Разработка функциональной и принципиальной схем управляющего автомата
Генератор тактовых импульсов. Разработка функциональной и принципиальной схем управляющего устройства цифрового автомата, реализующего микропрограммный принцип построения: "одно состояние – одна микрокоманда". Асинхронный триггер с инверсными входами.
| Рубрика | Коммуникации, связь, цифровые приборы и радиоэлектроника |
| Вид | курсовая работа |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 04.05.2015 |
| Размер файла | 1,7 M |
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/
Институт транспорта и связи
Факультет компьютерных наук и электроники
Кафедра электроники
Курсовая работа
Разработка функциональной и принципиальной схем управляющего автомата
Выполнил:
студент группы: 3401BN
Михаил Солюлёв
Руководитель:
В.А. Кутев
Рига 2007
Содержание
- 1. Задание для моделирования
- 2. Синтез синхронного счётчика
- 3. Синтез дешифратора
- 4. Синтез тактового генератора
- 5. Синтез цифрового автомата.
1. Задание для моделирования
Курсовая работа предусматривает разработку функциональной и принципиальной схем управляющего устройства (УУ) в виде цифрового автомата, реализующего микропрограммный принцип построения: «одно состояние - одна микрокоманда». схема цифровой генератор
Структурная схема управления:
· Т - асинхронный RS-триггер с инверсными входами
· G - управляемый генератор тактовых импульсов
· СТ - 4-х разрядный двоичный счётчик, формирующий последовательность внутренних состояний УУ
, для
определяемых заданными значениями начального состояния счётчика
и его модуля счёта КСЧ.;
· DC - двоичный дешифратор осуществляет преобразование выходного кода счётчика (СТ) в m-разрядный унитарный позиционный код
для m = КСЧ и управляющих сигналов
В исходном состоянии RS-триггер находится в состоянии „RESET” и управляемый генератор (G) выключен - тактовые импульсы не формируются. По сигналу «Пуск», поступающему от внешнего источника, RS-триггер (Т) переключается в состояние “SET”, счётчик СТ устанавливается в состояние , а управляемый генератор (G) начинает вырабатывать последовательность тактовых импульсов .
Каждый из формируемых тактовых импульсов вызывает изменения состояния счётчика от QНАЧ. до QКОН. И последовательно появление на выходах управляющих сигналов с уровнем логической единицы , длительность которых определяется периодом следования тактовых импульсов (Т0). Появление единичного сигнала на выходе соответствует завершению реализации микропрограммы.
При этом на выходе дифференцирующей цепи (ДЦ) формируется сигнал «Остановк.», который переключает RS-триггер (Т) в исходное состояние. Дифференцирующая цепь в данном случае необходима для того, что бы сигнал «Остановк.» не препятствовал повторному действию сигнала «Пуск».
Параметры элементов УУ:
Ш Тип счётчика (СТ) Синхронный с параллельным переносом
Ш Направление счёта СТ +1
Ш Начальное состояние СТ Анач. = 4
Ш Модуль счёта Ксч. = 9
Ш Тип триггеров для реализации СТ 7472
Ш Тип дешифратора DC состояний счётчика DC 4
Ш Выходной код DC унитарный
Ш Тип логики, задаваемый для реализации схемы ТТЛ
Ш Управляемый генератор (G) интегральный таймер
Ш На базе ИМС LM555CN-8(1006BИ1)
Параметры управляющих сигналов:
Ш Длительность 0,1с
Ш Период повторения 0,2с
Ш Скважность 2
Ш Амплитуда управляющего сигнала уровень ТТЛ
Индикация:
Ш Выходных состояний СТ цифровая (шестнадцатеричный код)
Ш Управляющих сигналов светодиоды
Ш Источник запуска Word Generator
Ш Режим запуска Step by step
2. Синтез синхронного счётчика
По заданным исходным данным осуществим синтез синхронного счётчика (СТ), реализующего требуемую последовательность внутренних состояний УУ:
· Данный счётчик является суммирующим, производя счёт из состояния 4 девять отсчётов. Составим линейный граф выходных состояний:
· . То есть заданный счётчик можно реализовать 4 триггерами JK типа (тип 7472).
