Синтез многофункционального конечного автомата - Коммуникации, связь, цифровые приборы и радиоэлектроника курсовая работа

Составление структурной схемы автомата. Выбор элементной базы. Функциональная схема автомата. Задающий генератор и делитель частоты. Преобразователь параллельного кода в последовательный. Формирователь стартовых импульсов. Кодирование и минимизация.


посмотреть текст работы


скачать работу можно здесь


полная информация о работе


весь список подобных работ


Нужна помощь с учёбой? Наши эксперты готовы помочь!
Нажимая на кнопку, вы соглашаетесь с
политикой обработки персональных данных

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.


Расчетно-пояснительная записка к курсовому проекту
тема: Синтез многофункционального конечного автомата
Тема: синтез многофункционального конечного автомата.
Задание: составить схему автомата, предназначенного для передачи (приёма) информационного сообщения через канал связи.
Способ передачи (приёма): циклический.
- полоса пропускания - от 300 Гц до 3400 Гц;
- входной уровень - от -2,3 Нп до 0 Нп;
- линия - двухпроводная симметричная;
В данном курсовом проекте на базе теории переключательных функций, теории полупроводниковых приборов и микропроцессорной техники производится проектирование цифрового устройства для передачи сообщения через канал связи. В процессе проектирования осуществляется разработка задающего генератора, делителя частоты, преобразователя кода, согласующего устройства с каналом связи, схемы синхронизации и сброса, блока питания и прочих устройств с учетом того, чтобы полученный конечный автомат содержал наименьшее число радиокомпонентов, имел оптимальные размеры и минимальную скорость.
делитель частоты для формирования необходимой последовательности импульсов (ДЧ);
преобразователь параллельного кода в последовательный (ПП);
схему согласования с каналом связи (ССКС);
формирователь старт - стопных синхронизирующих импульсов (СИ);
сумматор старт - стопных синхронизирующих импульсов и последовательного кода ();
Структурная схема показана на рисунке 1.1.
Рисунок 1.1 - Структурная схема автомата
Логические схемы любой сложности строятся из элементарных логических элементов, выполняющих следующие логические функции: И, ИЛИ, НЕ, И-НЕ, ИЛИ-НЕ, И-ИЛИ-НЕ. Любое сложное логическое выражение можно заменить набором элементарных выражений. Создан набор микросхем, решающих более сложные задачи, чем элементарные. Если автомат получился сложным для понимания даже самого разработчика, то следует подумать о применении микропроцессора вместо сложной логической схемы.
Данный курсовой проект выполнен без применения микропроцессора. В данном задании подойдут микросхемы любого функционального ряда, однако, предпочтительнее ряд КМДШ - логики, например К561. Основанием для выбора данной серии ИС являются следующие факторы: микросхемы данной серии не требуют большой стабильности питающего напряжения, потребляемый ток невелик и составляет миллиамперы, питающее напряжение имеет широкий диапазон от 5 до 14 В.
где Fкварц=500 кГц - принятое значение частоты кварцевого резонатора.
По приведённой выше формуле рассчитаем R 1 :
По номинальному ряду Е24 выбираем номинал R 1 =20 кОм.
Произведём расчёт делителя. Согласно заданию, максимальная скорость передачи определяется по формуле:
Из диаграммы работы автомата видно, что одному переданному биту информации соответствует один период частоты С. Следует определить какой необходимо выбрать коэффициент деления при определённой частоте кварцевого резонатора в 500 кГц.
Произведем расчет коэффициента деления по формулам 4.4 и 4.5:
К дmin = 500000/16*940 = 33.3; где, F кв - резонансная частота.
Примем коэффициент деления, равный 36.
На основании принятого коэффициента деления произведем расчет несущей частоты частоты по формуле 4.6:
Полученное значение действующей частоты укладывается в диапазон передачи по каналу 300 - 3400 Гц. Построим схему на микросхемах К561ИЕ10.
Рисунок 4.1 - Схема задающего генератора и делителя частоты
Принципиальная схема фазового манипулятора представлена на рисунке 7.1. Схемную реализацию получаем при помощи Булевой функции 4.9:
схема автомат генератор кодирование
где, N=15 - число различных символов, n - разрядность кода.
- количество выходов преобразователя кода.
Таблица 1 - Кодирование символов посылки
Таблица имеет 40 комбинаций, но с такта 34 включительно и до конца кодовая комбинация выходного слова безразлична, потому что этих комбинаций никогда не будет за счет отключения преобразователя кода от линии связи.
Производим минимизацию, для этого строим карту Карно для входного слова. Шаблон карты Карно для входного слова, состоящего из пяти букв, показан на рисунке 5.1. Каждой стороне диаграммы соответствует своя переменная Хр (р=1, 2, 3, 4, 5, 6), причем одной половине стороны соответствует первичный терм Xp, а другой - первичный терм . Поэтому каждой клетке будет соответствовать совокупность первичных термов (Хр) е , () е , а номер данной клетки будет определяться числом i=е6,e5,e4,e3,e2,е1. Любой минтерм представляет собой функцию, равную «1» только в одной точке, области определения, поэтому на диаграмме он представляется единицей, стоящей только в одной клетке с номером i.
Методом склеивания объединяем рядом стоящие единичные минтермы. Рядом стоящими считаем те минтермы, у которых разные только одна буква по инверсии, что позволяет (в алгебраическом виде) её заключить в скобки и сократить, получив импликант. Если находим второй импликант, отличающийся также на одну букву по инверсии то, между ними также проводим операцию склеивания и так до тех пор, пока не получим простой импликант. Следовательно, рядом стоящих единиц может быть ряд 2 n где, n=1,2,3…. Клетки содержащие знак "~" необходимо доопределить, т. е. поставить "1" или "0", выбираем те значение, которые дают наименьшее количество букв в минимизированной функции. Из всех возможных импликантов необходимо выбрать оптимальные с учётом других функций автомата с целью использования одних и тех промежуточных частей схемы для различных букв выходного слова преобразователя. Не склеенные клетки дописываем в выходную функцию.
