المجلد ٢٢ العدد ٢٠٠١١ ٧ مجلة علوم المستنصریة تصمیم وتصنیع عداد رقمي فاي ق العد ذو مواصفات قیاسیة بعد الحد ٩٩٩٩٩٩٩٩ دورة/ثا بان رشید علي و محمد فرحان ر

النسخ

1 المجلد ٢٢ العدد ٢٠٠١١ ٧ مجلة علوم المستنصریة تصمیم وتصنیع عداد رقمي فاي ق العد ذو مواصفات قیاسیة بعد الحد ٩٩٩٩٩٩٩٩ دورة/ثا بان رشید علي و محمد فرحان راھي الجامعة المستنصریة كلیة العلوم قسم الفیزیاء تاریخ تقدیم البحث //٢٠٠٩ - تاریخ قبول البحث ٢٠١٠/٣/٢٢ STRT In this research, we develop a specific design for digital counter consists of eight digits (i.e. its output display equal to ). This counter consists of integrate circuit type (90), detector, display unit type eightsegments display) and pulse generator by using flip-flop. rom this develop design we increase the efficiency of counting in accuracy and speed for many industrial and scientific application. الخلاصة قمنا في ھذا البحث بتطویر تصمیم داي رة عداد رقمي مكون من ثمانیة مراتب عشریة أي یعطي قراءة عظمى الى حد (٩٩٩٩٩٩٩٩). ویتكون العداد من الداي رة المتكاملة (٧٤٩٠) ومن كاشف ووحدة اظھار نوع -).lip-flop طبعا إلى مولد النبضات بواسطة القلاب segmentویحتاج display) تم من خلال ھذا التصمیم المطور للعداد زیادة كفاءة العد بالدقة والسرعة للكثیر من التطبیقات الصناعیة والعلمیة. المقدمة في الكثیر من التطبیقات العلمیة والعملیة یحتاج إلى قیاس العد للزمن أو التردد بدقة وسرعة عالیة جدا [١]. لذلك كان لابد من اجراء تطویر وتصمیم عدادات ذات قدرة فاي قة في العد وبا مكانھا العد بسرعة تفوق سرعة الضوء ولھذا النوع من العدادات الكثیر من التطبیقات الموضحة في متن ھذا البحث. ایضا بالامكان الاستفادة من ھذا العداد في قیاس المسافات المختلفة باستخدام اشعة اللیزر مثلا كما في معرفة المدى. المواد وطراي ق العمل الجزء النظري مقدرات المدى فمن خلال قیاس الزمن أو التردد نستطیع العدادات ounters العداد ھو مجموعة من القلابات الموصولة مع بعضھا البعض بطریقة معینة وتستخدم العدادات لعد النبضات كما یمكن استخدامھا ایضا لتقسیم التردد[ ٢ ]. ویمكن أن تكون العدادات متزامنة أو غیر متزامنة. في العدادات المتزامنة یتم وصل نبضات lock على كافة القلابات في نفس الوقت أما في العداد غیر المتزامنة فلا تطبق النبضات lock على كافة القلابات في نفس الوقت[ ٣ ]. وتتكون العدادادت من الاجزاء الري یسیة التالیة: ١. وحدة الاظھار decoder) (-to -segment كما في شكل( ١ ):

2 تصمیم وتصنیع عداد رقمي فاي ق العد ذو مواصفات قیاسیة بعد الحد ٩٩٩٩٩٩٩٩ دورة/ثا بان و محمد شكل -١ : وحدات الاظھار للعداد المصنع اثناء مراحل التصنیع..٢ القلابات (٧٤٠٠) flip flop لتولید النبضات. ٣. ()I للتحویل من النظام الثناي ي إلى العشري. ٤. (90)I للتحویل من النظام العشري إلى الثناي ي. ٥. بعض المقاومات والمتسعات. وان جمیع ھذه الاجزاء موضحة في الشكل (٢) أدناه: شكل -٢ : داي رة العداد ذات الخمسة مراحل اثناء مراحل التصنیع. ١. العارضات الرقمیة (الكواشف والمرمزات) ecoders and ncoders یتم التعبیر عن المعلومات في النظم الرقمیة بشیفرات مختلفة وذلك حسب الافضلیة ومن اجل التحویل من شیفرة إلى اخرى یتم استخدام مبدلات الشیفرة (الكواشف والمرمزات) والتي یمكن تعریفھا انھا دارات منطقیة تركیبیة تقوم بتحویل معطیات الدخل التي طولھا N خانة إلى معطیات خرج بطول M خانة[ ٤ ] والمثال الاكثر وضوحا في ھذا المجال ھو التحویل من نظام (نظام عد ثناي ي) إلى نظام یتوافق مع الاظھار الرقمي ومن اجل ھذه الغایة یستخدم كاشف 8

