Автор работы: Пользователь скрыл имя, 20 Ноября 2012 в 21:23, курсовая работа
В данном курсовом проекте необходимо разработать и построить принципиальную схему дискретного устройства, который будет включать в себя генератор тактового импульса, параллельно-последовательный счётчик импульсов на JK – триггерах с коэффициентом счёта 20, параллельного и последовательно-параллельного регистров, шифратора, дешифратора на ПЛМ и устройства сравнения. Реализовать все в базисе И-НЕ. При этом необходимо как минимум один раз упростить функцию алгебры логики используя метод минимизации Квайна-Мак-Класки.
Так же необходимо подобрать элементную базу, на которой будет построено данное дискретное устройство.
Аннотация.
В
данном курсовом проекте необходимо
разработать и построить
Так же необходимо подобрать элементную базу, на которой будет построено данное дискретное устройство.
Содержание
Введение 4
1
Разработка дискретного
1.1 Синтез генератора импульсов 7
1.2
Синтез счетчика импульсов
1.3 Синтез дешифратора 17
1.4
Синтез шифратора
1.5
Синтез параллельного регистра
1.6 Синтез последовательно-параллельного регистра 22
1.7
Синтез устройства сравнения
Заключение 25
Список
используемых источников
Приложение
А Схема электрическая
Приложение
Б Спецификация
Введение
Огромнейшее
влияние автоматизированные системы
управления оказали на развитие железнодорожного
транспорта. Без них немыслимо
безопасное движение современных поездов.
Применение устройств автоматизации
обеспечивает увеличение пропускной способности
железных дорог. В связи с этим
на них лежит большая
На
сегодняшний день этап научно-технического
прогресса характеризуется
Интегральные
микросхемы значительно расширили
диапазон применения электронных устройств
на железнодорожном транспорте. Они
создали возможность для
Основными
преимуществами цифровых систем связи
по сравнению с аналоговыми
Процесс проектирования дискретного устройства обычно разделяют на четыре этапа: системное или архитектурное, логическое, техническое и технологическое.
Все этапы проектирования завершает изготовление образца, его наладка и проведение опытных испытаний.
Основные
цели и задачи курсового проекта
- закрепить теоретический
1.1 Синтез генератора импульсов
Генератор прямоугольных импульсов (рисунок 1) собран на логических элементах И-НЕ.
В данной схеме резистор R1 используется для начального запуска генератора. Напряжение на выходе генератора имеет вид последовательности прямоугольных импульсов, которые в свою очередь воздействуют на другие составляющие части дискретного устройства.
Частота генерации задается с высокой точностью с помощью кварцевого резонатора ZQ1. Тип квартцевого резонатора: РГО5 на 100МГц. Тип корпуса: МА (миниатюрный плоский металлический корпус с 2 выводами под панель).
В соответствии с выходной частотой R1=1кОм.
Рисунок 1 – генератор тактовых импульсов.
Т.к. частота кварцевого резонатора 100МГц, то период импульсов будет равен:
Рисунок 2 – временная диаграмма генератора.
В качестве элементов И-НЕ используются элементы микросхемы К555ЛА3, описание которой приведено ниже.
Рисунок 3 - Цоколевка ИМС К555ЛА3.
Таблица 1. Параметры ИМС К555ЛА3
Параметр |
|
Напряжение питания, В |
5 |
Патребляемый ток, мА |
4,4 |
Время переключения, нс: из «0» в «1» из «1» в «0» |
20 20 |
Диапазон частот, ºС |
0…+70 |
Таблица 2. Назначение выводов К555ЛА3.
