Разработка логического устройства комбинационного типа на мультиплексорах

МинистерствообразованияРоссийскойФедерации

СеверокавказскийГосударственныйТехническийУниверситет

Кафедраэлектроникии микроэлектроники

Курсовойпроект

Подисциплине«Электро промышленныеустройства»на тему :

Разработкалогическогоустройствакомбинационноготипа на мультиплексорах

Выполнил:студент 4 курса

группыУПЭ-991

Козидубов Е. Н.

Принял: Денисюк.И.А.

Ставрополь2001

Содержание.

Введение__________________________________________________________

1. Постановказадачи и выборметодикирасчета._________________________

2. Разработкаи расчет схемылогическогоустройствауправления.__________

2.1Разработкалогическогоустройствауправленияна двух входовых мультиплексорах._________________________________________________

2.2 Разработкалогическогоустройствауправленияна трех входовых мультиплексорах._________________________________________________

2.3 Выборварианта схемыи перечняэлементов.__________________________

2.4 Расчеттребованийк источникупитания._____________________________

2.5 Анализгоноксигналов.____________________________________________

2.6 Расчетнадежностиустройства._____________________________________

3. Разработкапечатнойплаты.________________________________________

3.1 Разработкатребованийк печатнойплате._____________________________

3.2 Разработкасхемы размещенияна плате.______________________________

Литература.______________________________________________________

Заключение_________________________________________________________

ВВЕДЕНИЕ

Внастоящее времямикросхемыполучили широкоераспространение.Это обусловленовозможностьюреализациина их основесамых различныхцифровых устройств.Промышленностьювыпускаютсямикросхемынесколькихтипов, каждыйиз которыхудовлетворяетограниченномучислу требований.Все вместе ониперекрываютширокий диаппазонтребований.

Кодним из типовмикросхемотносятся имультиплексоры(МС).

МСотносятся ксхемам коммутациицепей, т.е онисоединяют одиниз входов свыходом .

МСотносятся куниверсальнымсхемам на ихоснове можнореализоватьлюбую логическую функцию, числопеременныхв которой непривышает числоадресных входов,также можновыполнитьпреобразованиепаралельногокода в последовательный.Выпускаютмультиплексорыс 2,3 и 4 адреснымивходами .

Вданной работебудет рассмотренареализациялогическойфункции намультиплексорах.

1.ПОСТАНОВКАЗАДАЧИ И ВЫБОРМЕТОДИКИ РАСЧЕТА

Построениелогическихсхем на мультиплексорахи вспомогательныхэлементахобычно ведетсяв виде древовидныхцепочек, каскадныхструктур,отличающихсяспособамифункциональногоразделенияи разложениябулевых функций(БФ). Наиболеечасто на практикеприменяетсяразложениеБФ по методуШеннона, имеющемувид:

где-остаточныефункции (ОФ)разложения,которые получаютсяиз функции fпутем подстановкиконстант 0 и 1вместо переменногомножества .

Дляf₀ имеем ;

дляf₁ имеем;

дляимеем .

Разложениебулевых функцийявляется однимиз трудоемкихэтапов проектированиялогическихсхем на мультиплексорах,так как получениеоптимальногорешения связываетсяс частичнымили полнымпереборомвариантовразложениябулевых функций,по определенномучислу переменных,причем в зависимостиот сложности реализуемыхна мультиплексорахбулевых функций,процесс разложенияявляетсямногоступенчатым,выполнениемдо моментаполного сведения получаемыхостаточныхфункций к простейшемувиду.

Сучетом работымультиплексорови конструктивныхособенностейих реализациис числом управляющихвходов q(q=2,3) иинформационныхвходов, равным2^q(2,8),разложениезаданной функцииможно вестипо двум, тремпеременным.Тогда при построениилогическойсхемы на мультиплексорахэти переменныедолжны подключатсяк управляющимвходам, а остаточныефункции кинформационнымвходам соответствующегомультиплексора.

2. РАЗРАБОТКАИ РАСЧЕТ СХЕМЫЛОГИЧЕСКОГОУСТРОЙСТВАУПРАВЛЕНИЯ.

2.1Разработкалогическогоустройствауправленияна двух входовыхмультиплексорах.

По заданиюнам дана функцияпредставленнаяв числовом виде

Представимэту функциюв виде таблицы(таб.1) истинности

таблица№ 1.

