На практике всегда была актуальна задача отображения информации в виде удобном для ее зрительного восприятия.В настоящее время большое распространение получили полупроводниковые , люминесцентные ,газоразрядные и вакуумные накапливаемые индикаторы .С помощью устройств отображения могут быть решены задачи сигнализации и индикации .

Сигнализация – это сообщение человеку о факте перехода контролируемой величины из одной области знаний в другую .

При визуальной сигнализации основным техническим устройством является светоизлучающий элемент ,который осуществляет световое воздействие на человека (сигнализаторы номинального питающего напряжения ,переход каждого параметра за допустимые рамки ,перегорание предохранителя и так далее).

Индикация – это представление о результатах контроля и измерения.

Контролирующими устройствами являются пробники ,не имеющие напряжение , сопротивление и ток , а фиксирующие их наличие или отсутствие .В многоуровневых устройствах наблюдается переход от контроля параметров к его количественной оценке : по мере роста тела индуцируемых уровней получится устройство индикации с дискретным отсчетом значения величины .

Шкальный индикатор может быть реализован на отдельных светоизолирующих элементах , а также на многоразрядном цифровом индикаторе , где шкалы складываются из отдельных сегментов .Индикатор можно классифицировать по принципу формирования изображений на знакомодулирующий (ЗМИ) и знакосинтезирующий (ЗСИ) Примером ЗМИ служит цифровой газоразрядный индикатор , изображение которого повторяет форму десяти кадров .Любое другое изображение получить невозможно . В ЗСИ изображение получается в виде мозаики управляемых элементов , каждый из которых является преобразователем ‘’сигнал-свет ‘’.

Среди ЗСИ различают сегментные индикаторы , элементы отображения которых являются сегментами в одну или несколько групп : матричные индикаторы , элементы отображения которых образуют матрицу . Сегменты ЗСИ могут индицировать только цифры (цифровой ЗСИ)или цифры и буквы русского и латинского алфавитов (буквенно-цифровые ЗСИ) .

1 Общая часть

Рисунок 1- Общая структурная схема

устройства динамической цифровой индикации.

Структурная схема устройства индикатора (Рисунок 1)

обеспечивает динамическую индикацию 4-х десятичных цифр на

семисегментных полупроводниковых индикаторах. Ввод информа

ции производится параллельно в двоично десятичном коде.

Коммутатор Y1 обеспечивает поочередное подключение

входной информации. Преобразователь Y2 двоично десятичный код преобразует в код семисегментного цифрового индикатора.

Счетчик Y3 непрерывно подсчитывает входные импульсы, подаваемые от генератора G. Коэффициент пересчета счетчика N=4. Каждое состояние счетчика Y3 дешифрируется дешифратором Y4, подключая соответствующий индикатор. n=4.i=3.Цифра 7

2 Расчетная часть

2.1 Разработка принципиальной схемы

коммутатора У1

Выполним синтез мультиплексора, коммутирующего n=4 информационных входов. Число адресных входов А определяем из соотношения

где А - число разрядов адреса;

n - количество индикаторов.

Так как по условию n=4, A=2 т.е. адресные входы: А1, А2.

Приведем таблицу истинности требуемого мультиплексора и его условное изображение(таблица 1, рисунок 2).

Таблица 1 - истинности мультиплексора

Адресные входы		Выход Q
А2	А1
0	0	D0
0	1	D1
1	0	D2
1	1	D3

Инф. D1 MS

вход

Адр.

вход A2

Рисунок 2 - Условно графическое изображение мультиплексора.

Запишем логическую функцию выхода в СДНФ

Q=A1A2D0 ÚA1A2D1ÚA1A2D2ÚA1A2D3

Произведем построение логической схемы мультиплексора по полученной логической функции входа Q (Рисунок 2).

Рисунок 3 - Логическая схема

мультиплексора

Произведем выбор микросхемы мультиплексора с числом информационных входов заданного числа n=4. Выбираем микросхему: К155КП7 (рисунок 4).

Назначение выводов микросхемы :

10,9,8 - адресные входы

4,3,2,1,15,14,13,12, - входы

5,6 - выходы

1,6 - Uпит

8 - общий, 7-вход разрешения.

Рисунок 4 - Условно графическое изображение мультиплексора

Рисунок 5 - Полная схема коммутатора на

микросхемах

2.2 Выбор микросхемы преобразователя У2

двоично - десятичного кода в код семисегментного индикатора.

Для преобраэования входного двоично десятичного кода в код семисегментного индикатора. Применяем микросхему К514ИД1

(Рисунок 6).

7 1 DCA 13

1 2 B 12

2 4 C 11

6 8 D 10

4 Г E 9

F 15

G 14

7,1,2,6-Входы

8-общий

1,6-Un

12,8,11,13-16-входы

Рисунок 6 - условно графическое изображение

К514ИД1

Таблица 2 - таблица истинности

преобразователя

№	Двоичный код				Состояние элементов
п/п	X1	X2	X3	X4	A	B	C	D	E	F	G
0	0	0	0	0	1	1	1	1	1	1	0
1	1	0	0	0	0	1	1	0	0	0	0
2	0	1	0	0	1	1	0	1	1	0	1
3	1	1	0	0	1	1	1	1	0	0	1
4	0	0	1	0	0	1	0	0	0	1	1
5	1	0	1	0	1	0	1	1	0	1	1
6	0	1	1	0	1	0	1	1	1	1	1
7	1	1	1	0	1	1	1	0	0	0	0
8	0	0	0	1	1	1	1	1	1	1	1
9	1	0	0	1	1	1	1	1	0	1	1

2.3 Подключение семисегментных

индикаторов

Сигналы с выходов a¸g преобразователя У2 , управляющих свечением сегментов индикатора, подаются параллельно на входы А¸G т.е. выход а преобразователя подключен к входу А каждого индикатора. В качестве индикатора используют светодиодный индикатор АЛС 324 (Рисунок 7).

