Разработка логического устройства комбинационного типа на мультиплексорах

DD2

DD3

DD1

1 DD4 16

1 16

1 16

1 16

C1

C2

1 HS1 8

3

4

6

5


Y

Х1

К выводам 16 DD1,DD2,DD3,DD4

C1 C2

К выводам 8 DD1,DD2,DD3,DD4


Министерство образования Российской Федерации

Северокавказский Государственный Технический Университет

Кафедра электроники и микроэлектроники

Курсовой проект

По дисциплине «Электро промышленные устройства» на тему :

Разработка логического устройства комбинационного типа на мультиплексорах

Выполнил: студент 4 курса

группы УПЭ-991

Козидубов Е. Н.

Принял: Денисюк.И.А.

Ставрополь 2001

Содержание.

Введение __________________________________________________________

1. Постановка задачи и выбор методики расчета._________________________

2. Разработка и расчет схемы логического устройства управления.__________

2.1Разработка логического устройства управления на двух входовых мультиплексорах._________________________________________________

2.2 Разработка логического устройства управления на трех входовых мультиплексорах._________________________________________________

2.3 Выбор варианта схемы и перечня элементов.__________________________

2.4 Расчет требований к источнику питания._____________________________

2.5 Анализ гонок сигналов.____________________________________________

2.6 Расчет надежности устройства._____________________________________

3. Разработка печатной платы.________________________________________

3.1 Разработка требований к печатной плате._____________________________

3.2 Разработка схемы размещения на плате.______________________________

Литература.______________________________________________________

Заключение _________________________________________________________

ВВЕДЕНИЕ

В настоящее время микросхемы получили широкое распространение. Это обусловлено возможностью реализации на их основе самых различных цифровых устройств. Промышленностью выпускаются микросхемы нескольких типов, каждый из которых удовлетворяет ограниченному числу требований. Все вместе они перекрывают широкий диаппазон требований.

К одним из типов микросхем относятся и мультиплексоры(МС).

МС относятся к схемам коммутации цепей, т.е они соединяют один из входов с выходом .

МС относятся к универсальным схемам на их основе можно реализовать любую логическую функцию, число переменных в которой не привышает число адресных входов, также можно выполнить преобразование паралельного кода в последовательный. Выпускают мультиплексоры с 2,3 и 4 адресными входами .

В данной работе будет рассмотрена реализация логической функции на мультиплексорах.

1. ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ И ВЫБОР МЕТОДИКИ РАСЧЕТА

Построение логических схем на мультиплексорах и вспомогательных элементах обычно ведется в виде древовидных цепочек, каскадных структур, отличающихся способами функционального разделения и разложения булевых функций (БФ). Наиболее часто на практике применяется разложение БФ по методу Шеннона, имеющему вид:

где > >- остаточные функции (ОФ) разложения, которые получаются из функции f путем подстановки констант 0 и 1 вместо переменного множества > >.

Для f>0> имеем > >;

для f>1> имеем > >;

для > > имеем > >.

Разложение булевых функций является одним из трудоемких этапов проектирования логических схем на мультиплексорах, так как получение оптимального решения связывается с частичным или полным перебором вариантов разложения булевых функций, по определенному числу переменных, причем в зависимости от сложности реализуемых на мультиплексорах булевых функций, процесс разложения является многоступенчатым, выполнением до момента полного сведения получаемых остаточных функций к простейшему виду.

С учетом работы мультиплексоров и конструктивных особенностей их реализации с числом управляющих входов q(q=2,3) и информационных входов, равным 2q(2,8), разложение заданной функции можно вести по двум, трем переменным. Тогда при построении логической схемы на мультиплексорах эти переменные должны подключатся к управляющим входам, а остаточные функции к информационным входам соответствующего мультиплексора.

2. РАЗРАБОТКА И РАСЧЕТ СХЕМЫ ЛОГИЧЕСКОГО УСТРОЙСТВА УПРАВЛЕНИЯ.

2.1Разработка логического устройства управления на двух входовых мультиплексорах.

По заданию нам дана функция представленная в числовом виде

> >

Представим эту функцию в виде таблицы (таб.1) истинности

таблица № 1.

