PROIECt AEMC-Turometru Tudor

Sa se proiecteze un turometru turometru digital digital care sa masoare turatia in in urmatoarele conditii: ➢ ➢ ➢ ➢

Gama de turatii: 1-5 rot/min;  Timpul de masurare (de poarta): 0.1s; Rezolutia afisajului : 0.1x 0.1x rot/min; Alte prescriptii: afisaj bargraph cu LED-uri din 1 in 1 rot/min.

Prezentare generala: Aparatul este o aplicatie particulara particulara a masurarii masurarii digitale a frecventei, constand in numararea intr-un anumit intervat de timp, a impulsurilor furnizate de traductor si afisarea numerica numerica a rezultatelor. Este utila utila prezentarea valorilor valorilor masurate in rot/min. rot/min. O solutie simpla o reprezinta utilizarea unui traductor de impulsuri ce poduce 60 de tacte la fiecare rotatie a axului, conectat conectat la intrarea unui frecventmetru digital digital avand intervalul intervalul de timp de masurare (de poarta) de 0.1s. Schema bloc a turometrului digital este urmatoarea: urmatoarea:

Traduct or

Etaj

Circuit

format

poarta

Numarat or

Blocuri functionale.Schema de lucru si principii de functionare Blocul formator :

-

Blocul formator este format dintr-un trigger Schmith cu porti neinversoare. Circuitul flosit este MMC 4050:

U R

A

1 3

5

3

. 1

2 4

k

R

2

0

5

0

2

2

k

Blocul formator are rolul de a adapta semnalul provenit de la traductor cu un semnal compatibil cu circuitele numerice. El se conecteaza la iesirea traductorului de impulsuri, iar impulsurile formate sunt aplicate portii ’AND’.

Rs=10*Rt=15[kΩ] U 3

B

U

4

3

7

C

1

R

3

5

. 1

4

0

4

6

k

2

7

4

0

R 4 1 K

5

C

6

0

Divizorul de frecventa: Divizorul de frecventa este compus din doua circuite de divizare : 4040 si 4024. Dimensionarea acestui divizor va dicta timpul de poarta in care vor fi validate impulsurilor provenite de la circuitul formator sa treaca la numarator. Deoarece noi vrem ca data afisata sa reprezinte numarul de rot/min si rezolutia sa fie 0.1x inseamna ca, impunand ca  Tm=0.1s si tinand cont ca α=1, avem: m=(6*10)/0.1 => m=600 deci la N rot/min vom avea N*600 impulsuri/min, adica (N*600)/60 impulsuri/s => (N*600)/60*0.1 impulsuri/0.1s. In caz particular la 3

Functionare: Stim ca 100 000 = 2^5*5^5 , ceea ce inseamna ca vom configura un divizor prin 2^5 si celalalt divizor prin 5^5. Primul numarator primeste pe intrarea de clock impulsuri de tact de la oscilator cu frecventa de 1[Mhz], dupa care va diviza aceasta frecventa prin 5^5, cu ajutorul portilor ‘AND’ cu 4 intrari, respectiv 3 intrari, care la apartia la iesire a codului ‘110000110101’, vor trimite un impuls care va produce resetul circuitului si impulsului de clock pentru urmatorul divizor. Cel de-al doilea divizor cand va ajunge la valoarea binara corespunzatoare valorii 2^5, adica ‘000000100000’, va produce un impuls de reset pentru divizor si un impuls de validare pentru poarta. Frecventa de validare pentru poarta va rezulta de 10 [Hz].

Numaratorul: Numaratorul este format din doua numaratoare BCD sincrone reversibile, presetabile,de tip 40192. Aceste numaratoare au setate intrarile de ‘PRESET ENABLE’ si ‘CK DOWN’ la ‘1’ logic, pentru a nu se incarca paralel, respectiv pentru a numara inainte. Cand numarul a atins numarul maxim numarabil in modul inainte (respectiv 9 pentru zecimal), dupa jumtate din perioada semnalului de tact (respectiv dupa ce CK UP trece in ‘0’) ‘CY’ trece la nivelul ‘0’ si va da un impuls de clock pentru urmatorul numarator aflat