№	Х4	Х3	Х2	Х1	Х0	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

Далееминимизируемзаданную функциюпо карте Карно.

Х₃ Х₃

Х₂ Х₂

1	0	0	1	0	0	0	1
Х1 Х0 1	0	0	1	1	0	1	1
1	0	1	1	0	0	0	1
1	0	1	1	1	0	0	1

Х₄

Минимизировавфункцию запишемМДНФ.

Таккак число входову мультиплексорадва , а переменныхпять то произведемдекомпозициюлогическойфункции.После декомпозицииполучим остаточныефункции меньшегочисла переменных.

Выберем две переменныеиз МДНФ которыебудут подаватьсяна вход первогомультиплексора.

Х₀ - встречается3 раза в МДНФ

Х₁ - 4

Х₂ - 6

Х₃ - 4

Х₄ - 3

ВыберемХ₁ Х₂.

Числопеременныхвелико произведемеще одну декомпозицию.

Х₀ - встречается3 раза в уравненияху0,у1,у2,у3, первойдекомпозиции

Х₁ - --

Х₂ - --

Х₃ - 6

Х₄ - 4

ПроизведемдекомпозициюотносительноХ₃ Х₄.

По этимданным рисуемсхему заданнойлогическойфункции рис.2.1.

Y

X0

'1'

X4

X3

X1

X2

Рис 2.1 Комбинационнаясхема на 2-хвходовоммультиплексоре

Y₀

Y₁

Y₂

Y₃

'1'

2.2 Разработкалогическогоустройствауправленияна трех входовыхмультиплексорах.

ИспользуяМДНФ из раздела2.1 произведемдекомпозициюдля трех входови получим восемьостаточныхфункций.

Х₀ - встречается3 раза в уравненииМДНФ

Х₁ - 4

Х₂ - 6

Х₃ - 4

Х₄ - 3

ПроизведемдекомпозициюотносительноХ_{3 ,}Х_{2 ,} Х_{1 .}

По этимданным рисуемсхему заданнойлогическойфункции рис.2.2.

Y

Х1

Х3

Х2

Х1

Рис2.2 Комбинационнаясхема на 3-хвходовоммультиплексоре

'1'

'1'

Х4

Х0

2.3 Выбор вариантасхемы и перечняэлементов.

Взависимостиот технологии ИС подразделяютсяна серии, различающиесяфизическимипараметрамибазовых элементов,а также функциональнымназначениемвходящих в ихсостав микросхем.В настояшеевремя разработанонесколькодесятков технологийизготовленияИС. Наиболееширокое применениеполучили ИС,изготавливаемыепо ТТЛ, КМОП ип-МОП - технологиям.Каждая технологияпостоянносовершенствуетсяс целью увеличениябыстродействияИС, уменьшенияпотребляемоймощности иувеличениястепени интеграции– число элементов,размещаемыхна кристаллезаданной площади.Выбираемсерию К1533 изготавливаемуюпо ТТЛШ технологии.

Исходя изсхем построенных на двух и трехвходовыхмультиплексорахна рисунках2,3. Видим что прииспользованиисдвоенных двухвходовыхмультиплексорахколичествокорпусов такоекак при использованиитрех входовыхмультиплексорах.Выбираем трехвходовыемультиплексоры так как при ихиспользованииуменьшаетсяколичествосоединений

Выбираеммультиплексортипа К1533КП7.

Селектормультиплексор8->1 со стробированиемК1533КП7

таблицаистинности

Справочныеданные К1533КП7

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

Iпот, мА 10

Iвх 0;1, мА -0,4; 0,02

Iвых0;1, мА 8; -0,4

Uвых0;1, В 0,5; 2,7

T_зд, н.с 20

2.4 Расчеттребованийк источникупитания

Используясправочныеданные мультиплексора К1533КП7 рассчитаемтребованияк источникупитания. Найдеммощность потребляемуюодной микросхемой

P_мик=I_пот* U_пит=0,01А *5В = 50 мВт.

Знаямощность потребляемуюодной микросхемойнайдем мощностьпотребляемуювсей схемой Р_схем=N*Р_мик =3*0,05 =150 мВт.

гдеN количествомикросхем.