№

Х>4>

Х>3>

Х>2>

Х>1>

Х>0>

Y

0

0

0

0

0

0

1

1

0

0

0

0

1

0

2

0

0

0

1

0

0

3

0

0

0

1

1

1

4

0

0

1

0

0

1

5

0

0

1

0

1

1

6

0

0

1

1

0

1

7

0

0

1

1

1

1

8

0

1

0

0

0

0

9

0

1

0

0

1

0

10

0

1

0

1

0

0

11

0

1

0

1

1

0

12

0

1

1

0

0

0

13

0

1

1

0

1

0

14

0

1

1

1

0

0

15

0

1

1

1

1

1

16

1

0

0

0

0

1

17

1

0

0

0

1

1

18

1

0

0

1

0

1

19

1

0

0

1

1

1

20

1

0

1

0

0

1

21

1

0

1

0

1

1

22

1

0

1

1

0

1

23

1

0

1

1

1

1

24

1

1

0

0

0

1

25

1

1

0

0

1

1

26

1

1

0

1

0

0

27

1

1

0

1

1

0

28

1

1

1

0

0

0

29

1

1

1

0

1

0

30

1

1

1

1

0

0

31

1

1

1

1

1

0

Далее минимизируем заданную функцию по карте Карно.

Х>3 >Х>3>

Х>2> Х>2>

1

0

0

1

0

0

0

1

Х>1>

Х>0>

1

0

0

1

1

0

1

1

1

0

1

1

0

0

0

1

1

0

1

1

1

0

0

1

Х>4>

Минимизировав функцию запишем МДНФ.

> >

Так как число входов у мультиплексора два , а переменных пять то произведем декомпозицию логической функции.После декомпозиции получим остаточные функции меньшего числа переменных.

Выберем две переменные из МДНФ которые будут подаваться на вход первого мультиплексора .

Х>0> - встречается 3 раза в МДНФ

Х>1 > - 4

Х>2> - 6

Х>3 > - 4

Х>4> - 3

Выберем Х>1 >Х>2 >.

> >

Число переменных велико произведем еще одну декомпозицию.

Х>0> - встречается 3 раза в уравнениях у0,у1,у2,у3, первой декомпозиции

Х>1 > - --

Х>2> - --

Х>3 > - 6

Х>4> - 4

Произведем декомпозицию относительно Х>3 >Х>4 >.

> >

По этим данным рисуем схему заданной логической функции рис.2.1.

Y

X0

'1'

X4

X3

X1

X2

Рис 2.1 Комбинационная схема на 2-х входовом мультиплексоре

Y>0>

Y>1>

Y>2>

Y>3>

'1'


2.2 Разработка логического устройства управления на трех входовых мультиплексорах.

Используя МДНФ из раздела 2.1 произведем декомпозицию для трех входов и получим восемь остаточных функций.

Х>0> - встречается 3 раза в уравнении МДНФ

Х>1 > - 4

Х>2> - 6

Х>3 > - 4

Х>4> - 3

Произведем декомпозицию относительно Х>3 ,>Х>2 ,> Х>1 .>

> >

По этим данным рисуем схему заданной логической функции рис.2.2.

Y

Х1

Х3

Х2

Х1

Рис 2.2 Комбинационная схема на 3-х входовом мультиплексоре

'1'

'1'

Х4

Х0


2.3 Выбор варианта схемы и перечня элементов.

В зависимости от технологии ИС подразделяются на серии, различающиеся физическими параметрами базовых элементов, а также функциональным назначением входящих в их состав микросхем. В настояшее время разработано несколько десятков технологий изготовления ИС. Наиболее широкое применение получили ИС, изготавливаемые по ТТЛ, КМОП и п-МОП - технологиям. Каждая технология постоянно совершенствуется с целью увеличения быстродействия ИС, уменьшения потребляемой мощности и увеличения степени интеграции – число элементов, размещаемых на кристалле заданной площади. Выбираем серию К1533 изготавливаемую по ТТЛШ технологии.

