической единицы, то надо подсоединить этот контакт через резистор с шиной питания. Если соединить напрямую, то возможен выход из строя входного каскада микросхемы. Выбор резистора обуславливается входным сопротивлением входного каскада микросхемы.

6. Расчет электрических параметров

Схема сброса

Для установки всех элементов в исходное состояние при включении питания применим схему сброса на триггере Шмитта, изображённую на рисунке 6.



Рис. 6 Схема сброса блока по питанию

Триггеры Шмидта применяются для формирования ТТЛ-сигнала из синусоидального и для приема сигналов с большим уровнем помех. При плавном изменении входного сигнала они обеспечивают скачкообразное переключение выходного. При плавном повышении напряжения на входе 1 микросхемы DD9.1 от нуля выходное напряжение скачком меняется с лог. 1 на лог. 0 при напряжении на входе около 1,65 В. При снижении напряжения на входе до 0,85 В. происходит обратное изменение выходного напряжения.

В момент включения питания на входе микросхемы К555ТЛ2 нет напряжения, а конденсатор С1 начинает заряжается через резистор R12. Отношение RC-цепочки должно обеспечивать временную задержку уровня логического ноля. Когда напряжение на конденсаторе достигнет уровня равного уровню срабатывания микросхемы с триггером Шмитта (равному приблизительно 1,65В), которое произойдет за время t = 0.45 x R12 x C1, то микросхема переключится на другой уровень, из которого она не выйдет при наличии питающего напряжения. Время формирования должно быть выбрано из условия того, что все элементы схемы приняли исходное состояние. Обычно вполне достаточно иметь постоянную RC-цепи в пределах от 10 до 25 мС.

Расчёт номиналов R12 и С1

Время сигнала сброса подсчитывается по формуле t = 0.45 x R12 x C1. Примем значение резистора R12 = 5,1кОм. Продолжительность сигнала сброс по питанию равняется 20 мС.

Тогда значение конденсатора С1 равно:

По справочнику выбираем ближайший подходящий конденсатор емкостью 10 мкФ х 16 В.

Данную цепочку нельзя применять на входе обычных микросхем, так как напряжение изменяется по экспоненциальному закону и достижение уровня логического нуля или логической единицы займёт значительное время. На выходе микросхемы будет неопределенный уровень и микросхема начнёт генерировать частоту. Для микросхем нормируется длительность фронта и среза. Для микросхем ТТЛ это время составляет порядка 150 нС. Для микросхем с открытым коллектором и триггеров с триггером Шмидта это время не нормируется.

7. Генератор прямоугольных импульсов

Генератор прямоугольных импульсов ( ТГ ) построим по схеме простейшего автогенератора, состоящего из трех инверторов и кварцевого резонатора. Для получения стабильных колебаний необходим кварцевый резонатор.

Кварц представляет собой пьезоэлектрик (его деформация вызывает появление электрического потенциала), поэтому упругие колебания могут быть вызваны приложением электрического поля, а эти колебания в свою очередь генерируют напряжение на гранях кристалла, вырезанного и ошлифованного таким образом, что он имеет определенную частоту стабильных колебаний не зависящую от температуры.



Рис. 7 Схема генератора прямоугольных импульсов

На рис. 7 показана схема автогенератора, в которой положительная обратная связь через кварц BQ1 охватывает два элемента DD1.1 и DD1.2, причем каждый из них выведен в линейный усилительный режим с помощью резисторов отрицательной обратной связи R1 и R2. Элемент DD1.3 применен как буферный, чтобы уменьшить влияние нагрузки на частоту генератора.

Частота генерирования для разрабатываемого стенда выбирается по формуле , где Тц--время цикла, равное сумме задержек внутри схемы стенда и проверяемого модуля Тц = Т1+Т2+Т3.