Номер вывода |
Назначение |
Номер вывода |
Назначение |
1 |
Вход X1 |
8 |
Выход Y3 |
2 |
» X2 |
9 |
Вход X5 |
3 |
Выход Y1 |
10 |
» X6 |
4 |
Вход X3 |
11 |
Выход Y4 |
5 |
» X4 |
12 |
Вход X7 |
6 |
Выход Y2 |
13 |
» X8 |
7 |
Общий |
14 |
Ucc |
В качестве резистора R1 используется резистор: С2 - 14 - 0.25 - 1кОм ± 0.1%
1.2 Синтез счетчика импульсов
Счетчики импульсов – это
дискретные устройства с памятью, осуществляющие
подсчет числа поступающих
Т.к счетчик параллельно-
Заполнение стобцов функций
возбуждения триггеров
Таблица 3. Таблица переходов JK-триггера.
Изменение сигнала на выходе Q |
Что подать на вход J |
Что подать на вход K |
0 0 |
0 |
~ |
0 1 |
1 |
~ |
1 0 |
~ |
1 |
1 1 |
~ |
0 |
Таблица 4. Таблица истинности единиц.
|
№ |
Текущее состояние |
Последующее состояние |
Сигналы на информационных входах J - K триггеров. | |||||||||||||
Q1 |
Q2 |
Q3 |
Q4 |
Q1 |
Q2 |
Q3 |
Q4 |
J1е |
K1е |
J2е |
K2е |
J3е |
K3е |
J4е |
K4е | |
|
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
~ |
0 |
~ |
0 |
~ |
1 |
~ |
1 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
~ |
0 |
~ |
1 |
~ |
~ |
1 |
2 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
1 |
1 |
0 |
~ |
0 |
~ |
~ |
0 |
1 |
~ |
3 |
0 |
0 |
1 |
1 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
~ |
1 |
~ |
~ |
1 |
~ |
1 |
4 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
1 |
0 |
~ |
~ |
0 |
0 |
~ |
1 |
~ |
5 |
0 |
1 |
0 |
1 |
0 |
1 |
1 |
0 |
0 |
~ |
~ |
0 |
1 |
~ |
~ |
1 |
6 |
0 |
1 |
1 |
0 |
0 |
1 |
1 |
1 |
0 |
~ |
~ |
0 |
~ |
0 |
1 |
~ |
7 |
0 |
1 |
1 |
1 |
1 |
0 |
0 |
0 |
1 |
~ |
~ |
1 |
~ |
1 |
~ |
1 |
8 |
1 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
1 |
~ |
0 |
0 |
~ |
0 |
~ |
1 |
~ |
9 |
1 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
~ |
1 |
0 |
~ |
0 |
~ |
~ |
1 |
Таблица 5. Таблица истинности десятков.
№ |
Текущее состояние |
Последующее состояние |
Сигналы на информационных входах J - K триггеров. | |||||
Q1 |
Q2 |
Q1 |
Q2 |
J1д |
K1д |
J2д |
K2д | |
|
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
~ |
1 |
~ |
1 |
0 |
1 |
1 |
0 |
1 |
~ |
~ |
1 |
2 |
1 |
0 |
0 |
0 |
~ |
1 |
0 |
~ |
По заданию необходимо использовать хотя бы один раз минимизацию методом Квайна-Мак-Класки, в остальных случаях будет использована минимизация картами Карно.
Метод Квайна-Мак-Класки применим для минимизации функции J1е (учитывая то, что ФАЛ частично заданная):
Таблица 6. Таблица истинности функции J1e.
|
№ |
Q1 |
Q2 |
Q3 |
Q4 |
J1e |
|
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
2 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
3 |
0 |
0 |
1 |
1 |
0 |
4 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
5 |
0 |
1 |
0 |
1 |
0 |
6 |
0 |
1 |
1 |
0 |
0 |
7 |
0 |
1 |
1 |
1 |
1 |
8 |
1 |
0 |
0 |
0 |
~ |
9 |
1 |
0 |
0 |
1 |
~ |
10 |
1 |
0 |
1 |
0 |
~ |
11 |
1 |
0 |
1 |
1 |
~ |
12 |
1 |
1 |
0 |
0 |
~ |
13 |
1 |
1 |
0 |
1 |
~ |
14 |
1 |
1 |
1 |
0 |
~ |
15 |
1 |
1 |
1 |
1 |
~ |