Исходя из схем построенных на двух и трех входовых мультиплексорах на рисунках 2,3. Видим что при использовании сдвоенных двух входовых мультиплексорах количество корпусов такое как при использовании трех входовых мультиплексорах. Выбираем трех входовые мультиплексоры так как при их использовании уменьшается количество соединений

Выбираем мультиплексор типа К1533КП7.

Селектор мультиплексор 8->1 со стробированием К1533КП7

В

ходы

Выходы

А2

А1

А0

Ẅ

Y

Ž

X

0

0

0

0

1

1

1

1

X

0

0

1

1

0

0

1

1

X

0

1

0

1

0

1

0

1

1

0

0

0

0

0

0

0

0

0

D0

D1

D2

D3

D4

D5

D6

D7

1

D0

D1

D2

D3

D4

D5

D6

D7

таблица истинности

Справочные данные К1533КП7

Питание(+5±5% В): вывод 16 Земля: вывод 8

Iпот, мА 10

Iвх 0;1, мА -0,4; 0,02

Iвых 0;1, мА 8; -0,4

Uвых 0;1, В 0,5; 2,7

T>зд> , н.с 20

2.4 Расчет требований к источнику питания

Используя справочные данные мультиплексора К1533КП7 рассчитаем требования к источнику питания. Найдем мощность потребляемую одной микросхемой

P>мик>=I>пот >* U>пит> =0,01А *5В = 50 мВт.

Зная мощность потребляемую одной микросхемой найдем мощность потребляемую всей схемой Р>схем> =N*Р>мик > =3*0,05 =150 мВт.

где N количество микросхем.

Для данной схемы нужен источник питания на напряжения 5В , нестабильность напряжения не должна превышать ±5%, мощностью не мнение 150 мВт.

2.5 Анализ гонок сигналов

Гонки сигналов в комбинационных схемах это процесс связанный с тем что на разные входы данной микросхемы поступают сигналы имеющие разную величину временной задержки относительно тактовых точек. Для анализа наличия гонок в схеме необходимо посмотреть все возможные варианты действия на микросхему сигналов на ее входе при наличии взаимных временных задержек сигналов друг относительно друга.

Меры борьбы с гонками .

Первое выравнивание запаздывания сигналов за счет искусственных задержек тех сигналов которые опережают друг друга. Для задержек могут использоваться повторители имеющие задержку. Этот способ сопряжен с усложнением схемы.

Еще один способ это для борьбы с гонками это увеличить длительность импульса снизив тактовую частоту. Так как допускается искажения в виде изменение длительности импульса не более > >.

Наша комбинационная схема не будет работать на большой частоте то для борьбы с гонками используем метод увеличения длительности импульса, а следовательно уменьшения тактовой частоты.

2.6 Расчет надежности устройства.

Любое устройство создается для надежной безотказной работы. Свойство устройства сохранять во времени в установленных пределах значения всех па­раметров, характеризующих его способность выполнять требуемые функции в заданных режимах и условиях применения, технического обслуживания и ре­монтов, хранения и транспортирования, называется надежностью. Если все па­раметры соответствуют требованиям документации, такое состояние называют работоспособным, а событие, состоящее в нарушении работоспособности, -отказам. Таким образом, для возникновения отказа достаточно ухода хотя бы одного параметра за пределы, установленные нормативно-техническими доку­ментами

В зависимости от того, каким образом проявляются эти ухода парамет­ров, различают внезапные и постепенные отказы. Внезапный отказ характеризу­ется скачкообразным изменением эксплуатационных параметров устройства, в связи с чем прогнозировать момент его возникновения практически невозможно Примеры внезапных отказов - короткое замыкание обкладок конденсатора, об­рыв выводов или пробой перехода транзистора. Постепенный отказ характери­зуется постепенными, плавными изменениями во времени одного или несколь­ких параметров, обусловленными влиянием необратимых процессов старения и износа. При этом. наблюдая за соответствующими параметрами в течение дли­тельного времени, всегда можно выявить тенденции или закономерности их из­менения и предсказать причину и время возникновения отказа. В качестве при­мера постепенных отказов можно привести увеличение обратного тока коллек­торного перехода транзистора I>ко>, уменьшение коэффициента передачи или по­лосы пропускания линейной интегральной схемы

