Курсовые Работы По Предмету Проектирование Цифровых Устройств
Курсовые Работы По Предмету Проектирование Цифровых Устройств
Изучение методов, используемых при анализе и логическом проектировании цифрового устройства. Описание его структуры и алгоритма функционирования. Приведение принципиальной схемы дешифратора и делителя частоты. Расчет мультивибратора и сопротивлений.
посмотреть текст работы
скачать работу можно здесь
полная информация о работе
весь список подобных работ
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Размещено на http://www.allbest.ru/
Проектирование цифровых устройств - дисциплина, изучающая способы описания и преобразования структурных элементов. Предметом данной профессиональной области является математический аппарат алгебры логики, способы задания и реализации функций алгебры логики, методы, используемые при преобразовании логических структур комбинационных систем и конечных автоматов.
Проектирование цифровых устройств - сравнительно молодая и быстроразвивающаяся отрасль науки. Её появление в 30-х годах двадцатого столетия связанно с усложнением и совершенствованием релейных систем управления, когда возникла необходимость в их математическом описании. Основы теории проектирования начали закладываться в 1938 - 1940 гг., когда учёные СССР, США, Японии доказали применимость булевой алгебры логики при анализе и синтезе контактных схем. Применение аппарата алгебры логики при решении задач проектирования цифровой техники получило существенное развитие в трудах многих учёных. Создание ЭВМ внесло большой вклад в развитие теории цифровых устройств. На сегодняшний день, зачастую, без использования ЭВМ невозможно решать те или иные практические задачи, связанные с анализом, разработкой и усовершенствованием цифровых устройств.
Устройства промышленной автоматики, телемеханики и связи в основном относятся к классу цифровых устройств. Увеличение производительности и надёжности этих устройств - всё это, и многое другое, обусловлено постоянным развитием автоматизированных управляющих систем, базирующихся на теории проектирования цифровых устройств.
цифровой принципиальный дешифратор мультивибратор
Цель работы: Изучение методов, используемых при анализе и логическом проектировании цифровых устройств.
Структура и алгоритм функционирования проектируемого цифрового устройства
В данном курсовом проекте требуется произвести синтез цифрового устройства, представленного ниже:
Устройство состоит из генератора тактовых импульсов (ГТИ), делителя частоты, счётной схемы, двух дешифраторов и элементов индикации. Частота вырабатываемых генератором импульсов, уменьшается делителем до 0,1 Гц. Счётная схема, в зависимости от числа поступающих на её вход импульсов, устанавливается в одно из устойчивых состояний, соответствующих определённым комбинациям кода. Каждая кодовая комбинация, отображается на индикаторах соответствующим ей шестнадцатеричным числом.
Частота вырабатываемых генератором тактовых импульсов f = 310 Гц. Счётная схема имеет 8 устойчивых состояний: 22, 19, 16, 13, 10, 7, 4, 1, в соответствии с заданием на курсовой проект. Используемая для построения цифрового устройства элементная база: "ИЛИ - НЕ". Серия используемых логических элементов: 176. Десятичный эквивалент в счётной схеме кодируется кодом 8421.
Логическое проектирование дешифраторов
В синтезируемом цифровом устройстве дешифратор расшифровывает значение выдаваемой в каждом состоянии счётной схемы кодовой комбинации, преобразуя её в код, отображающий на индикаторе соответствующее данной комбинации шестнадцатеричное число.
В соответствии с заданием на курсовой проект следует составить таблицу соответствия кодовых комбинаций на выходе счётной схемы и входах дешифраторов:
Как видно из таблицы, для идентификации состояния счетной схемы дешифратором, соединенным с индикатором “B” младшего разряда, достаточно использовать выходы Q 1 - Q 3 . . Для дешифратора, подключенного к индикатору “A” старшего разряда, комбинация на выходе полностью определяется значением выхода Q 5 счетной схемы.
Синтез дешифраторов проведём с использованием карт Карно (только для индикатора “B”).
Для дешифратора индикатора “A” будем иметь следующие функции:
Для дешифратора индикатора “B” будем иметь следующие функции:
Переведем ФАЛ из базиса “ИЛИ” в базис “ИЛИ-НЕ” используя закон двойного отрицания и закон двойственности.
Принципиальная схема дешифратора для индикатора “A”
Принципиальная схема дешифратора для индикатора “B”
Счётная схема предназначена для хранения числа и изменения его под воздействием входных сигналов на заданную константу (k = 2). Счётные схемы разделяют на синхронные и асинхронные. У синхронных схем управляющие сигналы поступают на все синхронизирующие входы одновременно. У асинхронных счётных схем синхронизирующие сигналы поступают на синхро-входы триггеров не одновременно.
Матрица переходов для JK - триггера
Для синтеза счётной схемы используем универсальные двухтактные JK - триггеры. Для определения функций возбуждения триггеров составляем кодировочную таблицу переходов:
Для нахождения функций возбуждения каждого триггера воспользуемся методом карт Карно:
Переведем ФАЛ из базиса “ИЛИ” в базис “ИЛИ-НЕ” используя закон двойного отрицания и закон двойственности.
Cчётная схема и временная диаграмма, полученная на основе минимизированных функций возбуждения каждого триггера представлена ниже.
Нужно преобразовать синхроимпульсы частотой 310 Гц с выхода мультивибратора в импульсы частотой 0,1 Гц то коэффициент деления делителя частоты n = 3100. Для этого будем использовать каскадное соединение делителей с коэффициентами (:31 :10 :10).