Т1 = 18 + 18+ 18 + 18 = 72 нС , время прохождения сигнала от входа

до выхода СЧЦ;

Т2 = 2*300 = 600 нС, время прохождения сигнала в ТЭЗе;

Т3 = = 38 + 20 + 13 = 71нС, время прохождения сигнала от входа

РГВ до выхода СС.

Таким образом Тц составит: Тц = Т1+Т2+Т3 = 72+600+71 = 743 нС.

Для более надежной работы схемы примем Тц = 1200 нС, или Тц = 1.2 мкС.

Тогда тактовая частота будет составлять Гц или 80 кГц. Для того, чтобы во время одного рабочего цикла смогли отобразить информацию 4 семисегментных индикатора, необходима тактовая частота в 4 раза большая, чем рабочая, т.е. 320 кГц.

8. Генератор стробирующих импульсов (ГСИ)

Генератор ГСИ предназначен для формирования стробирующих импульсов записи информации в ФВВ и РГВ (STR1 и STR2). Схема включения формирователей стробирующих импульсов приведена на рис. 8.

ГСИ выполнен на элементах микросхемы К555АГЗ DD5 и DD6 формирующих импульсы заданной длительности. По положительному фронту тактового импульса (С) запускается одновибратор DD5.1, который формирует импульс длительностью t1. По спаду импульса t1 запускается одновибратор DD5.2, формирующий длительность импульса записи STR1.

Рис. 8 Схема генератора стробирующих импульсов

По фронту импульса STR1 запускается одновибратор DD6.1, который формирует импульс длительностью t2. По спаду импульса t2 запускается одновибратор DD6.2, формирующий длительность импульса записи STR2.

Импульс «STR1» записывает состояние ГПСП и СЧЦ в ФВВ. Поэтому время t1 должно быть больше длительности переходных процессов в ГПСП и СЧЦ и определяется максимальными временными задержками от тактовых входов до тактовых выходов в этих блоках. Импульс «STR2» предназначен для записи откликов с контролируемого и эталонного ТЭЗов в РГВ. Причем, к этому моменту все переходные процессы в ТЭЗах должны закончиться.

По заданной частоте тактового генератора длительность одного цикла проверки будет равна 12,5 мкС.

Расчёт номиналов RС цепочек

Первый формирователь DD5.1 формирует импульс длительностью t1. Длительность зависит от RC цепочки R13 C2. Формирователь вырабатывает импульс положительной полярности по фронту входного сигнала (С): t1 = 0.45 x R13 x C2

Выберем величину резистора R13 = 5,1кОм. t1 = 0,1мкС, тогда

выберем из стандарта конденсатор С2 = 43 пФ.

Второй формирователь DD5.2 RС цепочкой C3 R15 формируется длительность импульса записи STR1 равной 50 нС. Примем сигнал STR1 равным 0,05 мкС. Выберем величину резистора R15 = 4,7кОм, тогда:

выберем из стандарта конденсатор С3 = 24 пФ.

Третий формирователь DD6.1 формирует импульс длительностью t2. Длительность зависит от RC цепочки R17 C4. Формирователь вырабатывает импульс положительной полярности по фронту входного сигнала (STR1): t2 = 0.45 x R17 x C4

Выберем величину резистора R17 = 51 кОм. t2 = 500 нС, тогда:

выберем из стандарта конденсатор С4 = 22 мкФ.

Четвертый формирователь DD6.2 формирует импульс STR2 записи состояния контролируемого и эталонного ТЭЗа в буферные регистры DD22...DD24. Он аналогичен импульсу STR1 и RC-цепочка R19 С5 аналогична C3 R15. R19 = 4,7 кОм, C5 = 24 пФ.

9. Счетчик циклов

Счётчик циклов (СЧЦ) выполнен на микросхемах К1533ИЕ7 (DD7, DD8, DD9, DD10). Данная микросхема является четырехразрядным двоичным реверсивным счетчиком. Путем каскадирования 4 счётчиков мы получим счётчик с делением частоты на .