Для цифровых устройств, работающих в условиях действия помех (навод­ки по цепям питания, внутренние шумы и т. д), характерно наличие относитель­но большого числа самоустраняющихся отказов (сбоев). Данный вид отказов связан с нарушением работоспособности устройства на короткое время. после" чего правильная работа аппаратуры восстанавливается самопроизвольно, без вмешательства извне. Следствием сбоев могут быть искажения информации (ис­ходных данных, управляющих воздействий и т д.), что может повлиять на нор­мальное функционирование устройства малая длительность сбоя осложняет задачу его выявления и ликвидации связанных с ним нежелательных последствий.

Надежность любого объекта, в том числе и электронного устройства, зависит от многих факторов, таких, как качество использованных в нем деталей. их взаимное расположение, условия охлаждения, качество сборки (монтажа), ус­ловия эксплуатации (температура, влажность, наличие вибрации), качество обслуживания и пр. В зависимости от назначения и режима эксплуатации изделия можно разделять на две группы: 1) невосстанавливаемые, при отказе их заменя­ют исправными (к ним относят элементы электронной и электротехнической ап­паратуры: резисторы, конденсаторы, диоды, интегральные микросхемы и пр.), 2) восстанавливаемые, их можно ремонтировать, заменяя в них отказавшие эле­менты и восстанавливая нарушенные связи.

Рассматривая отказ как событие случайное, для количественной оценки надежности используют вероятность безотказной работы и вероятность отказа вероятность того. что в заданном интервале времени t отказ устройства не про­изойдет , т. е. его эксплуатационные параметры будут находиться в установлен­ных пределах, называется вероятностью безотказной работы P(t). Данная ха­рактеристика представляет собой монотонно убывающую функцию времени t, причем Р(0) = 1. Р (∞) = 0. (Предполагается, что вначале изделие исправно, а по­сле некоторого времени, может быть очень большого, оно обязательно выйдет из строя.) Представление о том, каков характер функции P(t), можно получить в ре­зультате эксперимента с большой группой изделий. Результаты эксперимента с группой отражают поведение всей массы изделий (генеральной совокупности), если выборка достаточно объемна. В этом случае говорят о представительной выборке. Пусть выборка содержит No = 1000 изделии (резисторов, конденсато­ров, микросхем). Поставим их в режим, соответствующий паспортным условиям эксплуатации (окружающая температура, ток, напряжение), и будем фиксиро­вать момент отказа каждого изделия или количество отказавших изделий нарас­тающим итогом через каждые Δt ч. Тогда вероятность безотказной работы )

P(t)=N(t)/N,, (1)

где N(t) - число изделий, оставшихся исправными к моменту времени t. Распо­лагая полученной информацией, можно определить, какова в среднем вероят­ность того. что аналогичное изделие будет работоспособным через 10, 100,1000 ч, сколько часов может эксплуатироваться изделие, если задано допустимое нижнее значение P(t).

Вероятность отказа определяется как вероятность появления отказа в течение времени t: Q(t) = (No - N(t))/No. Так как работоспособное состояние в co- стояние отказа образуют полную, группу событий (третьего не дано!), то харак­теристики P(t) и Q(t) удовлетворяют соотношению P(t) +Q(t) = 1.

Введем понятие плотности вероятности появления отказа:

> > (2)

важной характеристикой надежности является и интенсивность отказов:

> > (3)

представляющая собой вероятность отказа изделия в единицу времени после данного момента t при условии, что до него отказ не возникал. Сравнивая выра­жения для a(t) и λ(t), нетрудно увидеть различия между ними. Значение а(t)Δt характеризует относительную долю отказавших изделий за интервал [t, t + Δt], взятых из произвольной группы поставленных на испытания изделий, независи­мо от того, исправны они или отказали к моменту времени t. Значение λ (t)Δt оп­ределяет относительную долю отказавших изделий в интервале [t, t + Δt], взятых из группы изделий, оставшихся работоспособными к рассматриваемому момен­ту t . Для элементов электронной аппаратуры типичные значения λ от 10-6 до 10-81/ч.

