Цифровое программно-временное устройство
Методика и основные этапы разработки программно-временного устройства, которое должно обеспечивать подачу сигналов продолжительностью 15с на светодиод в 10 часов 11 минут с погрешностью в 1% при диапазоне питающего напряжения 4–12 В. Составление схем.
| Рубрика | Программирование, компьютеры и кибернетика |
| Вид | контрольная работа |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 19.05.2013 |
| Размер файла | 29,2 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
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/
Введение
Программно-временное устройство (ПВУ) - это устройство позволяющее подавать сигналы в определённые моменты времени. ПВУ обычно включает в себя следующие блоки устройств: генератор импульсов, делитель частоты, счётчики времени, схему совпадения и исполнительное устройство.
Генератор тактовой частоты (генератор тактовых импульсов) генерирует электрические импульсы заданной частоты (обычно прямоугольной формы) для синхронизации различных процессов в цифровых устройствах. В данном проекте используется КМОП генератор импульсов с частотой 1Гц.
Делитель частоты - это устройство, позволяющее поделить частоту, т.е. уменьшить ее в определенное число раз. Так как в данной работе генератор изначально вырабатывает необходимую частоту, делитель в ПВУ не задействован.
Счётчик числа импульсов - устройство, на выходах которого получается двоичный (двоично-десятичный) код, определяемый числом поступивших импульсов. Так как импульс на входе первого счётчика имеет период 1 с, счётчики также подсчитывают время. В данном ПВУ используется три счётчика: счётчик секунд, счётчик минут, счётчик часов, предназначенные для подсчёта секунд, минут и часов соответственно.
Схема совпадения предназначена для выделения состояния триггеров счетчиков, соответствующего заданному времени срабатывания и запуска исполнительного устройства.
Исполнительное устройство сообщает наблюдателю о наступлении конкретного момента при подаче импульса от схемы совпадения.
В курсовой работе разрабатывается программно-временное устройство, которое должно обеспечивать подачу сигналов продолжительностью ?15 на светодиод в 10 часов 11 минут с погрешностью в 1% при диапазоне питающего напряжения 4-12 В.
1. Разработка структурной схемы
При разработке ПВУ будут задействованы блоки, изображённые на структурной схеме, приведённой на рисунке 1.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Размещено на http://www.allbest.ru/
Рисунок 1. Структурная схема ПВУ.
2. Выбор схемы генератора и способ стабилизации его частоты FГ
В качестве генератора была выбрана схема генератора, изображенного на рисунке 2. Схема выполнена на двух инверторах DD1.1 и DD1.2, времязадающей цепью здесь являются резистор R2 и конденсатор С1, сопротивление R1 в данном случае было взято равным нулю.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Размещено на http://www.allbest.ru/
Рисунок 2
При невысоких требованиях к стабильности частоты генератора и щадящих условиях эксплуатации устройства в качестве времязадающей цепи была использована RС-цепь и подобраны её параметры так, чтобы на выходе генератора вырабатывались импульсы с частотой FГ=1 Гц. Для этого был выбран конденсатор с ёмкостью С1=3,75 мкФ (1%) и резистор с сопротивлением R1=190 кОм (1%). Период импульсов генератора в соответствии с данными элементами рассчитывался по формуле:
T=2*C1*R1*ln(2)=1,4*3,75мкФ*190кОм=0,9975 с
Погрешность периода приемлема, так как не превышает требуемого 1%. В дальнейших расчётах величина периода будет считаться равной 1 с.
3. Расчет коэффициентов NСС, NСМ, NСЧ
Период следования импульсов на выходе генератора равен ТГ=1 С. На выходе счётчика секунд должен быть импульс равный одной минуте, т.е.
FCC=1/60 Гц.
Отсюда коэффициент деления счётчика секунд равен:
NСС=FГ/FСС=1/1/60=60.
Аналогично подберем коэффициенты деления остальных счетчиков.
Для подсчета минут: NСМ=60.
Для подсчета часов: NСЧ=24.