Дляданной схемынужен источникпитания нанапряжения5В , нестабильностьнапряженияне должна превышать±5%, мощностьюне мнение 150 мВт.

2.5 Анализгонок сигналов

Гонкисигналов вкомбинационныхсхемах этопроцесс связанныйс тем что наразные входыданной микросхемыпоступаютсигналы имеющиеразную величинувременнойзадержки относительнотактовых точек.Для анализаналичия гонокв схеме необходимопосмотретьвсе возможныеварианты действияна микросхемусигналов наее входе приналичии взаимныхвременныхзадержек сигналовдруг относительнодруга.

Мерыборьбы с гонками.

Первоевыравниваниезапаздываниясигналов засчет искусственныхзадержек техсигналов которыеопережают другдруга. Для задержекмогут использоватьсяповторителиимеющие задержку.Этот способсопряжен сусложнениемсхемы.

Ещеодин способэто для борьбыс гонками этоувеличитьдлительностьимпульса снизивтактовую частоту.Так как допускаетсяискажения ввиде изменениедлительностиимпульса неболее .

Нашакомбинационнаясхема не будетработать набольшой частотето для борьбыс гонками используемметод увеличениядлительностиимпульса, аследовательноуменьшениятактовой частоты.

2.6 Расчетнадежностиустройства.

Любоеустройствосоздается длянадежной безотказнойработы. Свойствоустройствасохранять вовремени вустановленныхпределах значениявсех па­раметров,характеризующихего способностьвыполнятьтребуемыефункции в заданныхрежимах и условияхприменения,техническогообслуживанияи ре­монтов,хранения итранспортирования,называетсянадежностью.Если все па­раметрысоответствуюттребованиямдокументации,такое состояниеназываютработоспособным,а событие, состоящеев нарушенииработоспособности,-отказам.Таким образом,для возникновенияотказа достаточноухода хотя быодного параметраза пределы,установленныенормативно-техническимидоку­ментами

В зависимостиот того, какимобразом проявляютсяэти уходапарамет­ров,различаютвнезапные ипостепенныеотказы. Внезапныйотказ характеризу­етсяскачкообразнымизменениемэксплуатационныхпараметровустройства,в связи с чемпрогнозироватьмомент еговозникновенияпрактическиневозможноПримеры внезапныхотказов - короткоезамыканиеобкладокконденсатора,об­рыв выводовили пробойперехода транзистора.Постепенныйотказ характери­зуетсяпостепенными,плавными изменениямиво времениодного илинесколь­кихпараметров,обусловленнымивлиянием необратимыхпроцессовстарения иизноса. Приэтом. наблюдаяза соответствующимипараметрамив течениедли­тельноговремени, всегдаможно выявитьтенденции илизакономерностиих из­мененияи предсказатьпричину и времявозникновенияотказа. В качествепри­мера постепенныхотказов можнопривести увеличениеобратного токаколлек­торногоперехода транзистораI_ко,уменьшениекоэффициентапередачи илипо­лосы пропусканиялинейной интегральнойсхемы

Для цифровыхустройств,работающихв условияхдействия помех(навод­ки поцепям питания,внутренниешумы и т. д), характерноналичие относитель­нобольшого числасамоустраняющихсяотказов (сбоев).Данный видотказов связанс нарушениемработоспособностиустройствана короткоевремя. после"чего правильнаяработа аппаратурывосстанавливаетсясамопроизвольно,без вмешательстваизвне. Следствиемсбоев могутбыть искаженияинформации(ис­ходныхданных, управляющихвоздействийи т д.), что можетповлиять нанор­мальноефункционированиеустройствамалая длительностьсбоя осложняетзадачу еговыявления иликвидациисвязанных сним нежелательныхпоследствий.

Надежностьлюбого объекта,в том числе иэлектронногоустройства,зависит отмногих факторов,таких, как качествоиспользованныхв нем деталей.их взаимноерасположение,условия охлаждения,качество сборки(монтажа), ус­ловияэксплуатации(температура,влажность,наличие вибрации),качество обслуживанияи пр. В зависимостиот назначенияи режима эксплуатацииизделия можноразделять надве группы: 1)невосстанавливаемые,при отказе ихзаменя­ютисправными(к ним относятэлементы электроннойи электротехническойап­паратуры:резисторы,конденсаторы,диоды, интегральныемикросхемыи пр.), 2) восстанавливаемые,их можно ремонтировать,заменяя в нихотказавшиеэле­менты ивосстанавливаянарушенныесвязи.