· Теперь составляем совмещённую таблицу функций переходов и входов при изменении соответствующего выходного состояния: (х - состояние входа не важно). Счётчик необходимо устанавливать в начальное (нулевое) положение при включении питания и отсутствии входного сигнала:
|
Состо-яния |
Выходные состояния |
Функции перехода |
Функции входов |
||||||||||
|
Q3 |
Q2 |
Q1 |
Q0 |
FQ3 |
FQ2 |
FQ1 |
FQ0 |
J3K3 |
J2K2 |
J1K1 |
J0K0 |
||
|
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 x |
1х |
0 x |
0 x |
||
|
4 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 x |
x 0 |
0 x |
1 x |
||
|
5 |
0 |
1 |
0 |
1 |
0 |
1 |
0 x |
x 0 |
1 x |
x 1 |
|||
|
6 |
0 |
1 |
1 |
0 |
0 |
1 |
1 |
0 x |
x 0 |
x 0 |
1 x |
||
|
7 |
0 |
1 |
1 |
1 |
1 x |
x 1 |
x 1 |
x 1 |
|||||
|
8 |
1 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
x 0 |
0 x |
0 x |
1 x |
||
|
9 |
1 |
0 |
0 |
1 |
1 |
0 |
x 0 |
0 x |
1 x |
x 1 |
|||
|
10 |
1 |
0 |
1 |
0 |
1 |
0 |
1 |
x 0 |
0 x |
x 0 |
1 x |
||
|
11 |
1 |
0 |
1 |
1 |
1 |
x 0 |
1 x |
x 1 |
x 1 |
||||
|
12 |
1 |
1 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
x 1 |
x 0 |
0 x |
0 x |
· Составляем СДНФ (базис «И-НЕ») функций входов триггеров, использованных при синтезе:
С помощью карт Карно производим минимизацию функций входов для каждого триггера:
Размещено на http://www.allbest.ru/
Размещено на http://www.allbest.ru/
Размещено на http://www.allbest.ru/
Размещено на http://www.allbest.ru/
Размещено на http://www.allbest.ru/
Размещено на http://www.allbest.ru/
Размещено на http://www.allbest.ru/
Размещено на http://www.allbest.ru/
МДНФ счётчика:
; ;
; .
Синтезируем счётчик. Структурную схему:
Временные диаграммы счётчика:
Принципиальную схему:
3. Синтез дешифратора
Мы должны получить неполный двоичный дешифратор , т.е. имеющий 4 входа и 9 выходов . Составляем таблицу истинности дешифратора:
|
№ комбинации |
Входы |
Выходы |
||||||||||||
|
Х3 |
Х2 |
Х1 |
Х0 |
Y8 |
Y7 |
Y6 |
Y5 |
Y4 |
Y3 |
Y2 |
Y1 |
Y0 |
||
|
4 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
|
|
5 |
0 |
1 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
|
|
6 |
0 |
1 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
|
|
7 |
0 |
1 |
1 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
|
|
8 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|
|
9 |
1 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|
|
10 |
1 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|
|
11 |
1 |
0 |
1 |
1 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|
|
12 |
1 |
1 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
Функции выходов:
Минимизируем функции выхода:
Размещено на http://www.allbest.ru/
Размещено на http://www.allbest.ru/
Размещено на http://www.allbest.ru/
Размещено на http://www.allbest.ru/
Размещено на http://www.allbest.ru/
Размещено на http://www.allbest.ru/
Размещено на http://www.allbest.ru/
Размещено на http://www.allbest.ru/
Размещено на http://www.allbest.ru/
МДНФ дешифратора:
; ; ; ; ; ; ; ; .