Для построения счетчика на :10 будем использовать по следованное соединение 4 триггеров типа JK с выделением 10 комбинации.
Временная диаграмма делителя на десять
Как видно из временной диаграммы триггеры нужно обнулить на одиннадцатом такте (обнулять будем только 2 и 4 триггера т.к. 1 и 3 уже установлены в ноль).
Принципиальная схема делителя частоты на десять
Для построения счетчика на :31 будем использовать по следованное соединение 5 триггеров типа JK с выделением 31 комбинации.
На принципиальной схеме в качестве делителя на :31 и :10 воспользуемся пятиразрядным счетчиком К176ИЕ2, который может работать как двоичный так и десятичный.
Микросхема К176ИЕ2 - пятиразрядный счетчик, который может работать как двоичный в коде 1 - 2 - 4 - 8 - 16 при уровне лог. 1 на управляющем входе A или как декада с подключенным к выходу декады триггером при лог. 0 на входе А. Во втором случае код работы триггеров счетчика 1 - 2 - 4 - 8 - 10.
Вход R служит для установки триггеров счетчика в 0 подачей на этот вход уровня лог. 1. Первые четыре триггера счетчика могут быть установлены в единичное состояние подачей уровней лог. 1 на входы SI - S8. Входы S1 - S8 являются преобладающими над входом R.
При подаче на вход СР импульсов положительной полярности на входе CN должна быть лог. 1, при подаче на вход CN импульсов отрицательной полярности на входе СР должен быть лог. 0. В обоих случаях счетчик переключается спадами импульсов.
Принципиальную схема делителя частоты на :3100 на микросхемах К176ИЕ2
Построение принципиальной схемы проектируемого устройства
Объединим все ранее синтезируемые устройства в одну общую схему. Т.к. в 176 серии нет элемента “8ИЛИ-НЕ” то будем использовать схему замещения представленную ниже:
В качестве семи сегментного индикатора будем использовать АЛС321А (с общим катодом) у которого постоянное прямое напряжение при I пр = 20 мА, не более 3,6 В. Сегмент “H” использовать не будем т.к точка не используется.
Напряжения питания всех микросхем U и.п. = 9 В.
Выводы: К176ИЕ2, К176ПУ2, К176ТВ1 - общий 8, U и.п - 16
К176ЛЕ5, К176ЛЕ10, К176ЛЕ6 - общий 7, U и.п - 14
Входное напряжение со всех микросхем не более U в х 0 = 0,3 В
Выходное напряжение со всех микросхем не менее U вых 1 = 8,2 В
При выполнении данного курсового проекта были использованы основные методы минимизации цифровых схем. Также отработаны навыки проектирования цифровых устройств на интегральных микросхемах и реализация их на печатных платах.
В основе многих устройств, широко используемых в настоящее время, лежат методы синтеза рассмотренные в данном курсовом проекте.
Рудаков А.В. “Проектирование цифровых устройств” Методическое указание на выполнение курсового проекта по дисциплине “Проектирование цифровых устройств”.
Тарабрин Б.В. “Справочник по интегральным микросхемам” М.: Энергия, 1980 г.
Янсен й. “Курс цифровой электроники” Т. 2 Проектирование устройств на цифровых ИС, 1987 г.
Евреинов Ю.Т. “Цифровая и вычислительная техника” 1991 г.
Теория дискретных устройств. Логическое проектирование дешифраторов. Временная диаграмма и принципиальная схема делителя частоты на десять. Расчет мультивибратора и сопротивлений. Синтез счетной схемы. Печатная плата синтезируемого дискретного устройства. курсовая работа [2,1 M], добавлен 24.03.2012
Принципы построения делителя частоты цифровых сигналов, составные части асинхронного и синхронного счетчиков. Разработка и обоснование функциональной схемы устройства. Расчет элементов, выходных параметров схемы, однополярного блока питания для счетчика. курсовая работа [1,0 M], добавлен 28.06.2012
Разработка общего алгоритма и функционирования цифрового фильтра. Составление и описание электрической принципиальной схемы устройства, расчет его быстродействия. Листинг программного модуля вычисления выходного отсчета. Оценка устойчивости устройства. курсовая работа [236,2 K], добавлен 03.12.2010
Параметры делителя частоты. Теоретическое обоснование схемного решения. Асинхронный двоичный счетчик в качестве делителя частоты. Упрощенная структурная схема делителя. Ввод коэффициента деления. Составление электрической принципиальной схемы устройства. курсовая работа [1,2 M], добавлен 08.01.2013
Описание функциональной схемы цифрового устройства для реализации микроопераций. Выбор элементной базы для построения принципиальной электрической схемы цифрового устройства. Разработка и описание алгоритма умножения, сложения, логической операции. курсовая работа [684,0 K], добавлен 28.05.2013
Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д. PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах. Рекомендуем скачать работу .
© 2000 — 2020, ООО «Олбест»
Все права защищены
Проектирование цифровых устройств
Курсовая работа (Теория) на тему " Проектирование цифровых ..."
Курсовая работа : Проектирование цифровых устройств ...
Проектирование цифрового устройства | Похожие работы
Курсовые проекты по курсу Цифровые устройства ...
Критерии Оценивания 9 Сочинения Егэ Литература
Контрольная Работа По Математике 2 Четверть Мерзляк
Сана Туралы Эссе
Федеральная Резервная Система Сша Реферат
Создание Проекта Курсовая