Рассматриваяотказ как событиеслучайное, дляколичественнойоценки надежностииспользуютвероятностьбезотказнойработы и вероятностьотказа вероятностьтого. что в заданноминтервалевремени t отказустройстване про­изойдет, т. е. его эксплуатационныепараметры будутнаходитьсяв установлен­ныхпределах, называетсявероятностьюбезотказнойработыP(t). Данная ха­рактеристикапредставляетсобой монотонноубывающуюфункцию времениt, причем Р(0) = 1. Р(∞) = 0.(Предполагается,что вначалеизделие исправно,а по­сле некотороговремени, можетбыть оченьбольшого, онообязательновыйдет из строя.)Представлениео том, каковхарактер функцииP(t), можно получитьв ре­зультатеэкспериментас большой группойизделий. Результатыэкспериментас группой отражаютповедение всеймассы изделий(генеральнойсовокупности),если выборкадостаточнообъемна. В этомслучае говорято представительнойвыборке. Пустьвыборка содержитNo = 1000 изделии(резисторов,конденсато­ров,микросхем).Поставим ихв режим, соответствующийпаспортнымусловиям эксплуатации(окружающаятемпература,ток, напряжение),и будем фиксиро­ватьмомент отказакаждого изделияили количествоотказавшихизделий нарас­тающимитогом черезкаждые Δt ч. Тогдавероятностьбезотказнойработы )

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

где N(t) - числоизделий, оставшихсяисправнымик моменту времениt. Распо­лагаяполученнойинформацией,можно определить,какова в среднемвероят­ностьтого. что аналогичноеизделие будетработоспособнымчерез 10, 100,1000 ч, сколькочасов можетэксплуатироватьсяизделие, еслизадано допустимоенижнее значениеP(t).

Вероятностьотказаопределяетсякак вероятностьпоявленияотказа в течениевремени t: Q(t) = (No -N(t))/No. Так как работоспособноесостояние вco- стояние отказаобразуют полную,группу событий(третьего недано!), то харак­теристикиP(t) и Q(t) удовлетворяютсоотношениюP(t) +Q(t) = 1.

Введем понятиеплотностивероятностипоявленияотказа:

(2)

важнойхарактеристикойнадежностиявляется иинтенсивностьотказов:

(3)

представляющаясобой вероятностьотказа изделияв единицу временипосле данногомомента t приусловии, чтодо него отказне возникал.Сравниваявыра­жениядля a(t) и λ(t), нетрудноувидеть различиямежду ними.Значение а(t)Δtхарактеризуетотносительнуюдолю отказавшихизделий заинтервал [t, t + Δt],взятых изпроизвольнойгруппы поставленныхна испытанияизделий, независи­моот того, исправныони или отказалик моменту времениt. Значение λ(t)Δt оп­ределяетотносительнуюдолю отказавшихизделий в интервале[t, t + Δt], взятых изгруппы изделий,оставшихсяработоспособнымик рассматриваемомумомен­ту t . Дляэлементовэлектроннойаппаратурытипичные значенияλ от 10^-6до 10^-81/ч.

Важныйколичественныйпоказательнадежности- среднеевремя безот­казнойработы (средняянаработка доотказа), котороеопределяетсякак ма­тематическоеожидание времениработы до отказа.Эту характеристикунахо­дят как

(4)

гдеt_i, - времябезотказнойработы i-го изделия(для восстанавливаемыхизделий -времяработы междудвумя соседнимиотказами). Дляэкспоненциальногозакона надежности Средняя наработкадо отказа Т иинтенсивностьотказов λ удобныв качествесправочныхданных, так какони не зависятот вре­мени.

Вряде случаевдля оценкибезотказностиустройстваиспользуетсятакая характеристика,как гамма процентнаянаработка доотказа Т_λ, т. е. наработка,в течение которойотказ устройстват возникаетс вероятностьюγ, выражен­нойв процентах.Соответствующеезначение находятиз уравнения

(5)

Например.Т_90%означает, чтоуказанное времянаработки доотказа реали­зуетсяс вероятностьюP(T_90%,)= 0,9. т. е. указанноевремя будетдостигнутодля 90% изделий.