Важный количественный показатель надежности - среднее время безот­казной работы (средняя наработка до отказа), которое определяется как ма­тематическое ожидание времени работы до отказа. Эту характеристику нахо­дят как

> > (4)

где t>i>, - время безотказной работы i-го изделия (для восстанавливаемых изделий -время работы между двумя соседними отказами). Для экспоненциального закона надежности > > Средняя наработка до отказа Т и интенсивность отказов λ удобны в качестве справочных данных, так как они не зависят от вре­мени.

В ряде случаев для оценки безотказности устройства используется такая характеристика, как гамма процентная наработка до отказа Т>λ >, т. е. наработка, в течение которой отказ устройства т возникает с вероятностью γ, выражен­ной в процентах. Соответствующее значение находят из уравнения

> > (5)

Например. Т>90%> означает, что указанное время наработки до отказа реали­зуется с вероятностью P(T>90%>,) = 0,9. т. е. указанное время будет достигнуто для 90% изделий.

Справочные данные обычно приводятся для одиночных элементов в нор­мальных условиях эксплуатации. Реальные ус­ловия эксплуатации могут отличаться от нор­мальных, а устройства, надежность которых на­до определить, содержат большое число различ­ных элементов.

Влияние условий эксплуатации (электри­ческих режимов, температуры, радиации, влажности вибрации и ударов) проявляется в изменении интенсивности отказов, оп­ределяемом опытным путем. Утяжеление условии существенно повышает ин­тенсивность отказов. Например, увеличение рабочего напряжения на конденсаторе на 10% может повысить λ1 более чем вдвое.

Способы соединения элементов и узлов, связей между ними разнообраз­ны. Обычно выделяют основное и резервное соединения. Соединение, когда от­каз любого из элементов приводит к отказу всего устройства, называют основ­ным (например, бытовая аппаратура). Модель расчета надежности для такого со­единения - последовательная цепочка элементов, когда работоспособному со­стоянию устройства соответствует исправность P первого, P второго,..., P n-го элементов Вероятность исправного состояния системы, содержащей n элементов:

> >

В этом причина низкой надежности сложных систем с большим числом элементов: если Р, = 0,999, а n = 1000, то Рс = 0,37. Другие показатели надежно­сти для основного соединения элементов выводят из формулы произведения ве­роятностей

> >

Найдем показатели надежности нашей разработанной схемы. Из справочника знаем λ>i> равно резисторов 0.64*10-4 , конденсаторов 0,25*10-6 и микросхемы 0,06*10-6 . Найдем λ>с> для всех элементов схемы

для резисторов > >

для конденсаторов > >

для микросхем > >

Найдем Р>с> для всех элементов схемы

для резисторов > >

для конденсаторов > >

для микросхем > >

Найдем Т>с> для всех элементов схемы

для резисторов > >

для конденсаторов > >

для микросхем > >

Судя по расчетам плата сможет проработать не менее 15000 часов.

  1. РАЗРАБОТКА ПЕЧАТНОЙ ПЛАТЫ.

3.1 Разработка требований к печатной плате.

Сущность печатного монтажа за­ключается в нанесении на изоляцион­ное основание тонких электропрово­дящих покрытий, выполняющих фун­кции монтажных проводов и элемен­тов схемы — резисторов, конденсато­ров, катушек индуктивности, кон­тактных деталей и др.

Конструкторская -документация на печатные платы и блоки оформля­ется в соответствии с требованиями ГОСТ 2 109 73, ГОСТ 2 417-68 и действующими нормативно техническими документами Чертеж печатной платы односторонней или двусторонней классифицируется как чертеж детали Чертеж печатной платы должен содержать все сведения, необходимые для ее изготовления и конт­роля изображение печатной платы со стороны печатного монтажа, раз меры, предельные отклонения и шероховатость поверхностей печатной платы и всех ее элементов (отверстий, проводников), а также размеры расстояний между ними, необходимые технические требования, сведе­ния о материале

