Принципиальные схемы компонентов устройства
1)Генератор тактовой частоты 100 кГц представляет собой мультивибратор с кварцевой стабилизацией частоты на основе логического элемента 2И-НЕ D1.1 (К176ЛА7); для исключения влияния нагрузки на частоту выход D1.1 подключается к буферному каскаду D1.2 2И-НЕ, включенного по схеме НЕ. Подстроечные конденсаторы С1, С2 служат для точной настройки частоты генератора (рис.2)
|
|
2)Делитель тактовой частоты на 10 D2 представляет собой микросхему пятиразрядного двоичного счётчика К176ИЕ2, включенную в режиме десятичного счёта (рис.3)
|
3)Электронный ключ D1.3 представляет собой элемент И-НЕ, где на тактовый вход подаётся частота 10 кГц, а на управляющий вход приходит разрешающий сигнал от управляющего устройства (рис.4)
|
|
4)Делитель тактовой частоты на 167 состоит из двоичного счётчика D3 на микросхеме К561ИЕ10, 14-ти разрядного асинхронного двоичного счётчика D4 на микросхеме К561ИЕ16 и схемы совпадения/сброса D5 на базе логического элемента 9И микросхемы К176ЛИ1 (рис.5). При достижении на выходах счётчиков значения 167 (10100111) на выходе схемы совпадения устанавливается логическая 1, сбрасывающая счётчики в исходное состояние. Коэффициент деления счётчика определяется из соотношения: 10 кГц/60 с = 166,7 = 167.
|
|
|
|
|
|
5)3-х декадный двоично-десятичный счётчик реализован на 3 микросхемах К176ИЕ2 (D6 – D8), соединённые между собой каскадом и переведённые в режим десятичного счёта (рис.6). Диоды VD1 - VD3 входят в состав цепи сброса по переполнению для защиты от бесконечного цикла счёта в случае прекращения поступления импульсов сердцебиения д завершения цикла счёта (при снятом в это время датчике). Через диод VD2 сигнал «Переполнение» с выхода переполнения микросхемы 3-го каскада подаётся на общий вход сброса. Диод VD1 служит для развязки сигнала «Сброс» от УУ и сигнала «Переполнение». Через диод VD3 сигнал «Переполнение» подаётся на вход сброса триггера цикла счёта УУ для завершения счёта при переполнении 3-го каскада счётчика.
|
6)3-х декадный регистр - дешифратор реализован на 3 микросхемах К176ИД2 (D9 – D11). В качестве регистра используется способность микросхем «защёлкивать» входные данные по сигналу «Запись» от устройства управления (рис.7)
|
7)3-х разрядный семисегментный дисплей состоит из 3-х семисегментных индикаторов АЛС338А (HG1 – HG3) (рис.8)
|
|
|
|
8) Датчик давления состоит из пьезоэлектрического датчика ZQ2 HK1205 и ОУ DA2 КР140УД708, включенного по схеме компаратора. Опорное напряжение на прямой вход ОУ подаётся с делителя напряжения на резисторах R10 – R11. Порог переключения датчика регулируется подстроечным резистором R11 (рис.9).
|
9)Устройство управления (рис. 10)
|
Устройство управления состоит из 2-х D-триггеров, входящих в состав микросхемы К176ТМ2, ключа на элементе 2И-НЕ и десятичного счётчика-дешифратора К176ИЕ8.
Импульсы сердцебиения fд (рис. 11а) с выхода датчика поступают на тактовый вход C первого D-триггера, включенного по схеме T-триггера. На выходе триггера формируется сигнал «Управл» с частотой вдвое меньшей, чем у fд (рис. 11б). Сигнал «Управл» используется для управления ключом, через который тактовые импульсы 10 кГц поступают на вход счётчика-делителя на 167. Второй триггер в микросхеме, имея помимо входов C и D входы R и S, включен по нестандартной для элемента данной микросхемы схеме RS-триггера. При переходе сигнала «Управл» в логическую 1 этот сигнал, поступая на вход S триггера, устанавливает его выход в логическую 1. Сигнал с выхода RS-триггера (рис. 11в) поступает на ключ D1.4, разрешая прохождение тактовых импульсов 10 кГц (рис. 11г) на тактовый вход С десятичного счётчика-дешифратора D13 (рис. 11д). Тем не менее счётчик не переходит в режим счёта, т.к принудительно удерживается в состоянии сброса сигналом «Управл», приходящим на его вход сброса R. По завершении цикла счёта с приходом очередного импульса сердцебиения сигнал «Управл» на выходе первого T-триггера переходит в логический 0, переводя второй RS-триггер в режим хранения предыдущего состояния, а десятичный счётчик-дешифратор – в режим счёта (рис. 11б). По приходу очередного тактового импульса fт 10 кГц на выходе «1» счётчика появляется логическая 1, формируя тем самым сигнал «Запись» (рис. 11е), который используется для записи подсчитанного количества импульсов в регистрах 3-х каскадного дешифратора двоичного кода в семисегментный. Ещё через 6 тактовых импульсов fт 10 кГц логическая 1 появится на выходе «7» счётчика (рис. 11ж). Этот сигнал («Сброс») используется для сброса счётчиков 3-х каскадного двоично-десятичного счётчика D6-D8 в исходное состояние.
|
|
|
При пропадании сигналов с выхода датчика fд во время цикла счёта (при снятии браслета – пульсометра с руки) T-триггер остаётся в установленном состоянии и ключ не закрывается. Тактовые импульсы продолжают поступать на вход 3-х разрядного двоично-десятичного счётчика, вызывая его переполнение. При переполнении логическая 1 появляется на выходе переполнения P счётчика 3-го каскада D8 и через диод VD3 поступает на вход сброса R T-триггера, завершая тем самым цикл счёта. RS-триггер D12.2 и десятичный счётчик-дешифратор D13 отрабатывают аналогично обычному режиму, формируя импульсы логической 1 сигналов «Запись» и «Сброс», после чего схема переходит в режим ожидания импульсов с выхода датчика. Сигнал «Запись» записывает в регистры дешифраторов D9-D11 последнее состояние счётчиков D6-D8, а поскольку сигнал «Переполнение» через диод VD2 поступает на входы сброса счётчиков, то это состояние 000.
|
|
|
Векторная диаграмма
10)Стабилизатор напряжения 5В реализован на микросхеме линейного стабилизатора напряжения L7805 и фильтрующих конденсаторов C3-C4 (рис.12)
|
Расчётная часть
Дата добавления: 2018-06-01; просмотров: 696; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!