Справочныеданные обычноприводятсядля одиночныхэлементов внор­мальныхусловияхэксплуатации.Реальные ус­ловияэксплуатациимогут отличатьсяот нор­мальных,а устройства,надежностькоторых на­доопределить,содержат большоечисло различ­ныхэлементов.

Влияниеусловий эксплуатации(электри­ческихрежимов, температуры,радиации, влажностивибрации иударов) проявляетсяв измененииинтенсивностиотказов, оп­ределяемомопытным путем.Утяжелениеусловии существенноповышаетин­тенсивностьотказов. Например,увеличениерабочего напряженияна конденсаторена 10% может повыситьλ¹ болеечем вдвое.

Способысоединенияэлементов иузлов, связеймежду нимиразнообраз­ны.Обычно выделяютосновное ирезервноесоединения.Соединение,когда от­казлюбого из элементовприводит котказу всегоустройства,называют основ­ным(например, бытоваяаппаратура).Модель расчетанадежностидля такогосо­единения- последовательнаяцепочка элементов,когда работоспособномусо­стояниюустройствасоответствуетисправностьP первого, P второго,...,P n-го элементов Вероятностьисправногосостояниясистемы, содержащейn элементов:

Вэтом причинанизкой надежностисложных системс большим числомэлементов: еслиР, = 0,999, а n = 1000, то Рс =0,37. Другие показателинадежно­стидля основногосоединенияэлементоввыводят изформулы произведенияве­роятностей

Найдемпоказателинадежностинашей разработаннойсхемы. Из справочниказнаем λ_iравно резисторов0.64*10^-4 ,конденсаторов0,25*10^-6 имикросхемы0,06*10^-6 . Найдемλ_сдля всех элементовсхемы

длярезисторов

дляконденсаторов

длямикросхем

НайдемР_с длявсех элементовсхемы

длярезисторов

дляконденсаторов

длямикросхем

НайдемТ_с длявсех элементовсхемы

длярезисторов

дляконденсаторов

длямикросхем

Судяпо расчетамплата сможетпроработатьне менее 15000 часов.

1. РАЗРАБОТКАПЕЧАТНОЙ ПЛАТЫ.

3.1 Разработкатребованийк печатнойплате.

Сущностьпечатногомонтажа за­ключаетсяв нанесениина изоляцион­ноеоснованиетонких электропрово­дящихпокрытий, выполняющихфун­кции монтажныхпроводов иэлемен­товсхемы — резисторов,конденсато­ров,катушек индуктивности,кон­тактныхдеталей и др.

Конструкторская-документацияна печатныеплаты и блокиоформля­етсяв соответствиис требованиямиГОСТ 2 109 73, ГОСТ 2417-68 и действующиминормативнотехническимидокументамиЧертеж печатнойплаты одностороннейили двустороннейклассифицируетсякак чертеждетали Чертежпечатной платыдолжен содержатьвсе сведения,необходимыедля ее изготовленияи конт­роляизображениепечатной платысо стороныпечатногомонтажа, размеры, предельныеотклоненияи шероховатостьповерхностейпечатной платыи всех ее элементов(отверстий,проводников),а также размерырасстояниймежду ними,необходимыетехническиетребования,сведе­ния оматериале

Размерыкаждой стороныпечат­ной платыдолжны бытькратными 2,5 придлине до 100 мм,5 при длине до350 мм, 20 при длинеболее 350 мм Максимальныйразмер любойиз сторон печатнойплаты не долженпре­вышать470 мм Соотношениелинейных размеровсторон печатнойплаты должнобыть не более3:1и выбира­етсяиз ряда 1:1,1:2,2:3,2:5Тол­щину платопределяютисходя измеханическихтребований,предъявляемыхк конструкциипечатногоблока, с учетомметода изготовления.Рекомендуютсяплаты толщиной0,8, 1,0, 1,5, 2,0, 2,5, 3,0 мм.Чертежи печатныхплат выполняютв натуральнуювеличину илис увеличением2:1, 4:1, 5:1, 10:1

Разработкучертежа печатнойплаты начинаютс нанесениякоорди­натнойсетки За основнойшаг пря­моугольнойкоординатнойсетки по ГОСТ10317 79 принимается2,5 мм.Для малогабаритнойаппаратурыи в техническиобоснованныхслучаях допускаетсяприменятьдополнительныешаги 1,25 и 0,5 мм

