Проектирование, монтаж, наладка, ремонт и эксплуатация реверсивного счетчика

1. АНПОО «Нижегородский колледж теплоснабжения и автоматических систем управления» ВЫПУСКНАЯ КВАЛИФИКАЦИОННАЯ РАБОТА

“Проектирование, монтаж, наладка, ремонт и эксплуатация
реверсивного счетчика”
Подготовил студент очного отделения КС 21-2
Орлов В.А.
Научный руководитель
Бабаева Л.А.
Нижний Новгород
2025

2. Актуальность работы

1. Все отрасли народного хозяйства нашей страны связанны с необходимостью внедрения сложного
технологического оборудования и электронной техники во многих отраслях хозяйства
2. Развитие Российской микроэлектроники оказывает огромное влияние на развитие экономики
нашей страны, связанно с ее безопасностью.
Цель
1. Разработка, проектирование, выпуск отечественных микросхем реверсивного счетчика.
2. Возрождение направления оптимальной микроэлектронной промышленности, базово
обеспечивающей нашу технологическую независимость. Без излишеств и желания произвести на
кого-то впечатление.

3. Задачи

1. Возродить производство отечественных полупроводниковых микросхем
работающих, по современным топологиям.
2. Наладить выпуск отечественных базовых полупроводниковых микросхем
3. Предложить набор технологий и решений обеспечивающих нашу
технологическую безопасность военной промышленности, энергетической, в
области тяжелой промышленности на примере микросхемы реверсивного
счетчика.

4. Объект и предмет.

Реверсивный счётчик — это цифровое
устройство, предназначенное для подсчёта
импульсов как в прямом, так и в обратном
направлении. В отличие от обычного
(нарастающего) счётчика, реверсивный счётчик
может выполнять как инкремент (увеличение
счётного значения), так и декремент
(уменьшение счётного значения) в зависимости
от управляющего сигнала. Такое устройство
широко применяется в цифровых системах
управления, автоматике, измерительных
приборах, а также в вычислительной технике
для реализации циклов, таймеров и других
логических функций.

5.

Аналитическая часть
Режим работы
Входы
Выходы
CLR
LOAD
Сброс
0
×
Параллельная
загрузка
1
0
Счет вверх
1
1
Счет вниз
1
1
Хранение
1
1
CLR – вход сброса (активный низкий); при 0
все выходы сбрасываются в 0.
LOAD – вход параллельной загрузки: при 0
данный DATA записываются в счётчик.
UP, DOWN – входы управления
направлением счета.
↑ — фронт сигнала (изменение 0→1).
× — любое значение (не влияет на
результат).
d3–d0 - данные для параллельной загрузки.
q3–q0 — текущее состояние счетчика.

6. Проектная часть

Реверсивный счётчик представляет собой цифровое устройство,
выполненное на базе логических элементов или микросхем,
предназначенное для счёта импульсов в двух направлениях — вперёд и
назад. В зависимости от конкретной схемной реализации, реверсивные
счётчики могут отличаться по количеству разрядов, типу управления,
максимальному диапазону счёта, а также по типу исполнения
(интегральные микросхемы, программируемые логические устройства
или компоненты на основе микроконтроллеров).
Данное устройство представляет собой лабораторный макет
реверсивного двоичного счётчика, выполненного на базе микросхемы
К155ИЕ7. Это TTLсовместимая интегральная схема, предназначенная
для построения 4-разрядного реверсивного счётчика с возможностью
предварительной установки начального значения.

7. Принцип действия

Принцип действия реверсивного счётчика основан на
последовательной обработке входных импульсов и изменении значения
на его выходе в зависимости от режима работы (счёт вперёд или назад).
Основными компонентами такого счётчика являются:
-Счётный регистр, в котором хранится текущее значение;
-Тактовый вход (CLK), через который поступают управляющие импульсы;
-Вход управления направлением счёта (UP/DOWN), определяющий
направление изменения счётного значения;
-Сигналы сброса и установки начального значения, позволяющие
обнулять или устанавливать заданное значение счётчика.

8.

Условное графическое обозначение
(УГО) реверсивного счетчика

9. Проектирование микросхемы реверсивного счетчика в программе “Simulink”

10.

Монтаж электронного оборудования
Монтаж микросхем
производится на гибком
производственном комплексе в
автоматическом режиме.