Рисунок 5.2 - Карта Карно выходной функции Y4
Рисунок 5.3 - Карта Карно выходной функции Y3
Рисунок 5.4 - Карта Карно выходной функции Y2
Рисунок 5.5 - Карта Карно выходной функции Y1
Выходные функции Y4 - Y1 преобразователя кода, полученные на основании минимизации, представлены нижеследующими выражениями, приведенными к базису И - НЕ на основании правил Де - Моргана:
Схема преобразователя кода Ф.И.О. приведена на рисунке 5.6.
Рисунок 5.6, лист 1 - Схема преобразователя кода Ф.И.О.
Рисунок 5.6, лист 2 - Схема преобразователя кода Ф.И.О.
6 . Составление временной диаграммы функционирования автомата
Составление диаграммы функционирования автомата имеет цель определения и схемного решения функций других узлов и увязки уже определённых частей передатчика.
Временная диаграмма работы автомата строится с учётом выбранной элементной базы. В данном примере сигналы:
- первого счётчика К561ИЕ8 (Q0, Q1, Q2, Q3,Q4 - выходные параллельные данные, R=Q5 - сброс счетчика);
- счётчика К561ИЕ8 СИ (Q0, Q1, Q2, Q3, Q4, Q5 - десятичный выход, С - синхронизирующий вход);
- R- сброс всей схемы в исходное состояние (вырабатываются специальной схемой);
- D - последовательный выходной код данных;
- ФМ - фазоманипулированный выходной сигнал.
Рисунок 6.1 - Временная диаграмма функционального автомата
7 . Принципиальная схема автомата
Из диаграммы работы автомата запишем функции дополнительных схем, необходимых для обеспечения работы, выбранных интегральных микросхем:
- окончание кодовой посылки (3 пробела начиная с 34 номера такта). Выражение, представляющее сумму последовательного полезного кода со старт - стопными импульсами, определяется функцией 7.1
В дальнейшем сумма 7.1 и ее инверсное значение подаются на вход фазового манипулятора.
В результате проведённых операций получим схему (рисунок 7.1) управления преобразователем кода (СС, ПП и СИ из структурной схемы). В данной схеме несущая частота подается на входы V счетчиков К561ИЕ8. Вход R счетчика К561ИЕ8, входящего в схему преобразователя параллельного кода в последовательный, связан с выходом Q5 этого же счетчика и отвечает за сброс его состояния. А вход R счетчиков К561ИЕ10 отвечает за сброс всей схемы, представленной на рисунке 7.1.
Рисунок 7.1 - Схема управления преобразователем кода
Рисунок 8.1 - Схема согласования с каналом связи
Тогда общие токи на сопротивлениях R10, R11 и R12 равны по 18мА.
Сопротивления нагрузок можно рассчитать по следующим формулам:
где - напряжение питания, равное 15В для первой и третьей нагрузок (ОУ) и равное 9В - для второй нагрузки ( цифровой микросхемы); - ток в нагрузке, равный 12мА.
При расчете необходимо учесть напряжение пульсации на конденсаторах С 10 и С 11 , которое рассчитывается по следующей формуле:
где - напряжение на вторичной обмотке трансформатора, равное 30В.
Подставим числовые значения, получим:
В случае короткого замыкания нагрузки необходимо избавиться от аварийного режима, что предусматривается путем добавления сопротивлений R 10 , R 11 и R 12 . Сопротивления, которые должны выдержать обрыв в цепи нагрузки рассчитываются по формулам (9.4-9.5):
где ОБЩ - суммарный ток ветви, равный 18мА.
Тогда после проставления числовых значений, получаем:
Так как эти сопротивления имеют схемную реализацию, возьмем их значения по номиналу. Получим
Для расчета значений емкостей С 10 и С 11 подсчитаем эквивалентные сопротивления ветвей по формулам (9.6-9.7):
Найдем характеристические сопротивления конденсаторов С 10 и С 11 , учитывая активные потери 5% (9.8-9.9):
Зная величину характеристического сопротивления, можно определить непосредственно величину емкости конденсатора (9.10); при этом необходимо учесть, что при прохождении диодного моста частота тока увеличивается в 2 раза, таким образом
Примем значения емкостей по номиналу, таким образом .
Чтобы резисторы R 10 , R 11 и R 12 выдержали приложенное к ним напряжение в режиме короткого замыкания, необходимо выбрать их по мощности, используя формулу 9.11:
где U макс - максимальное напряжение, прикладываемое к нагрузке; R - номинал сопротивления.
Ближайшее значение допустимой мощности смотрим по ряду мощностей: .
Фильтрующие конденсаторы выбираем из расчета 0,1мкФ на 9 корпусов.
В результате проделанной работы была построена схема для передачи сообщения по каналу связи. Для питания данной схемы был рассчитан блок питания. Выполнение настоящей курсовой работы способствовало закреплению теоретических знаний по разделам курса теоретических основ железнодорожной автоматики, телемеханики и связи, появлению практических навыков, необходимых при эксплуатации, проектировании, разработке и усовершенствовании устройств автоматики. В процессе работы были получены навыки проектирования цифровых устройств на логических элементах серии К561.
Для физической реализации разработанной схемы требуется учесть разброс параметров радиотехнических элементов.
1. С. А. Сушков, Ю. И. Слюзов. Теоретические основы железнодорожной автоматики телемеханики и связи. Курсовое проектирование. Омск 2002. Электронное пособие.
2. Вересов Г. П., Смуряков Ю. Л. Стабилизированные источники питания радиоаппаратуры. М.: Энергия, 1978. 192 с., ил. (Массовая радиобиблиотека; Вып. 969).
3. Полупроводниковые приборы: Диоды, тиристоры, оптоэлектронные приборы. Справочник / А. В. Баюков, А. Б. Гитцевич, А. А. Зайцев и др.; Под ред. Н. Н. Горюнова. М.: Энергоиздат, 1982. 744 с., ил.
4. Атаев Д. И., Болотников В. А. Функциональные узлы усилителей высококачественного звуковоспроизведения. М.: Радио и связь, 1989. 144 с.: ил. (Массовая радиобиблиотека. Вып. 1140).
5. Нефёдов А. В. Интегральные микросхемы и их зарубежные аналоги: Справочник. Т. 10. М.: Радиософт, 2000. 544с.: ил.
6. Бирюков С. А. Цифровые устройства на МОП интегральных микросхемах. Москва. 1990.
7. Стандарт предприятия ОмГУПС-1.2-05


