Раздел 9. Интегральная микросхема

В данном курсовом проекте рассмотрим микросхему 74HC164, которая представляет собой 8-ми битный сдвиговый регистр. Данная ИМС выгодна финансово и доступна в нашем регионе. Также это один из самых простых сдвиговых регистров, что упрощает работу с ним.

Рассмотрим обозначение серии данного регистра. «74» – означает, что он входит в семейство логик «74xx». Поскольку его логика не может напрямую управлять очень большим током 16-20 мА, он только передает сигналы по кругу, но это не означает, что сигнал не поступает на транзистор, который может переключать нагрузку с более высоким током. «HC» означает, что это высокоскоростное cmos-устройство которое работает на высокой частоте 78МГц. Преимущество данной ИМС низкое энергопотребление, устройство будет работать при напряжении заданным от 2 до 5 вольт [6].

«74HC164» простой сдвиговый регистр. Он имеет два входа данных D, объединенных по логике "И", тактовый вход C, инверсный вход сброса R и параллельные выходы Q1-Q8. Всего есть восемь выходов и четыре входа.

Рисунок 9.1 – Интегральная микросхема 74HC164

Рассмотрим микросхему К155ИР32,  представляет собой четыре регистра на четыре разряда с открытым коллекторным выходом. Данная микросхема содержит 388 интегральных элементов.

Предельно допустимые режимы эксплуатации:

- напряжение питания 4,75 – 5,25 В;

- входное напряжение низкого уровня < 0,4 В;

- входное напряжение высокого уровня > 2,4 В;

- входной ток низкого уровня < 16 мА;

- выходной ток высокого уровня < -0,8 мА;

- емкость нагрузки < 15 пФ;

- длительность фронта и среза входного импульса < 150 нс;

- температура окружающей среды-К155 -10 + 70 °С;

- КМ155 - 45 + 85 °С.

Рассмотрим еще один регистр сдвига 1564ТМ8 ЭП Аналог 54НС175. Четыре D-триггера с прямыми и инверсными выходами. Технология – КМОП 3мкм процесс. Технические условия исполнения АЕЯР.431200.424-18ТУ. Предназначены для применения в радиоэлектронной аппаратуре специального назначения.

Основные характеристики:

- диапазон напряжений питания от 2 В до 6 В;

- предельное напряжение питания до 7 В;

- диапазон рабочих температур от -60 °С до + 125 °С;

- максимальная тактовая частота ≤ 35 МГц при UCC = 6 B, CL = 50пФ, T = 25 °C;

- выходное напряжение низкого уровня ≤ 0,26 В при UCC = 6 B, IO = 5,2 мА, T = 25 °C;

- выходное напряжение высокого уровня ≥ 5,48 В при UCC = 6 B, IO = 5,2 мА, T = 25 °C;

В данном разделе представлены интегральные микросхемы, логика работы, основные характеристики. Можем сделать вывод, что все интегральные микросхемы приблизительно одинаковы по параметрам. В нашем случае подходит микросхема с индексом «1564ТМ8». Так как она подходит по заданным параметрам выполняемого курсового проекта.

Раздел 10. Расчеты основных технических показателей устройства

Произведем расчет токоограничивающих резисторов.

(10.1).

Рассчитаем общий ток потребления регистра, учтем, что все светодиоды находятся в активном состоянии. Из технической документации на микросхему 1564ТМ8 известно, что динамический ток потребления одного триггера составляет 0.75 мА.

. (10.2).

Мощность потребления составит:

(10.3).

Максимальное быстродействие схемы будет определяться характеристиками используемых триггеров. Согласно технической документации на микросхему 1564ТМ8 при температуре 25 градусов и напряжении питания 4,5 Вольт максимальная тактовая частота составляет 20 МГц.

Нагрузочную способность проектируемого регистра взята для аналогичной микросхемы отечественного образца КM555ИР8 Краз. равна 20 раз [6].

В данном разделе произвели расчеты основных технических показателей, по этим расчетам был сделан вывод, что микросхема 1564ТМ8 вполне подходит для использования в данном курсовом проекте.