4. Разработка принципиальной электрической схемы
Построение схемы счетчика единиц
Все счетчики секунд и минут должны подсчитывать шестьдесят импульсов, работать в двоичном коде и сбрасываться в исходное состояние каждым шестидесятым импульсом. Аналогично должен работать и счётчик часов, но сбрасываться с двадцать четвёртым импульсом. В качестве счётчиков были выбраны микросхемы КМОП-серии К176ИЕ1, представляющие собой шестиразрядные двоичные счётчики, работающие на малых напряжениях. Очевидно, что для подсчета шестидесяти импульсов необходимо выполнять сброс значений в ноль при условии, что на выходах счётчика, соответствующих десятичным значениям 32, 16, 8, 4 должна быть единица. Для этого данные выходы были подсоединены к конъюнктору, и сигнал с конъюнктора направлен на вывод сброса R. После того как значения счётчика сбрасываются в ноль подаётся импульс на следующий счётчик.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Размещено на http://www.allbest.ru/
Рисунок 3.
Временные диаграммы работы счётчика приведены на рис. 4.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Размещено на http://www.allbest.ru/
Рисунок 4.
5. Разработка схемы совпадения
Схема совпадения предназначена для выделения состояния триггеров счетчиков, соответствующего заданному времени срабатывания и запуска исполнительного устройства. Одним из способов её построения, в зависимости от задания, может быть синтез КЦУ реализующего логическую функцию конституэнты единицы (либо конституэнты нуля) для заданного времени срабатывания. В данной работе схема совпадения, выполнена на элементе Шеффера (DD5) и обеспечивает включение светодиода VD1 в 10 часов 11 минут. Напряжение светодиода на прямом токе не превышает подаваемого на него напряжения питания. Для ограничения напряжения на светодиоде, к нему был включен последовательно резистор, сопротивление которого было рассчитано по формуле, где UПР и IПР напряжение и ток на светодиоде:
R=(EП-UПР)/IПР=(12В-2В)/0,02А=500 Ом
Состояние включения светодиода сменится через одну минуту после установления в него, этого достаточно для того чтобы обеспечить продолжительность подачи сигнала больше 15 секунд.
Все элементы разрабатываемого устройства были выбраны в соответствии с элементной базой, применяемой для реализации устройства, и приведена их спецификация.
Заключение
В процессе выполнения курсовой работы были изучены принципы построения программно-временного устройства.
В результате выполнения курсовой работы разработано программно-временное устройство, которое обеспечивает подачу сигналов продолжительностью ?15с на светодиод в 10 часов 11 минут с погрешностью в 1% при диапазоне питающего напряжения 4-12 В.
В процессе выполнения данной курсовой работы была изучена дополнительная литература [1].
Задание на курсовую работу было выполнено полностью.
Список использованных источников
программный сигнал светодиод схема
1 Зельдин Е.А. Цифровые интегральные микросхемы в электронно-измерительной аппаратуре. - Л.: Энергоатомиздат. Ленингр. отделение, 1986. - 280 страниц.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Разработка программно-аппаратного комплекса на базе ПЭВМ типа Pentium IV, включающего в себя периферийное устройство для генерации сигнала в виде напряжения, меняющегося во времени, и программного обеспечения для управления процессом генерации.
дипломная работа [3,0 M], добавлен 30.06.2012Методика и основные этапы разработки концептуальной модели и базовой архитектуры программно-аппаратного комплекса. Выбор программно-аппаратной платформы и среды. Обеспечение интуитивно-понятного пользовательского интерфейса. Создание системы управления.
курсовая работа [916,7 K], добавлен 06.12.2012Выбор базовых программных средств для разработки оригинального программного обеспечения. Компоненты программно-методического комплекса проектирования токарных операций. Программное обеспечение для организации интерфейса программно-методического комплекса.
дипломная работа [2,8 M], добавлен 14.05.2010Микропроцессор как программно-управляемое электронное цифровое устройство, предназначенное для обработки цифровой информации и управления процессом этой обработки. Его внутреннее устройство и значение, выполняемые функции. Принципы обработки данных.
презентация [2,9 M], добавлен 05.02.2015Классификация генераторов пилообразного напряжения со стабилизаторами тока, их применение. Разработка алгоритма и программы функционирования устройства. Результаты эмуляции программы в пакете VMLAB, анализ временных соотношений и оценка погрешностей.
