Цифровые микросхемы; начинающим (занятие 9); счетчики-дешифраторы к561ие8

Цифровые микросхемы — начинающим (занятие 9) — счетчики-дешифраторы к561ие8

Самая ранняя дата выпуска микросхем этой серии, известная мне на сегодня — октябрь 1969 года.
Интересно, что логотип НИИМЭ здесь отформован в
пластмассе корпуса, а не нанесен краской.

Эти выпуски еще могли разбраковываться по быстродействию/нагрузочной способности,
с добавлением дополнительной буквы в названии.

а вот эта микросхема интересна тем, что на лицевой
стороне у неё обозначение по новой системе, а на днище — еще по старой :)))

3 Задание к работе

3.1 Исследовать суммирующий счётчик.

Сконфигурировать ПЛИС в соответствии с рисунком 3.1.

Рисунок 3.1 – Схема суммирующего счётчика

Элемент 74393 представляет собой суммирующий счётчик.

ВНИМАНИЕ! Для того, что бы выполнить блок Antitinkling, прочтите инструкцию Борьба с дребезгом контактов.

Подавая с помощью кнопки Button на вход счётчика импульсы и наблюдая за выходами Q, заполнить таблицу 3.1.

Таблица 3.1 – Таблица состояний суммирующего счётчика

3.2 Исследовать вычитающий счётчик.

Сконфигурировать ПЛИС в соответствии с рисунком 3.2.

Рисунок 3.2 – Схема вычитающего счётчика

Элемент 4 count представляет собой вычитающий 4-х разрядный счётчик.

Подавая с помощью кнопки Button на вход счётчика импульсы и наблюдая за выходами, заполнить таблицу 3.2.

Таблица 3.2 – Таблица состояний вычитающего счётчика

3.3 Исследовать счётчик с произвольным модулем счёта.

В соответствии с вариантом, полученным у преподавателя, разработать схему счётчика с заданным модулем счёта. В соответствии с разработанной схемой сконфигурировать ПЛИС. На рис 3.3 приведён пример схемы счётчика с модулем счёта 8. К выходам счётчика через преобразователь кодов 74247 подключён семисегментный индикатор.

Подавая с помощью кнопки Button на вход счетчика импульсы и наблюдая за выходами QA, QB, QC, QD и цифровым индикатором, заполнить таблицу 3.3.

Таймеры-счетчики

Таймером называется средство микропроцессора, служащее для измерения времени и реализации задержек. Основой таймера служит суммирующий счетчик, который считает количество импульсов генератора тактовой частоты.
Для таймера могут быть указаны:

• разрядость таймера;
• коэффициент предварительного деления;
• диапазон изменения счетного регистра;
• режим работы.

Разрядность таймера представляет собой разрядность двоичного счетчика, используемого для его реализации и определяет верхнюю допустимую границу счетного регистра. Например, для 8-разрядного таймера верхняя граница счетного регистра будет 2 8 -1 = 255.

Предварительный делитель – делитель частоты тактового сигнала, работающий как один или несколько последовательно соединенных T-триггеров. Таймер изменяет свое значение на 1 каждые n сигналов тактового импульса. n называют коэффициентом предварительного деления .

Зная частоту тактового генератора f_osc и коэффициент предварительного деления K_pre, легко определить частоту таймера по формуле:

Время одного тика таймера соответственно будет

Полное время счета таймера (время перебора всех допустимых значений двоичного счетчика) определится как

Например, если требуется реализовать задержку 1с на 8-разрядном таймере с коэффициентом предварительного деления K_pre=1 и тактовой частотой f_osc=8 МГц, имеем

tic = 0,125 мкс;
Tcount = 0,125*2 8 = 32 мкс
1с/32мкс = 31250 повторений

Широтно-импульсная модуляция

Широтно-импульсная модуляция (ШИМ) – импульсный сигнал постоянной частоты и переменной скважности.
Скважность есть отношения периода следования импульса к длительности импульса.
С помощью задания скважности (длительности импульсов) можно менять среднее напряжение на выходе ШИМ.
Обратная величина, то есть отношение длительности импульса к периоду, называется коэффициентом заполнения .

Разрядностью ШИМ называется разрядность таймера, используемого для формирования ШИМ-сигнала.
Существуют два основных режима работы ШИМ:

• быстрый ШИМ;
• фазовый ШИМ.

Быстрый ШИМ

Период ШИМ определяется максимальным значением, до которого считает счетчик. В этот момент ШИМ-сигнал устанавливается в «1». При достижении счетчиком значения, поданного на второй вход цифрового компаратора, осуществляется сброс выходного ШИМ-сигнала.

Фазовый ШИМ

В данном режиме счетчик работает как суммирующий и считает от 0 до максимального значения, а при достижении максимального значения работает как вычитающий, считая до 0.

При совпадении значения счетчика с некоторым установленным значением, происходит переключение выхода ШИМ.

Частотно-импульсная модуляция — сигнал переменной частоты и постоянной скважности, равной 2. При таком виде модуляции изменяется период сигнала, а длительность импульса всегда составляет половину периода.