Центрывсех отверстийна печатнойплате должнырасполагатьсяв узлах координатнойсетки.Если из законструктивныхособенностейнавесногоэлемента этогосделать нельзя,то центры отверстийраспола­гаютсогласно указаниямчертежа на этотэлемент Такоерасположениецентров отверстийиспользуютдля ламповыхпанелей, малогабаритныхреле, разъемови других элементовПри этом должнысоблюдатьсясле­дующиетребованияцентр одногоиз отверстий,принятого заосновное, долженбыть расположенв узле координатнойсетки, центрыосталь­ныхотверстий нужнопо возможно­стирасполагатьна вертикальныхили горизонтальныхлиниях коорди­натнойсетки Диаметрымонтажных ипереход­ныхметаллизированныхи не металлизированныхотверстийвыбирают изряда (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 вскобки, являютсяпредпочтительнымиНе рекоменду­етсяна одной печатнойплате иметьболее трехразличныхдиаметровотверстийДиаметрыметаллизиро­ванныхотверстийвыбирают взави­симостиот диаметроввыводов навесныхэлементов итолщины платы,а диаметры неметаллизированныхотверстий взависимостиот диа­метроввыводов навесныхэлементов,устанавливаемыхв эти отверстия.Необходимостьзенковки монтажныхи переходныхотверстийдиктуетсяконкретнымиконструк­тивнымитребованиямии методомизготовленияплаты

Шероховатостьповерхностимонтажных неметаллизированныхотверстий иторцов печатныхплат должнабыть Rz

Для упрощенияграфики платы

Таблица 3.1

отверстияпоказываютокружностямиодинаковогодиаметра собозначениемпо табл. 3.1 (по ОСТ27 72 694-834)

При выполненииотверстий такимспособом наполе чертежапомещают таблицуотверстий .Раз­меры графи форма таблицыГОСТом неустанавливаются

Всемонтажныеотверстиядолж­ны иметьконтактныеплощадки.Фор­ма контактнойплощадки можетбыть произвольной,круглой, прямоуголь­нойили близкойк ним.Центр кон­тактнойплощадки симметричнойформы долженсовпадать сцентром монтажногоотверстия, дляконтакт­ныхплощадокпрямоугольнойи овальной формцентр монтажногоот­верстияможет бытьсмещен . Печатныепроводникиследует изображатьв виде отрез­ковлиний, совпадающихс линиямикоординатнойсетки, или подуглом, кратным15° Допускаетсявыполне­ниепроводниковпроизвольнойкон­фигурациии скруглениеперегибовпроводников.

Печатныепроводникиследует вы­полнятьодинаковойширины на всемпротяжении.В узких местахсужают проводникидо минимальнодопу­стимыхзначений навозможно мень­шейдлине. Взаимноерасположениепроводниковне регламентируетсяПри необходимостипрокладкипро­водниковшириной 0,3—0,4 ммна всем протяжениирекомендуетсяче­рез 25—30 ммпредусматриватьрас­ширениепроводникатипа контакт­нойплощадки.

Проводникишириной менее2,5 мм изображаютодной линией,являю­щейсяосью симметриипроводника,более 2,5 мм — двумялиниями и штрихуютпод углом 45° илизачер­няютПроводникишириной более5 мм следуетвыполнять какэкран. Формавырезов в широ­кихпроводникахи экранах должнабыть показанана чертеже иопре­деленаразмерами . Вцелях упрощениячертежа допус­каетсявыполнятьпроводникилюбой шириныодной линией,при этом втехническихтребованияхчертежа указываютширину проводника.