Размеры каждой стороны печат­ной платы должны быть кратными 2,5 при длине до 100 мм, 5 при длине до 350 мм, 20 при длине более 350 мм Максимальный размер любой из сторон печатной платы не должен пре­вышать 470 мм Соотношение линейных размеров сторон печатной платы должно быть не более 3:1 и выбира­ется из ряда 1:1, 1:2, 2:3, 2:5 Тол­щину плат определяют исходя из механических требований, предъявляемых к конструкции печатного блока, с учетом метода изготовления. Рекомендуются платы толщиной 0,8, 1,0, 1,5, 2,0, 2,5, 3,0 мм. Чертежи печатных плат выполняют в натуральную величину или с увеличением 2:1, 4:1, 5:1, 10:1

Разработку чертежа печатной платы начинают с нанесения коорди­натной сетки За основной шаг пря­моугольной координатной сетки по ГОСТ 10317 79 принимается 2,5 мм. Для малогабаритной аппаратуры и в технически обоснованных случаях допускается применять дополнительные шаги 1,25 и 0,5 мм

Центры всех отверстий на печатной плате должны располагаться в узлах координатной сетки. Если из за конструктивных особенностей навесного элемента этого сделать нельзя, то центры отверстий распола­гают согласно указаниям чертежа на этот элемент Такое расположение центров отверстий используют для ламповых панелей, малогабаритных реле, разъемов и других элементов При этом должны соблюдаться сле­дующие требования центр одного из отверстий, принятого за основное, должен быть расположен в узле координатной сетки, центры осталь­ных отверстий нужно по возможно­сти располагать на вертикальных или горизонтальных линиях коорди­натной сетки Диаметры монтажных и переход­ных металлизированных и не металлизированных отверстий выбирают из ряда (0,2), 0,4, (0,5), 0,6, (0,7), 0,8, (0,9), 1,0, (1,2), 1,3,1,5, 1,8; 2,0, 2,2, (2.4), (2,6), (2,8), (3,0) Диаметры, не взятые в скобки, являются предпочтительными Не рекоменду­ется на одной печатной плате иметь более трех различных диаметров отверстий Диаметры металлизиро­ванных отверстий выбирают в зави­симости от диаметров выводов навесных элементов и толщины платы, а диаметры не металлизированных отверстий в зависимости от диа­метров выводов навесных элементов, устанавливаемых в эти отверстия. Необходимость зенковки монтажных и переходных отверстий диктуется конкретными конструк­тивными требованиями и методом изготовления платы

Шероховатость поверхности монтажных не металлизированных отверстий и торцов печатных плат должна быть Rz<80 по ГОСТ 2789-73, Ше­роховатость поверхности монтажных и переходных металлизированных от­верстий — Rzг<40

Для упрощения графики платы

Таблица 3.1

отверстия показывают окружностями одинакового диаметра с обозначением по табл. 3.1 (по ОСТ 27 72 694-834)

При выполнении отверстий таким способом на поле чертежа помещают таблицу отверстий . Раз­меры граф и форма таблицы ГОСТом не устанавливаются

Все монтажные отверстия долж­ны иметь контактные площадки. Фор­ма контактной площадки может быть произвольной, круглой, прямоуголь­ной или близкой к ним. Центр кон­тактной площадки симметричной формы должен совпадать с центром монтажного отверстия, для контакт­ных площадок прямоугольной и овальной форм центр монтажного от­верстия может быть смещен . Печатные проводники следует изображать в виде отрез­ков линий, совпадающих с линиями координатной сетки, или под углом, кратным 15° Допускается выполне­ние проводников произвольной кон­фигурации и скругление перегибов проводников.

Печатные проводники следует вы­полнять одинаковой ширины на всем протяжении. В узких местах сужают проводники до минимально допу­стимых значений на возможно мень­шей длине. Взаимное расположение проводников не регламентируется При необходимости прокладки про­водников шириной 0,3—0,4 мм на всем протяжении рекомендуется че­рез 25—30 мм предусматривать рас­ширение проводника типа контакт­ной площадки.