Частота от тактового генератора, через цепь разрешения поступает на вход счётчика DD7 вывод 5. Каскадирование осуществляется соединением вывода переноса 12 с выводом 5 следующей микросхемы. Если произошёл останов по ошибке, то частота не пройдет на вход счётчика и счёт будет приостановлен. При окончании счета по варианту до 819110 = 1FFFH вырабатывается сигнал КС (конец цикла), который поступает на блок управления и запрещает проход тактовых импульсов. Одновременно включается светодиод LD2 « ГОДЕН ». Схема счетчика циклов приведена на рисунке 9.



Рис. 9 Счетчик циклов

10. Генератор псевдослучайной последовательности

Генератор псевдослучайной последовательности (ГСИ) выполнен на 2 сдвигающих регистрах КР1533ИР8 (DD14, DD15) и схемы «исключающее или» (сумматор по модулю 2) К555ЛП5 (DD16). Принципиальная схема показана на рис.10.

Рис.10 Схема генератора псевдослучайной последовательности

Цепи обратной связи (DS4, DS6, DS10, DS13) заведены на сумматоры согласно задания. При прекращении тактовой последовательности схема сохраняет свое состояние. По положительному фронту тактового сигнала (С) счётчик изменяет свое состояние. Следующее поступление тактовых сигналов вызывает смену состояний счетчика по некоторому закону, зависящему от цепи обратной связи (DS4, DS6, DS10, DS13) сумматора. При этом генерируется псевдослучайная последовательность. Статические характеристики последовательности нулей и единиц, получаемых с выхода любого триггера, близки к характеристикам случайной последовательности и тем ближе к ней, чем больше разрядность регистра сдвига.

Формирователь входных воздействий

Формирователь входных воздействий (ФВВ) выполнен на микросхемах КР1533ИР23 (DD12, DD13). Смотри рисунок 11а. Эти микросхемы являются регистрами с динамической записью (запись происходит по фронту стробирующего импульса). Данные, поступающие с блока ГПСП (DS1…DS13) записываются в каждой тестовой комбинации с задержкой t1 относительно начала цикла и поступают на контролируемый и эталонный ТЭЗы параллельно.

Выходной регистр



Рис. 11 Схема

Выходной регистр (РГВ) выполнен на микросхемах КР1533ИР23 (DD22...DD24). Смотри рисунок 11б. Эти микросхемы являются регистрами с динамической записью (запись происходит по фронту стробирующего импульса). Данные с контролируемого и эталонного ТЭЗа записываются в каждой тестовой комбинации с задержкой t1 + t2 относительно начала цикла.

Схема сравнения

Схема сравнения предназначена для сравнения данных с контролируемого и эталонного ТЭЗов. Она выполнена на трех 4х разрядных компараторах КР1533С1 (DD25...DD27) и логическом элементе 3-И КР1533ЛИ3 (DD28.1). Компараторы производят сравнение трех 4х -разрядных слов начиная со старших разрядов. В ней также предусмотрены входы для наращивания разрядности.

Для сравнения одного разряда нет необходимости применять целую микросхему компаратора. Компаратор производит сравнение на равенство двух чисел, тем самым выходы А= поступают на элемент 3-И (DD28.1). Наличие логической единицы на выходе 3-И означает совпадение двух 12-разрядных слов.

Рис. 12 Схема сравнения

Блок индикации и управления

Блок индикации и управления состоит из динамической индикации входных данных, индикации выходных данных и блока управления.