Структурная схема и условное обозначение счетчиков типа ИЕ10 приведены на рисунке А.7.При построении многоразрядных счетчиков с числом разрядов более четырех соединение между собой ИС ИЕ10 может производиться с последовательным или параллельным формированием переноса. В первом случае на входе (вывод 1 или 9) следующего каскада счетчика подается высокий уровень с выхода Q4 (выводы 6 или 14) предыдущего каскада.
Функциональная схема автоматической системы передачи кодированных сигналов в канал связи. Задающий генератор и делитель частоты. Преобразователь параллельного кода в последовательный. Формирователь стартовых импульсов. Схема согласования с каналом связи. курсовая работа [2,4 M], добавлен 05.02.2013
Алгоритм работы автомата Мили в табличном виде. Графический способ задания автомата. Синтез автомата Мили на Т-триггерах. Кодирование состояний автомата. Таблицы кодирования входных и выходных сигналов. Таблица переходов и выходов абстрактного автомата. курсовая работа [24,7 K], добавлен 01.04.2010
Проектирование цифрового устройства для передачи сообщения через канал связи. Разработка задающего генератора, делителя частоты, преобразователя кода, согласующего устройства с каналом связи, схемы синхронизации и сброса, блока питания конечного автомата. курсовая работа [1,6 M], добавлен 28.01.2013
Синтез дискретного устройства, его структурная схема. Расчет дешифратора и индикаторов, их проектирование. Карты Карно. Синтез счетной схемы. Делитель частоты. Проектирование конечного автомата и его описание. Анализ сигналов и минимизация автомата. курсовая работа [217,8 K], добавлен 21.02.2009
Выполнение синтеза цифрового автомата Мура, осуществляющего отображение информации, приведение алфавитного отображения к автоматному. Построение формализованного описания автомата, минимизация числа внутренних состояний. Функциональная схема автомата. курсовая работа [2,8 M], добавлен 04.02.2013
Особенности проектирования цифрового устройства для передачи сообщения через канал связи. Анализ структурной схемы автомата. Разработка задающего генератора, делителя частоты, преобразователя кода, блока питания. Построение схемы для передачи сообщения. курсовая работа [2,2 M], добавлен 05.02.2013
Схема автомата, предназначенного для передачи (приёма) информационного сообщения через канал связи. Разработка задающего генератора, делителя частоты, преобразователя кода, согласующего устройства с каналом связи, а также схемы синхронизации и сброса. курсовая работа [2,1 M], добавлен 27.01.2013
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 — 2021