Габаритныеразмеры печатнойплаты, диаметрыи координатыотверстий,контактныхплощадок и ихотносительноерасположениепоказываютна чертежеодним из следующихспособов

а) в соответствиис требованиями ГОСТ 2 307-68 с помощьюраз­мерныхи выносныхлиний,

б) нанесениемкоординатнойсетки,

в) комбинированным способом припомощи размерныхи выносныхлиний и координатнойсетки,

г) с помощьютаблицы координат

При заданииразмеров нанесениемкоординатнойсетки линиисет­ки должнынумероватьсяШаг нуме­рацииопределяютконструктивнос учетом насыщенностии масштабаизображенияКоординатнуюсетку в зависимостиот способавыполнениядокументациинаносят на всеполе платы илириска­ми попериметру платыДопускаетсянаносить невсе линиикоординатнойсетки, при этомна по­ле чертежапомещают записьтипа «Линиикоординатнойсетки нанесе­нычерез одну».За нульв прямоугольнойсистеме координатна главном видеплаты принимаютцентр крайнеголевого нижнегоот­верстия,левый нижнийугол платы,левую нижнююточку, образованнуюпостроениями,напримерпродолже­ниемлинии контураплаты, углы,ко­торого срезаны

На поле чертежауказывают методизготовленияплаты, техническиеусловия (еслине все данныесодер­жатсяна чертеже),шаг координат­нойсетки, ширинупроводникови расстояниямежду ними,расстояниямежду контактнымиплощадками,между контактнойплощадкой ипро­водником,допуски навыполнениепроводников,контактныхплощадок, отверстийи расстояниймежду ними,особенностиконструкции,технологиии другие параметрыпечатных плат.

Техническиетребованияраспола­гаютнад основной,надписью, формулируюти излагают вследующейпоследовательности;

1Плату изготовить методом

2.Платадолжна соответство­вать(ГОСТ, ОСТ)

3.Шаг координатнойсетки 0.25 мм

4Конфигурациюпроводниковвыдерживатьпо координатнойсетке с отклонениемот чертежа 1мм

5Допускаетсяокруглениеуглов контактныхплощадок ипроводников.

6Места, обведенныештрих пунктирнойлинией, проводникамине занимать

7Требованияк параметрамэле­ментовплаты - в соответствиис конструктивнымиданными

8Ширина проводниковв свобод­ныхместах 1 мм, вузких 0.8 мм

9Расстояниемежду двумяпро­водниками,между двумяконтактны­миплощадкамиили проводникоми контактнойплощадкой всвободныхместах 0.1 мм, вузких 0.05 мм

10.Форма контактныхплощадокпроизвольная,bmin=1.5мм

11Допускаетсязанижениекон­тактныхплощадокметаллизирован­ныхотверстий нанаружных слояхдо зенковки,на внутреннихслоях

12Предельныеотклонениярас­стояниймежду центрамиотверстий,кроме оговоренныхособо, в узкихместах ± 0.05 мм,в свободныхмес­тах ± 0.08мм

13.Предельные-отклонениярас­стояниймежду центрамиконтакт­ныхплощадок вгруппе ± 0.02мм.

14.МаркироватьэмальюГОСТ шрифт по ГОСТ,

Кчислу особенностейпечатногомонтажа относятсяплоское располо­жениепечатных проводников,что не позволяетосуществлятьпереход с однойплаты на другуюбез перемы­чек,переходныхколодок илиразъе­мов;установканавесных элементови креплениевыводов толькопутем пропусканияих в отверстия;одно­временнаяпайка всехэлементов,ус­тановленныхна печатнойплате.

3.2Разработкасхемы размещенияна плате.

Навесныеэлементы следуетраз­мещатьправильнымирядами, параллельноодин другому,на той сторонеплаты, гдеотсутствуютпечатные проводники Такое размещениепозволяетустанавливатьи закреплятьнавесные элементына автоматическихлиниях и выполнятьпайку погружением,исключая воз­действиеприпоя на навесныеэлемен­ты.

Все навесныеэлементы крепятсяна плате с помощьювыводов, кото­рыевставляют вмонтажныеотвер­стияи подгибаютНе рекомендуетсяв монтажномотверстииразмещать дваи более выводов.Некоторыеэле­менты,например маломощныетран­зисторы,крепят клеем

Сборочныйчертеж печатнойпла­ты приминимальномколичествеизо­браженийдолжен даватьполное представлениео расположениии вы­полнениивсех печатныхи навесныхэлементов идеталей. Сборочныйчер­теж выполняютв соответствиис тре­бованиямиГОСТ 2 109-73 с учетомтребованийГОСТ 2.413-72 Кон­струкциинавесных элементоввычер­чиваютсяв виде упрощенныхизобра­жений,им присваиваетсябуквенно-цифровоепозиционноеобозначениев соответствиис электрическойприн­ципиальнойсхемой, по которойвы­полняютэлектрическиймонтаж пла­ты. На сборочномчерте­же печатнойплаты должныбыть ука­заныномера позицийвсех состав­ныхчастей, габаритныеи присоеди­нительныеразмеры, должнысодер­жатьсясведения оспособахприсо­единениянавесных элементовк пе­чатнойплате.