Динамическая индикация входных данных служит для отображения входного слова, поступающего на контролируемый и эталонный ТЭЗ, и состояния счётчика циклов создана на четырех семисегментных индикаторах. Разрядность слова и счётчика циклов составляет 13 разрядов. Для отображения 4 двоичных разрядов требуется один индикатор, отображающий шестнадцатеричные цифры от 0 до F. Для преобразования двоичного кода в код управления сегментами необходим специальный дешифратор. Его можно выполнить на обычной логике, синтезируя его с помощью минимизации на элементах ИЛИ-НЕ, И-НЕ, но это потребует избыточного количества микросхем. Специальных дешифраторов, высвечивающих все цифры шестнадцатеричного кода отечественная промышленность не выпускает. Для создания такого дешифратора может подойти любая микросхема постоянного запоминающего устройства (ПЗУ). Прожиг будет соответствовать таблице функционирования заданного дешифратора. П3У должна иметь минимум 4 адресных входа и 7 разрядов слова данных.

Принцип действия динамической индикации основан на том, что в схеме используется только один дешифратор семисегментного кода (DD19), к которому в каждый момент времени подключен только один индикатор. Входные данные от счетчика циклов 2х13 разрядов разбиты на тетрады, которые коммутируются с помощью 2х селекторов-мультиплексоров К555КП2 (DD17, DD18), дешифратора разряда К555ИД7 (DD21) и счётчика адреса К555ИЕ4 (DD20) на конкретный индикатор АЛС324В с частотой кварцевого генератора. Каждый индикатор работает время равное



где f-частота переключения индикаторов, а n- количество индикаторов в системе.

Время остаточного свечения несоизмеримо больше промежутка времени, когда не будет свечения. Тем самым на индикаторе будет постоянно гореть какая-нибудь цифра. На счётчик поступает частота 320 кГц.

С выходов А1…А3 счетчика (DD20) код адреса поступает на селектор-мультиплексоры и на дешифратор (DD21), который выбирает нужный индикатор. Выходы дешифратора К555ИД7 соединены, через резисторы R19…R22 сопротивлением 220 Ом с усилителем тока, выполненного на транзисторах КТ361В с током коллектора 100 мА. При выборе соответствующего индикатора ток от источника питания протекает через транзистор, далее через соответствующие сегменты индикатора и поступает, через резисторы R3…R9 сопротивлением 220 Ом, на дешифратор управления сегментами К155РЕ3 (DD19).

В дешифратор управления сегментами зашит код шестнадцатеричного символа и при поступлении тетрады с селектор-мультиплексора К555КП2 (сигналы DI1…DI4), на выходах дешифратора (DD19) появляются низкие уровни в соответствии с прошивкой.

Ток коллектора транзистора может достигать 70 мА.

Индикация выходных данных служит для отображения побитовых данных с выхода контролируемого и эталонного ТЭЗов.

Она выполнена на инверторах микросхем КР1533ЛН2 (DD1, DD29, DD30, DD31, DD32), светодиодах АЛ307В и резисторах (R31…R56). Микросхема КР1533ЛН2 обладает повышенной нагрузочной способностью .

При подаче на какой-либо вход логической единицы на соответствующем выходе будет логический ноль.

Через регистр и светодиод будет течь ток в микросхему равный:

где - прямое падение напряжения на светодиоде.

Для диода АЛ307 = 2 В.

Выходное напряжение микросхемы низкого уровня для КР1533ЛН2

= 0,5 В.

R - ограничительное сопротивление. Номинальный ток через светодиод равен 10 мА.

Из выше записанной формулы получаем

250 Ом

По ближайшему стандарту примем номинал R31 - R50 = 270 Ом,

Индикация сигналов «БРАК», «ГОДЕН», выполнена с помощью микросхемы К555ТЛ2 (DD2.4, DD2.5), светодиодов АЛ307В (LD1) «БРАК» (красного цвета) и АЛ307Б (LD2) «ГОДЕН» (зеленого цвета), и резисторах (R13, R16). Расчёт ограничивающего сопротивления вычисляется по той же формуле. Резистор выберем 270 Ом.

Блок управления служит для управления режимами работы стенда. В БИУ входит узел формирования управляющих сигналов, собранный на логических элементах (DD2.1…DD2.3, DD3.1…DD3.3, DD1.4). В качестве ТгРР используется микросхема типа К555ТМ2 (D4.1), высокий уровень с выхода которой разрешает прохождение тактовых сигналов от ТГ на ГПСП, СЧЦ и ГСИ.