11. Наладка электронного оборудования

Наладка микросхемы производится на
установке ELVISII
CLK
DIR
RESET
Q(t)
Q(t+1)
Поясн
ения
Нет
0
x
x
Q
Q
тактового
импульса
↑
x
1
x
0000
↑
1
0
n
n+1
↑
0
0
n
n−1
Сброс
счётчика
Счёт
вверх
Счёт
вниз

12. Эксплуатация и обслуживание электронного устройства

Электронные устройства обычно
входят в состав комплексной системы
автоматики, и работы по их эксплуатации
являются частью работ по
профилактическому и текущему ремонту.
Во время эксплуотации микросхем поиск
неисправностей происходит по строго
определенногому алгоритму.

13. Ремонт электронного оборудования

Типичные неисправности микросхем и методы их
диагностики
Попадание влаги
Механические
повреждения
Электрические
повреждения

14. Устранение неисправностей

Купание платы в
ультрозвуковой
ванне с
изопропаном
Поменять
микросхему
Использовать
защиту от токов
короткого
замыкания

15. Экономическая часть

№
1
2
3
Калькуляционные статьи затрат
Основные материалы
20107
Заработная плата основных производственных
рабочих
Расходы на электроэнергию
Отчисления
4
Затраты на ед. (руб.)
заработную
плату
во
3075,78
внебюджетные
основных
351000
фонды
на
производственных
106002
рабочих
Переменные затраты
5
480184,78
Сумма амортизационных отчислений
242,88
Постоянные затраты
242,88
Цеховая себестоимость
480427,66
Срок окупаемости проекта 2,1 года

16.

Заключение
В ходе выполнения данной работы была проведена комплексная проработка
темы, посвящённой микросхеме реверсивного счётчика. Были рассмотрены
основные принципы её функционирования, струк-турная организация, логика
работы, а также методы моделирования и проектирования с использованием
различных цифровых компонентов.
Особое внимание было уделено схемотехническому решению реверсивного счётчика, обеспечивающего возможность выполнения как прямого,
так и обратного счёта. Также были исследованы вопросы, связанные с
применением счётчиков в современных цифровых систе-мах управления,
автоматизации и вычислительной технике.

17.

Список используемых источников
1. Бахвалов И.Н., Малышев А.А. — Цифровая схемотехника: учебник для вузов — М.: Солон-Пресс, 2020.
2. Коваль А.С. — Основы цифровой электроники — М.: Радио и связь, 2021.
3. Токарев В.Д. — Схемотехника цифровых устройств — М.: Высшая школа, 2021.
4. Панов Ю.И. — Логические элементы и цифровые устройства — М.: Энергоатомиздат, 2020.
5. Гвоздев А.В. — Цифровые устройства и микропроцессоры — СПб.: Питер, 2023.
6. Исаев В.Ф., Мельников П.В. — Принципы построения реверсивных счётчиков // Радиоэлектроника, 2020, №4.
7. Никулин И.И. — Анализ быстродействия реверсивных счётчиков на Т- и JK-триггерах // Электронные компоненты, 2020, №7.
8. Сборник научных трудов МИЭТ — Цифровые и управляющие системы, 2021.
9. Левин М.И. — Особенности проектирования реверсивных счётчиков в ПЛИС // Вестник МГТУ, 2023.
10. Герасимов С.В. — Сравнение различных структур реверсивных счётчиков // Электроника: наука, технология, бизнес, 2020,
№2.
11. ГОСТ Р 50779.10-2000 — Единая система конструкторской документации. Обозначения логических элементов.
12. ГОСТ 2.709-89 — Обозначения логических элементов на схемах
13. ГОСТ Р 53429-2020 — Электронные компоненты. Общие требования к цифровым микросхемам
14. AllAboutCircuits — статьи и справочные материалы по цифровой электронике
15. RadioStorage.net — архив схем и учебников по радиотехнике
16. Electronics-Tutorials.ws — раздел про счётчики, включая реверсивные
17. ChipDip.ru — техническая документация на микросхемы и логические элементы
18. Easyelectronics.ru — русскоязычные статьи по цифровой логике
19. Texas Instruments — даташиты на микросхемы реверсивных счётчиков (например, CD4510B, SN74LS190)
20. Nexperia — документация и примеры на логические компоненты (в том числе счётчики).

18.

Спасибо за внимание!