Afisajul: Este format din doua decodoare de tip 4511 ce contin drivere pentru comanda celulelor de afisare cu 7 segmente. La intrarile ‘A B C D’ sunt aplicate semnalele de la iesirile numaratoarelor, dupa care aceste semnale sunt decodate si afisate pe celulele de afisare. Aceste decodoare contin intrari de testare afisaj ‘LT’, stergerea datelor de pe afisaj ‘BL’, precum si intrari pentru validarea latch ‘LE/STROBE’. Schema blocului de afisare este prezentata incontinuare:

" H

I "

Circuitul de pornire la 1 rot/min:   Turatia de 1 rot/min inseamna ‘1’ afisat pe prima celula,’0’ pe a doua celula ,deci valoarea ‘0001’ la iesirea primului numarator,valoarea ‘0000’ la iesirea celui de-al doilea numarator. Aceasta conditie va fi sesizata cu ajutorul unei porti ‘NOR’ cu trei intrari atasata primului numarator,unei porti ‘NOR’ cu 4 intrari atasata celui de-al doilea numarator. Iesirea portilor ‘NOR’, precum si primul bit al primului numarator, intra in poarta ‘AND’ cu patru intrari care va conditiona sincronismul celor trei stari,dupa care semnalul de la iesirea acestei din urma porti va fi aplicata unui bistabil de tp ‘JK’ pe intrarea de clock. Schema este prezentata in continuare: U

4 5

5

0

A 3

6 7 1 U 1 3

5

0 2

1 A

0

6

- E

C

L

Circuitul de oprire la 5 rot/min:  Turatia de 5 rot/min inseamna ‘5’ afisat pe prima celula, ‘0’ pe a doua celula, deci valoarea ‘0101’ la iesirea primului numarator, valoarea ‘0000’ la iesirea celui de-al doilea numarator. Aceasta conditie va fi sesizata cu ajutorul unei porti ‘NOR’ cu 2 intrari si o poarta ‘AND’ cu 2 intrari atasate primului numarator, o poarta ‘NOR’ cu 4 intrari atasata pe al doilea numerator. Iesirile portilor vor inta in poarta ‘AND’ cu trei intrari, care va conditiona sincronismul celor trei stari, dupa care semnalul de la iesirea acesteaiava fi aplicata unui bistabil de tip ‘JK’ pe intrarea de clock. Schema este prezentata incontinuare:             7            6

            5            4

U 1

            3

            5

            3

            4

            1            2            1

U

5

0

A

5 0

1 1

A 0

6 - E

C

L

Bargraphul: Dorim sa afisam din 1 in 1 pe bargraph. Aprindem 1 led cand avem o valoare cuprinsa intre 1 si 2 rotatii/min, aprindem 2 led-uri cand avem o valoarea cuprinsa intre 2 si 3 rot/min, etc. Pentru aceasta este necesar sa identificam cele 5 stari posibile si sa folosim porti OR deoarece pe langa ledul care corespunde starii curente trebuie aprins si ledul/urile starii/lor precedente. Schema este prezenta in continuare:

 a  b   c

 d  7 7

4

0

4

0

6

6

7

4

0

            6

6

7

4

0

6

            6

            6

            6             4

            4

            4

            6

            8

            6

            4

            2            1            0             5            4            3            2

            2            1            0

            1            1            1            9

U 3 1 A 1 4 0 1 2

_

            5            4            3            2

U 3 1 B 1 4 0 1 2

0

_

            1

            1            1            1            9

U 3 2 A 1 4 0 1 2

0

_

0

            5            4            3            2

U 3 2 B 1 4 0 1 2

            1

            8            2            1

            3

U 3 3 A 1 4 0 1 2

0

            1

            2

U 4 2 A 1 4 0 7 5

            9

_

U O

            3

4 1 R 2

            2

            3

U O

            2

4 4 R 2

U O

4 R

5 2

            1             1

            3

            1

            3

            2

U O

4 3 R 2

            2

            8            2            1

U O

4 R

6 2

            3

U 4 7 A 1 4 0 7 5

            2

U O

4 8 R 2

_

0