Как самостоятельно проверить счетчик

Чтобы проверить работоспособность счетчика, нужно провести несколько шагов:

1. Нужно убедиться, что прибор правильно подключен к сети 220 или 380 В в соответствии со схемой.
2. Проверить, что диск не вращается произвольно. Для этого нужно отключить все автоматы в щитке и подождать некоторое время. Если счетчик все равно вращается, то он неисправен.
3. Проверка намагниченности. Влияние магнита также меняет работу прибора. Проверить его наличие можно с помощью небольшой металлической иголкой или специальным прибором.

Электронный счетчик — дорогой, но точный прибор, который в дальнейшем поможет сэкономить на плате за электроэнергию. Сложность конструкции обеспечивает удобство работы, но также является причиной частых поломок.

Основные технические характеристики

Для технической характеристики счетчиков используются следующие параметры:

Класс точности — основной технический параметр, который оценивает процент погрешности измерений прибора.

Таблица классов точности для расчетных счетчиков активной электроэнергии

Категория потребления	Класс напряжения	Класс точности прибора учёта
Граждане (физические лица)	Любое	2,0 и выше
Вводы многоквартирных жилых домов	Любое	1,0 и выше
Потребители с мощностью до 670 кВт	До 35 кВт включительно	1,0 и выше
	Свыше 110 кВт	0,5S и выше
Потребители с мощностью свыше 670 кВт	Любое	0,5S и выше с возможностью замеров часовых объемов потребления и хранения их более 90 суток
Производители электроэнергии	Любое

Все старые бытовые электросчетчики имели класс точности 2,5.Сегодня используются более точные приборы с классом точности 2,0.

Широкое распространение получила двухтарифная система, позволяющая разделять учет электрознергии, расходуемой в определенное время суток.

У каждого типа и модели счетчика свой межповерочный интервал. Его длительность может быть от четырех до шестнадцати лет.

Детали счетчика со временем приходят в негодность, поэтому точность показаний снижается. При таких обстоятельствах прибор становится считаться непригодным для использования, а показатели для начислений за коммунальные услуги становятся недействительными.

Чем больший интервал обещает производитель, тем дольше прослужит электросчетчик.

Последовательные суммирующие счетчики

Счетчики с последовательным переносом

Рис.2 Временные диаграммы

Т-триггер простейший вид счетчика, который делит все импульсы на четные и нечетные .Если на входе триггера частота F, то на его выходе F/2. Следовательно Т-триггер может использоваться в качестве делителя на 2. Несмотря на то, что скважность входных импульсов может быть произвольной на выходе скважность равна 2.

Рис.3 Суммирующий счетчик с последовательным переносом

Последовательный суммирующий счетчик — такой счетчик, у которого переключение каждого разряда осуществляется в тот момент времени, когда все предыдущие разряда равны 1. Каждый разряд, подключенный последовательно приводит к увеличению значения в 2 раза. Время установки счетчика: T=N⋅t. Так как нельзя подавать сигнал до того времени, пока не установится счетчик, имеем максимальную частоту: Fmax⩽1/T.То есть с повышением разрядов понижаем частоту сигнала.

Счетчики с параллельным переносом

Рис.4 Суммирующий счетчик с параллельным переносом

Переключение зависит от того, в каком состоянии находятся предыдущие, то есть Qi меняет состояние в 1, если все Qj,j<i были равны 1. Схема осуществляет переключение одновременно на всех триггерах, следовательно время установки нового значения равно времени установки триггера. Конъюнктурами D5,D6 задаем условие переключения соответствующих триггеров.Максимальная частота: Fmax⩽1tk+t. На время установки конъюнктор не влияет, но влияет на частоту , так как должно пройти время после установки триггера на переключение в новое состояние. Счетчик работает быстрее, и все значения на выходе изменяются одновременно — синхронный счетчик

Счетчики с комбинированным переносом

Как УО перевести дом на систему автоматической передачи показаний ПУ

На законодательном уровне не закреплено, что потребители обязаны оснащать свои квартиры «умными» счётчиками. Нет такой обязанности и при проведении капитального ремонта или реконструкции многоквартирного дома.

Но если управляющая домом организация или ТСЖ пришли к выводу, что внедрение в доме автоматизированной системы учёта ресурсов поможет существенно снизить объёмы КР на СОИ и бороться с хищением ресурсов, то ей следует:

• о плюсах для собственников от установки такой системы,
• о стоимости работ,
• о возможных источниках финансирования.

2. Организовать и провести общее собрание собственников согласно ст. ст. 44 – 46 ЖК РФ.

Если ОСС приняло положительное решение, то УО следует на всех этапах работы информировать жителей о происходящей и напоминать о пользе внедрения «умных» счётчиков и правилах обращения с ними.

По завершению работ и при получении первых итогов работы системы УО обязательно нужно отчитаться перед собственниками, особенно если были сбои в работе новых приборов учёта.

Положительные результаты внедрения таких ПУ стоит донести до жителей всех многоквартирных домов, находящихся в управлении у организации. Возможно, это сподвигнет их жителей также сделать шаг к smart-технологиям. А провести общее собрание собственников и решить вопрос об установке в доме «умных» счётчиков в многоквартирном доме поможет сервис «ОСС на 100%».