Рис. 13 Схема блока управления

В исходном состоянии на входах R и S микросхемы DD4.1 (ТгРР) установлены лог. 1, а на выходе Q соответственно лог. 0. При нажатии кнопки «Пуск» ТгРР устанавливается в единичное состояние, из которого он может быть выведен сигналами «Брак» (низкий уровень «BAD» с выхода СС ) или «Конец проверки» ( высокий уровень «KC» на выходе СЧЦ ). Если остановка проверки произошла по сигналу «Брак», то ее можно продолжить, подав высокий уровень на вход «Продолжить», тем самым установив ТгРР в единичное состояние, тогда цикл проверки продолжится дальше до следующего сигнала «Брак» или окончания цикла проверки «Конец проверки» ( высокий уровень «KC» на выходе СЧЦ ).

Для индикации причины остановки теста служат два светодиодных индикатора LD1 «Брак» и LD2 «Годен». Индикатор «Брак» светится красным светом в том случае, когда с блока сравнения пришел сигнал низкого уровня BAD. Индикатор LD2 «Годен» светится зеленым светом в том случае, когда со счетчика циклов пришел сигнал высокого уровня.

11. Расчет потребляемой мощности

некомпактный тестирование стенд электрический

При расчете потребляемой мощности используем максимальные значения токов потребления микросхемами, которые указываются в справочной литературе с тем, чтобы обеспечивались необходимые запасы при выборе блока питания. В диагностическом стенде использованы различные типы потребителей электрической энергии. Составим таблицу для подсчета потребляемой мощности:

Таблица 4 Потребляемая мощность

Наименование	Кол-во шт.	Ток потребления (мА)	Мощность (Вт)
		Единицы	Всего
КР1533ЛН2	5	22,8	114	0,57
КР1533ИЕ7	4	22	88	0,44
К155РЕ3	1	105	105	0,525
К555ТЛ2	1	40	40	0,2
К555АГ3	2	40	80	0,4
КР1533ЛЕ4	1	12	12	0,06
К1533ЛА3	1	12	12	0,06
К555ТМ2	1	26	26	0,13
КР1533ИР8	2	24	48	0,24
К155ИМ2	1	34	34	0,17
К555КП2	2	23	46	0,23
К555ИЕ4	1	25	25	0,125
К1533ИР23	7	31	217	1,085
КР1533СП1	3	11	33	0,165
КР1533ЛИ3	1	9	9	0,045
К555ИД7	1	20	20	0,1
АЛС324Б	1	25	25	0,125
АЛ307В	21	10	210	1,05
АЛ307Б	1	20	20	0,1
Итого мощность потребления стенда равна	5,82

Из таблицы видно, что полная мощность потребления диагностического стенда равна 5,82 Ватта.

Использованная литература

Амато, Вито . Основы организации сетей Cisco, том 1.: Пер. с англ. - М.: Издательский дом «Вильямс», 2002.-512с.

Пухальский Г.И., Новосельцева Т.Я. Проектирование дискретных устройств на интегральных микросхемах: Справочник. -- М.: Радио и связь, 1990. -- 304 с.

Ш и л о В.Л. Популярные цифровые микросхемы. Справочник. --

М.: Радио и связь, 1987, -- 352 с.

Петровский И.И., Прибыльский А.В. и др. Логические ИС КР1533, КР1554: Справочник. -- М.гБИНОМ, 1993.

Потемкин И.С. Функциональные узлы цифровой автоматики. -- М.: Энергоатомиздат, 1988. -- 320 с.

Кирьянов К.Г. К теории сигнатурного анализа / Техника средств связи. Сер. Радиоизмерительная техника. 1980, Вып. 2. с. 1--46.

Размещено на Allbest.ru