3 المجلد ٢٢ العدد ٢٠٠١١ ٧ مجلة علوم المستنصریة -to -segment decoder وھذا الكاشف متوفر كداي رة تكاملیة جاھزة وھي تحمل الرقم ٧٤٤٧ وموجودة على نفس الداي رة العملیة للعداد[ ٣ ٤]..٢ القلابات lip-flops القلاب ھو عبارة عن داي رة منطقیة تتابعیة یتعلق وضع خرجھا الحالي بكل من الوضع المنطقي الحالي للمداخل وبالوضع المنطقي السابق للخرج[ ٥ ]. توجد انواع مختلفة من القلابات مثل القلاب RS القلاب JK القلاب والقلاب T وسنتعرف فیما یلي على القلاب RS الذي تم استخدامھ في داي رة ھذا العداد. RS القلاب a.٢ یمكن أن یبنى ھذا القلاب على بوابات NOR أو على بوابات NN كما في الشكل( ٣ ) (٤) أدناه: U U 00N 0N 8 U U 00N 0N شكل ٣- : بنیة قلاب RS باستخدام بوابات (0) NOR وبوابات.(00) NN V V Y Y 9 Y 0 N Y 8 U LS00 0 R kω R kω 00p 00p XS + _ + _ # # # # xt T rig + ## _ ## شكل- ٤ : الداي رة المنطقیة للقلابRS التي تم تصمیمھا بوساطة برنامج.Multisim 00 یلاحظ من الشكل( ٤ ( أن القلاب لھ مدخلان ولھ مخرجان متعاكسان منطقیا أیضا وان الشكل التصمیمي للعداد المصنع موضح في شكل( ٥ ) أدناه: 9

4 تصمیم وتصنیع عداد رقمي فاي ق العد ذو مواصفات قیاسیة بعد الحد ٩٩٩٩٩٩٩٩ دورة/ثا بان و محمد OM 8 OM 8 OM 8 OM 8 OM 8 OM 8 OM 8 OM 8 IN IN R0 R0 R9 R9 IN IN R0 R0 R9 R9 Q Q 9 Q 8 Q Q Q 9 Q 8 Q ~RI ~I/RO ~RI ~I/RO ~RI ~I/RO ~RI ~I/RO ~RI ~I/RO ~RI ~I/RO ~RI ~I/RO O O O O 0 O 9 O O O O O O 0 O 9 O O O O O O 0 O 9 O O O O O O 0 O 9 O O O O O O 0 O 9 O O O O O O 0 O 9 O O O O O O 0 O 9 O O 8 9 IN IN R0 R0 R9 R9 Q Q 9 Q 8 Q 0 IN IN R0 R0 R9 R9 Q Q 9 Q 8 Q IN IN R0 R0 R9 R9 Q Q 9 Q 8 Q IN IN R0 R0 R9 R9 IN IN R0 R0 R9 R9 IN IN R0 R0 R9 R9 Q Q 9 Q 8 Q Q Q 9 Q 8 Q Q Q 9 Q 8 Q ~RI ~I/RO O O O O 0 O 9 O O شكل -٥ : التصمیم النظري للعداد المصنع بواسطة برنامج.Multisim الجزء العملي تم تصنیع العداد الرقمي وكما موضح في الشكل( ٦ ) ادناه: شكل -٦ : الشكل النھاي ي للعداد المصنع. القیاسات العملیة تم قیاس معلمات العداد المصنع وھي موضحة كما في جدول( ١ ) ادناه: جدول -١ : یوضح معلمات العداد Hz التردد العملي للعداد Hz سعة العد sec الفترة الزمنیة لسعة العد 0.9 التیار.V فرق الجھد التطبیقات العملیة من اھم التطبیقات العملیة للعداد ھو حساب المدى وكما في العلاقات الاتیة: R=c*t..() 0