Проводники шириной менее 2,5 мм изображают одной линией, являю­щейся осью симметрии проводника, более 2,5 мм — двумя линиями и штрихуют под углом 45° или зачер­няют Проводники шириной более 5 мм следует выполнять как экран. Форма вырезов в широ­ких проводниках и экранах должна быть показана на чертеже и опре­делена размерами . В целях упрощения чертежа допус­кается выполнять проводники любой ширины одной линией, при этом в технических требованиях чертежа указывают ширину проводника.

Габаритные размеры печатной платы, диаметры и координаты отверстий, контактных площадок и их относительное расположение показывают на чертеже одним из следующих способов

а) в соответствии с требования ми ГОСТ 2 307-68 с помощью раз­мерных и выносных линий,

б) нанесением координатной сетки,

в) комбинированным способом при помощи размерных и выносных линий и координатной сетки,

г) с помощью таблицы координат

При задании размеров нанесением координатной сетки линии сет­ки должны нумероваться Шаг нуме­рации определяют конструктивно с учетом насыщенности и масштаба изображения Координатную сетку в зависимости от способа выполнения документации наносят на все поле платы или риска­ми по периметру платы Допускается наносить не все линии координатной сетки, при этом на по­ле чертежа помещают запись типа «Линии координатной сетки нанесе­ны через одну». За нуль в прямоугольной системе координат на главном виде платы принимают центр крайнего левого нижнего от­верстия, левый нижний угол платы, левую нижнюю точку, образованную построениями, например продолже­нием линии контура платы, углы, ко­торого срезаны

На поле чертежа указывают метод изготовления платы, технические условия (если не все данные содер­жатся на чертеже), шаг координат­ной сетки, ширину проводников и расстояния между ними, расстояния между контактными площадками, между контактной площадкой и про­водником, допуски на выполнение проводников, контактных площадок, отверстий и расстояний между ними, особенности конструкции, технологии и другие параметры печатных плат.

Технические требования распола­гают над основной, надписью, формулируют и излагают в следующей последовательности;

1 Плату изготовить методом

2.Плата должна соответство­вать (ГОСТ, ОСТ)

3. Шаг координатной сетки 0.25 мм

4 Конфигурацию проводников выдерживать по координатной сетке с отклонением от чертежа 1 мм

5 Допускается округление углов контактных площадок и проводников.

6 Места, обведенные штрих пунктирной линией, проводниками не занимать

7 Требования к параметрам эле­ментов платы - в соответствии с конструктивными данными

8 Ширина проводников в свобод­ных местах 1 мм, в узких 0.8 мм

9 Расстояние между двумя про­водниками, между двумя контактны­ми площадками или проводником и контактной площадкой в свободных местах 0.1 мм, в узких 0.05 мм

10. Форма контактных площадок произвольная, bmin=1.5 мм

11 Допускается занижение кон­тактных площадок металлизирован­ных отверстий на наружных слоях до зенковки, на внутренних слоях

12 Предельные отклонения рас­стояний между центрами отверстий, кроме оговоренных особо, в узких местах ± 0.05 мм, в свободных мес­тах ± 0.08 мм

13. Предельные -отклонения рас­стояний между центрами контакт­ных площадок в группе ± 0.02 мм.

14. Маркировать эмальюГОСТ шрифт по ГОСТ,

К числу особенностей печатного монтажа относятся плоское располо­жение печатных проводников, что не позволяет осуществлять переход с одной платы на другую без перемы­чек, переходных колодок или разъе­мов; установка навесных элементов и крепление выводов только путем пропускания их в отверстия; одно­временная пайка всех элементов, ус­тановленных на печатной плате.

3.2 Разработка схемы размещения на плате.

Навесные элементы следует раз­мещать правильными рядами, параллельно один другому, на той стороне платы, где отсутствуют печатные проводники Такое размещение позволяет устанавливать и закреплять навесные элементы на автоматических линиях и выполнять пайку погружением, исключая воз­действие припоя на навесные элемен­ты.