Рисунок 7 - Схема подключения

семисегментного индикатора

2.4 Выбор микросхемы двоичного счетчика У3

Двоичный счетчик У3 подсчитывает вых. импульсы тактового генератора G.Число индицируемых цифр представлено количеством индикаторовв схеме .(n=4).Число разрядов счетчика равно числу адресных входов мультиплексора, Коэффициент пересчета счетчиков N=n=4

Таблица 3 - таблицу состояний счетчика

Вх. импульс	На выходах	Двоичн код
0	0	0
1	0	1
2	1	0
3	1	1
4	0	0

1 2 3 4 0

Вх t

0 1 0 1 0

Q1 t

Q2 0 0 1 1 0 t

Рисунок 8 - Диаграмма состояния счетчика

Выбираем микросхему счетчика К155ИЕ5

12,9,8,11_ выходы

14______ Вход счетчика

1_______ вход делителя на 8

2,3_____ вход установки 0

Рисунок 9 - Микросхема счетчика К55ИЕ5

Для обеспечения N=n=4 необходимо, чтобы при появлении на выводе двоичного кода 0111(2) = 7(10) все триггеры счетчика сбрасываются в 0. Для этого необходимо ввести цепи ОС с выходов счетчика, на соответствующие входы. Для данного случая необходимо вывод 8 счетчика соеденить со схемой “сброс” (выводы 2,3). Тогда при появлении на выходе кода 0111 “ еденица “ с выхода 8 сбросит счетчик в исходное состояние.

2.5 Синтез дешифратора У4

ДешифраторУ4 в разрабатываемой схеме формирует номер (адрес) подключаемого индикатора. Сигнал с выхода дешифратора явл. управляющим для индикатора и подключение осущ. по входу S. Составим таблицу истинности дешифратора с учетом заданного числа n=4 (таьлица 4 ).

Таблица 4 - Таблица истинности дешифратора.

Входы		№ Выхода
X2	X1
0	0	0
0	1	1
1	0	2
1	1	3

Запишем логические функции выходов через операцию И,ИЛИ,НЕ.

Рисунок 10 - Логическая схема в базисе И, ИЛИ, НЕ

Рисунок 11 - Логическая схема в базисе И, НЕ

Выбираем микросхему дешифратора

Назначение выводов:

3,6,7,4__входы.

5______Un

12_____обший

1,2,8-11,13-16__выходы

Рисунок 12 - Дешифратор К155ИД1

2.6 Принципиальная электрическая схема

устройства цифровой динамической индикации. Описание работы схемы

Схема обеспечивает индикацию 4-х десятичных цифр на семисегментных полупроводниковых индикаторах. Ввод информации производится параллельно в двоично десятичном коде.

Коммутатор Y1 обеспечивает поочередное включение входной информации в соответствии с адресом, поступившим с входов счетчика У3 N которого равен 4. Двоичные комбинации на выходе счетчика отражаютего состояние при поступлении входных импульсов от генератораG.Преобразователь У2 двоично - десятичный код преобразует в код семисегментного индикатора, поступающий одновременно на все индикаторы. Номер подключаемого индикатора задается в двоичном коде выходов счетчика У3 и дешифрируются дешифратором У4 Выходы дешифратора подкл. к входам S индикатора У5 (У 5.1-У 5.4) обеспечивая подключение соответствующих индикаторов.Время подключения индикатора очень мало (10-15 м.сек) и подобрано таким образом, чтобы не было заметно мигания индикатора для глаз и опред. тактовой частотой G. Для того, чтобы высветить заданную цифру 4 необходимо получить со счетчика двоичный адрес 0010 . При этом информация 0111, соответствующая десятичной цифре 4, передается на выходы мультиплексора У1 и на вход преобразователя У2. Преобразователь преобразует двоично - десятичный код в код индикатора. Информация с выходов a¸g преобразователя поступает на входы всех индикаторов, но подключается только третий индикатор, т.к. активный сигнал с дешифратора поступает на вход S 3-го индикатора и в соответствии с информацией 0100 высвечиваем цифру 7.

Таблица 5 - Спецификация элементов

Поз обознач.	Наименование	Кол	Примечания

	Мультиплексоры
D.D1	к155кп7	1
D.D2	К155КП7	1
D.D3	К155КП7	1
D.D4	К155КП7	1

	Кодопреобразователь
D.D5	К155ИД1	1

	Счетчик
D.D6	К155ИЕ5	1

	Дешифратор
D.D7	К155ИД10	1

	Индикаторы
D.D8	АЛС324	1
D.D9	АЛС324	1
D.D10	АЛС324	1
D.D11	АЛС324	1

Список использованных источников

1. Колобеков Б.А.,Мамзелев И.А., Цифровые устройства и микропроцессорные системы. -М: Радио и связь, 1987 г.

2. Коган И.А. Микропроцессорные устройства. Сборник методических указаний. - М: Радио и связь 1988г

3. Мальцева Л.А. и др. Основы цифровой техники. - М: Радио и связь 1986г.

4. Методические указания по курсовому проекту.