В техническихтребованияхсбо­рочногочертежа должныбыть ссыл­кина документы(ГОСТ, ОСТ),уста­навливающиеправила подготовкии закреплениянавесных элементов,сведения оприпое и др.

Основнымконструкторскимдоку­ментомсборочногочертежа печат­нойплаты являетсяспецификация,оформляемаяв виде таблицыпо пра­виламГОСТ 2 108-68 При записив спецификациюсоставныхчастей, являющихсяэлементамиэлектрическойпринципиальнойсхемы, в графе«Примечание»указываютбуквенно цифровыепозиционныеобозначенияэтих элементов

Разработкаконструкторскойдо­кументациипечатных платможет осуществлятьсяручным, полуавтоматическимили автоматизированнымметодами.

Ручнойметод предусматриваетразбивку навесныхэлементов нафункциональныегруппы, размещениегрупп элементовна площадиплаты, трассировкупечатных про­водникови обеспечиваетоптималь­ноераспределениепроводящегори­сунка.

При ручномметоде конструи­рованияразрабатываетсячертеж платы,содержащийизображениеплаты с проводящимрисунком иот­верстиями,а также, принеобходи­мости,дополнительноеотдельноеизображениечасти платы,требующейграфическогопояснения илинанесенияразмеров,координатнуюсетку, выполненнуюв соответствиис требованиямиГОСТ 2417-78, раз­мерывсех элементовпроводящегорисунка и ихпредельныеотклоне­ния,техническиетребования.Чертеж платыдолжен выполнятьсяв мас­штабене менее 2:1, максимальныйформат А1.

Полу автоматизированныйметод предусматриваетразмещениенавес­ныхэлементов припомощи ЭВМ приручной трассировкепечатных про­водниковили ручноераспределениенавесных элементовпри автоматизи­рованнойтрассировкепроводников,обеспечиваетускорениепроцессаконструирования при оптимальномразмещениипроводящегорисунка Чертежплаты долженсодержать всесведения, необходимыедля ее изго­товленияи контроля.Изображениеслоев платыполучают срасчерчи­вающегоустройствав виде чертежа-схемы,фотосхемы,фотоотпечаткав масштабе 1:1или 2:1.

Заключение

Вданной работебыли закрепленызнания полученныена лекциях по предмету синтезэлектронныхсхем. Реализованазаданная логическаяфункция на 2 и3 входовыхмультиплексорах,разработанапечатная платаи выполненрасчет надежностиустройства.

Литература.

1.Пухальский Г.Н. НовосельцеваТ.Я. Проектированиедискретныхустройств наинтегральныхмикросхемах:Справочник М.: Радио и связь1990.

2.ЗакревскийА.Д. Логическийсинтез каскадныхсхем. М.: Наука1981.

3.ЗубчикВ.И. и др. Справочникпо цифровойсхемотехникиКиев : Техника1990

4. БессарабовБ. Ф. и др. Справочникмикросхемыширокого применения.Воронеж : ИПФ«Воронеж»,1994.

В

S 1,5

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

65

60

Условноеобозначение

Диаметры

Отверстий

мм

Наличиеметализации

Диаметры

площадок

мм

0.8

3.5

есть

нет

нет

2.0

Количествоотверстий

нет

2.0

28

26

24

22

20

18

16

14

12

10

8

6

4

2

0

В

1. * Размердля справок.

2. Платуизготовитькомбинированнымметодом.

3. Шагкоординатнойсетки 2.5 мм.

4. Конфигурациюпроводниковвыдерживатьпо чертежу сотклонениями-+ 1 мм.

5. Ширинапроводника0.4 мм.

6. Расстояниемежду контактнымиплощадками0.5 мм.

DD2

DD3

DD1

1 DD4 16

1 16

1 16

1 16

C1

C2

1 HS1 8

3

4

6

5

Y

Х1

Квыводам 16 DD1,DD2,DD3,DD4

C1 C2

Квыводам 8 DD1,DD2,DD3,DD4