Все навесные элементы крепятся на плате с помощью выводов, кото­рые вставляют в монтажные отвер­стия и подгибают Не рекомендуется в монтажном отверстии размещать два и более выводов. Некоторые эле­менты, например маломощные тран­зисторы, крепят клеем

Сборочный чертеж печатной пла­ты при минимальном количестве изо­бражений должен давать полное представление о расположении и вы­полнении всех печатных и навесных элементов и деталей. Сборочный чер­теж выполняют в соответствии с тре­бованиями ГОСТ 2 109-73 с учетом требований ГОСТ 2.413-72 Кон­струкции навесных элементов вычер­чиваются в виде упрощенных изобра­жений, им присваивается буквенно-цифровое позиционное обозначение в соответствии с электрической прин­ципиальной схемой, по которой вы­полняют электрический монтаж пла­ты . На сборочном черте­же печатной платы должны быть ука­заны номера позиций всех состав­ных частей, габаритные и присоеди­нительные размеры, должны содер­жаться сведения о способах присо­единения навесных элементов к пе­чатной плате.

В технических требованиях сбо­рочного чертежа должны быть ссыл­ки на документы (ГОСТ, ОСТ), уста­навливающие правила подготовки и закрепления навесных элементов, сведения о припое и др.

Основным конструкторским доку­ментом сборочного чертежа печат­ной платы является спецификация, оформляемая в виде таблицы по пра­вилам ГОСТ 2 108-68 При записи в спецификацию составных частей, являющихся элементами электрической принципиальной схемы, в графе «Примечание» указывают буквенно цифровые позиционные обозначения этих элементов

Разработка конструкторской до­кументации печатных плат может осуществляться ручным, полуавтоматическим или автоматизированным методами.

Ручной метод предусматривает разбивку навесных элементов на функциональные группы, размещение групп элементов на площади платы, трассировку печатных про­водников и обеспечивает оптималь­ное распределение проводящего ри­сунка.

При ручном методе конструи­рования разрабатывается чертеж платы, содержащий изображение платы с проводящим рисунком и от­верстиями, а также, при необходи­мости, дополнительное отдельное изображение части платы, требующей графического пояснения или нанесения размеров, координатную сетку, выполненную в соответствии с требованиями ГОСТ 2417-78, раз­меры всех элементов проводящего рисунка и их предельные отклоне­ния, технические требования. Чертеж платы должен выполняться в мас­штабе не менее 2:1, максимальный формат А1.

Полу автоматизированный метод предусматривает размещение навес­ных элементов при помощи ЭВМ при ручной трассировке печатных про­водников или ручное распределение навесных элементов при автоматизи­рованной трассировке проводников, обеспечивает ускорение процесса конструирования при оптимальном размещении проводящего рисунка Чертеж платы должен содержать все сведения, необходимые для ее изго­товления и контроля. Изображение слоев платы получают с расчерчи­вающего устройства в виде чертежа-схемы, фотосхемы, фотоотпечатка в масштабе 1:1 или 2:1.

Заключение

В данной работе были закреплены знания полученные на лекциях по предмету синтез электронных схем. Реализована заданная логическая функция на 2 и 3 входовых мультиплексорах, разработана печатная плата и выполнен расчет надежности устройства.

Литература.

1.Пухальский Г.Н. Новосельцева Т.Я. Проектирование дискретных устройств на интегральных микросхемах: Справочник М.: Радио и связь 1990.

2.Закревский А.Д. Логический синтез каскадных схем. М.: Наука 1981.

3.Зубчик В.И. и др. Справочник по цифровой схемотехники Киев : Техника 1990

4. Бессарабов Б. Ф. и др. Справочник микросхемы широкого применения. Воронеж : ИПФ «Воронеж»,1994.

В

S 1,5

ид со стороны элементов

0 2 4 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26

65

60

Условное обозначение

Диаметры

Отверстий

мм

Наличие метализации

Диаметры

площадок

мм

0.8

3.5

есть

нет

нет

2.0

Количество отверстий

нет

2.0

28

26

24

22

20

18

16

14

12

10

8

6

4

2

0


В

  1. * Размер для справок.

  2. Плату изготовить комбинированным методом.

  3. Шаг координатной сетки 2.5 мм.

  4. Конфигурацию проводников выдерживать по чертежу с отклонениями -\+ 1 мм.

  5. Ширина проводника 0.4 мм.

  6. Расстояние между контактными площадками 0.5 мм.

ид со стороны монтажа