5 المجلد ٢٢ العدد ٢٠٠١١ ٧ مجلة علوم المستنصریة R=c*(/f).() حیث أن: R: تمثل المدى (متر) t: الزمن (ثانیة) f: التردد (ھرتز) x0 8 m/sec سرعة الضوء وتساوي :c أن العداد المصنع في البحث لھ القدرة على العد بدقة وكفاءة عالیتین تبلغ MHz ویمكن تطویرھا لتصل إلى 99MHz وحسب متطلبات القیاس. وتم توصیلھ الى مقدرة مدى لیزریة تم تصنیعھا لھذا الغرض وقیاس البعد لبعض الاھداف من خلال حساب زمن الذھاب والایاب للموجة اللیزریة [٦]. وان مقدرة المدى المصنعة موضحة في الشكل( ٧ ) ادناه: شكل -٧ : مقدرة المدى التي تم تصنیعھا لاختبار العداد المصنع وقد وضع في داخلھا. ومن التطبیقات الاخرى لھذا العداد : ١. یستفاد منھ في حساب عدد دوران المحركات الكھرباي یة بكافة انواعھا وذلك باستعمال مفتاح ON-O على محور الدوران لھذه المحركات. ٢. یمثل الجزء ااساسي لمنظومات قیاس المسافات باللیزر ومقدرات المدى حیث یتم من خلالھ حساب زمن الذھاب والایاب لھذه الاشعة[ ٧ ]. ٣. قیاس سرعة الصوت خلال الحواجز وكذلك سرعة الضوء أو سرع الاجسام التي ھي اكبر من سرعة الضوء. ٤. یمكن أن یستعمل في منظومات الكشف عن الاشعاعات النوویة وحساب عدد النبضات الداخلة الى الكاشف.. ٥ قیاس واظھار معدل نبضات القلب في الدقیقة عند الانسان علما أن النبض یقاس بواسطة حساس اشعة تحت الحمراء الذي ینتج نبضة بقیمة 00mV في كل مرة ینبض فیھا القلب[ ٢ ]. ٦. یستعمل في معامل النسیج لقیاس الاطوال للاقمشة.

6 تصمیم وتصنیع عداد رقمي فاي ق العد ذو مواصفات قیاسیة بعد الحد ٩٩٩٩٩٩٩٩ دورة/ثا بان و محمد ٧. قیاس انحراف الزجاج داخل القاعاعت المغلقة عند اختلال الضغط المصاحب للاصوات المدویة وذلك من خلال حساب الزمن وسرعة الصوت. ٨. قیاس السرعة[ ٨ ]. ٩. قیاس ارتفاع الطاي رات والغیوم[ ٧ ]. ١٠. قیاس درجات الحرارة في المحاریر الكھرباي یة إذا استخدم مع مقاومة حراریھ متغیرة.. ١١ قیاس الزمن للتفاعلات الكیمیاي یة السریعة جدا. ١٢. ایجاد الفارق الزمني (τ ) بین قمم الفلورة والامتصاصیة عند تصنیع الاغشیة الرقیقة.Thin films النتاي ج والمناقشة ١. یمكن تطویر العداد إلى عداد فاي ق العد وذلك بتصنیع نسخ مشابھة للعداد المصنع من قبلنا وتربط ھذه العدادات المصنعة بكشل متسلسل مع اجراء بعض التغیرات البسیطة وتقوم ھذه العداداد باكمال العد للعداد الاول وبنفس الوقت والسرعة الانیة[ 8 ]. ٢. یمكن استخدام العداد الفاي ق العد في علم النانو. والھدف الاسمى الذي توصلنا الیھ ھو حل مشكلة حساب الزمن في كثیر من الابحاث العلمیة الفیزیاي یة والغیر فیزیاي یة للابحاث السابقة المستقبلیة وحتى الكیمیاي یة ویمكن لاي باحث علمي أن یستعین بھذا العداد. ٣. یمكن بوساطة ھذا العداد قیاس الزمن للاجسام التي تسیر بسرعة اكبر من سرعة الضوء. ٤.لا توجد خطورة في استعمالھ اذ أن فرق الجھد المستخدم ھو (V) على العكس من بعض العدادات التي تعمل بفرق جھد یصل إلى (00V). ٥. یمكن الاستفادة من العداد المصنع في الكثیر من التطبیقات العملیة التي تتطلب دقة وسرعة عالیة في العد وكما موضح في البحث. المصادر ١. عبود. ریاض عزیز صالح. ضحى قاسم "مباديء واستخدامات اللیزر" دار الشو ون الثقافیة بغداد (١٩٩٠). ٢. ادریس. سلیم عمر "مباديء التصمیم الالكتروني الرقمي"./ شركة شعاع سوریا/حلب.(٢٠٠٣) ٣. فردریك ھلي جیرالد بیترسون ترجمة د.صادق باقر حسین "المنطق الرقمي والمعاملات الدقیقة" وزارة التعلیم العالي / الجامعة التكنولوجیة (١٩٩٢). ٤. مایكل تولي ترجمة شركة سراب للمشاریع التقنیة "دلیل الدواي ر الالكترونیة" الدار العربیة للعلوم (١٩٩٠).. Thomas. L. loyd "igital undamental" 8 th dition, (International dition) (00). ٦. راھي. محمد فرحان "بناء دواي ر مشغل لیزر شبھ الموصل المري ي لقیاس المسافة" رسالة ماجستیر الجامعة المستنصریة/كلیة العلوم (٢٠١٠).. I.S. onorovsky, " Radio ircuits and Signals",Mir Publishers, Moscow, (98). 8. M. T. Hussein,.. Hafidh and. R. li, "esign and onstruction of Semi onductor Laser Range inder for Target esignator", Iraqi Journal of Laser, Part, ():9-, (00).