курсовая работа [903,7 K], добавлен 25.12.2010Психолого-педагогические и обще-методические аспекты использования ИКТ в образовательном процессе. Анализ сред разработки мобильных приложений и языков программирования. Технология создания программно-методического комплекса для изучения чукотского языка.
дипломная работа [5,8 M], добавлен 07.06.2014Идентификация и аутентификация пользователей в системах защиты информации. Порядок установки программно-аппаратного комплекса аккорд. Регистрация администратора безопасности информации. Установка платы контроллера. Подсоединение контактного устройства.
курсовая работа [31,9 K], добавлен 15.03.2016Краткий обзор и анализ ныне существующих программно-педагогических средств обучения. Методика и порядок разработки электронного учебника по предмету "Язык программирования C++". Общая характеристика и основные формы входных и выходных данных программы.
курсовая работа [232,6 K], добавлен 10.09.2010Анализ информации, обрабатываемой на объекте, и программно-аппаратных средств обработки информации. Организационные методы контроля доступа. Программно-аппаратные и технические устройства защиты, датчикового контроля, видеонаблюдения и сигнализации.
реферат [291,7 K], добавлен 22.11.2014Идентификаторы, объекты и операции языка VHDL. Последовательные и параллельные операторы. Описание интерфейса устройства. Синтез схем по описаниям на языке VHDL. Последовательность букв и цифр произвольной длины. Цифровое устройство и его модель.
курсовая работа [132,5 K], добавлен 28.06.2009Разработка программно-аппаратного модуля, предназначающегося для сбора и анализа собранных данных в беспроводной сенсорной сети. Изготовление макета устройства. Внесение собираемых данных в базу. Расположение протокола MQTT в модели OSI приложения.
дипломная работа [3,9 M], добавлен 18.11.2017Описание метода анализа иерархий и программно-апаратных средств аутентификации: электронных ключей и идентификаторов. Анализ рынка программно-аппаратных средств аутентификации и выбор наилучшего средства при помощи построения иерархической структуры.
курсовая работа [407,6 K], добавлен 07.05.2011Разработка устройства ввода аналоговой информации (напряжения в диапазоне 0-100 мВ) в персональный компьютер через LPT-порт с предварительным ее сохранением в памяти устройства. Его структурная схема. Алгоритм работы программы чтения данных в ПК.
курсовая работа [1,9 M], добавлен 25.12.2012Этапы разработки концептуальной модели и базовой архитектуры программно-аппаратного комплекса. Особенности процесса учета граждан города Черногорска. Модель SADT как серия диаграмм с сопроводительной документацией. Способы разработки интерфейса.
курсовая работа [3,7 M], добавлен 07.12.2012Основные программы стеганографии. Программно-аппаратные средства криптографической защиты информации с закрытым ключом. Требования к используемым криптографическим средствам за рубежом и в России. Отечественные системы шифрования с открытым ключом.
отчет по практике [64,6 K], добавлен 18.09.2013Использование термина "информационное оружие". Типология, особенности и состав программно-математического оружия, объекты его воздействия и поражающие факторы. Программные, аппаратные и технические средства защиты информации как меры противодействия.
реферат [26,7 K], добавлен 20.05.2011Преобразование аналоговой формы первичных сигналов для их обработки с помощью ЭВМ в цифровой n-разрядный код, и обратное преобразование цифровой информации в аналоговую. Практическая реализация схем аналого-цифровых и цифро-аналоговых преобразователей.
реферат [89,2 K], добавлен 02.08.2009Анализ структуры социальной сети. Рассмотрение основных функций автоматизированной информационной системы: регистрация и аутентификация пользователей, администрирование. Этапы разработки программно-информационного компонента. Назначение web-сервисов.
дипломная работа [2,3 M], добавлен 27.10.2012Роль информации о персонале для руководства предприятием. Анализ его материального оснащения, технических средств сбора, регистрации и передачи информации. Задачи автоматизированной системы управления персоналом. Программно–техническое обеспечение задачи.
дипломная работа [971,1 K], добавлен 28.11.2012Классификация микропроцессоров по числу больших интегральных схем, по назначению и виду обрабатываемых входных сигналов. Устройства, входящие в состав микропроцессора. Составление электронной таблицы "Ведомость расчета амортизационных отчислений".
курсовая работа [27,8 K], добавлен 04.03.2011