Синтез многофункционального конечного автомата курсовая работа. Коммуникации, связь, цифровые приборы и радиоэлектроника.
Реферат: Racism In The Past Present And Future
Дипломная работа по теме Разработка системы управления пассажирским лифтом
Реферат: Функції і місце ціннісних орієнтацій в структурі особистості
Конспект Диссертации
Доклад: Опера П. И. Чайковского "Черевички"
Курсовая работа по теме Социализация личности в организации
Контрольная Работа Образец Скачать
Табель форм документов по типовым управленческим ситуациям. Альбом форм документов
Реферат: Новый этап "государственного социализма": правление Х. Буша
Сочинение По Тексту 8
Дипломная работа по теме Правительство Кыргызской Республики: состав, порядок формирования, компетенция
Бородино Анализ Для Сочинения
Курсовая работа по теме Методика решения задач по геометрии с применением тригонометрии
Реферат: Prevention Childhood Obesity Connection to Breastfeeding and Other Contributing Factors
Реферат Относится К Научному Подстилю
Курсовая На Тему Предпринимательство
Дипломная работа по теме Методы и формы изучения пословиц, поговорок, загадок на уроках литературного чтения
Реферат: Предмет и метод финансового права. Скачать бесплатно и без регистрации
Практическая Работа 2 Класс Информатика
Отчет по практике по теме Психологічний клімат студентського колективу
Кримінально-правове закріплення помилки у обставині, що виключає злочинність діяння - Государство и право статья
Статистические методы в аудите - Бухгалтерский учет и аудит реферат
Актуальные аспекты договорного регулирования рекламной деятельности в России - Государство и право дипломная работа