Структурная схема дешифратора:
Строим принципиальную схему дешифратора:
Временные диаграммы выходов дешифратора:
4. Синтез тактового генератора
Синтезируем генератор тактовых импульсов на базе интегрального таймера серии 555. Подбором С1 и R1, R2 подбираем период импульса 100мс и скважность 1,5. На выход таймера подключаем RS-триггер типа 7473, срабатывающий по срезу управляющего импульса:
Временные диаграммы:
5. Синтез цифрового автомата
Соединяем полученные элементы: генератор, счётчик и дешифратор в цифровой автомат. Производим перед этим преобразование этих элементов в функциональные блоки:
Временные диаграммы на выходе дешифратора:
Цифровой автомат работает полностью в соответствии с заданной логикой.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Разработка функциональной и принципиальной схем управляющего устройства в виде цифрового автомата. Синтез синхронного счётчика. Минимизация функций входов для триггеров с помощью карт Карно. Синтез дешифратора и тактового генератора, функции выхода.
курсовая работа [1,5 M], добавлен 23.01.2011Анализ методики проектирования и расчета электронных устройств. Разработка функциональной, принципиальной схем устройства аналого-цифрового преобразования. Расчет транзисторного ключа. Генератор тактовых импульсов. RS триггеры и логические элементы.
курсовая работа [1,3 M], добавлен 16.03.2012Функциональная схема и механизм работы цифрового устройства обработки данных. Синтез управляющего автомата, выбор типа триггера, описание управляющего автомата и счётчиков на языке Verilog. Процесс тестирования и моделирования управляющего автомата.
курсовая работа [3,2 M], добавлен 05.12.2012Процесс разработки функциональной схемы автомата Мура для операции деления без восстановления остатка. Кодировка состояний переходов, системы логических функций, сигналов возбуждения, их минимизация. Построение функциональной схемы управляющего автомата.
курсовая работа [868,4 K], добавлен 07.04.2012Логическая схема как совокупность логических электронных элементов, соединенных между собой. Разработка схемы управляющего автомата. Выбор аналоговых элементов. Разработка управляющего автомата и проектирование его. Элементы цифровых электронных схем.
курсовая работа [507,2 K], добавлен 29.01.2015Структурная схема и синтез цифрового автомата. Построение алгоритма, графа и таблицы его функционирования в микрокомандах. Кодирование состояний автомата. Функции возбуждения триггеров и формирования управляющих сигналов. Схема управляющего устройства.
курсовая работа [789,4 K], добавлен 25.11.2010Разработка структурной, функциональной и принципиальной схемы тахометра. Выбор генератора тактовых импульсов, индикаторов и микросхем для счетного устройства. Принцип действия индикатора. Описание работы тахометра. Расчет потребляемой тахометром мощности.
курсовая работа [322,3 K], добавлен 30.03.2012Этапы проектирования накапливающего сумматора, реализующего вычисление среднего арифметического. Общая схема алгоритма функционирования устройства. Разработка принципиальной электрической схемы: генератор импульсов, счетчик адреса, триггер приостановки.
курсовая работа [211,6 K], добавлен 28.09.2011Проектирование синхронного счетчика с четырьмя выходами, циклически изменяющего свои состояния. Решение задач логического синтеза узлов и блоков цифровых ЭВМ. Разработка структурной, функциональной и электрической принципиальной схем заданного устройства.
контрольная работа [500,9 K], добавлен 19.01.2014Рассмотрение структурной и функциональной схем для часов. Построение графа управляющего автомата. Кодирование входных и выходных сигналов. Разработка 12-часового режима работы и блока отключения индикаторов. Определение площади кристалла микросхемы.
курсовая работа [314,3 K], добавлен 27.04.2011Решение задач на построение функциональной схемы трехразрядного накапливающего сумматора с параллельным переносом, используя одноразрядные полные сумматоры. Построение схемы электрической принципиальной управляющего автомата Мили для микропрограммы.
контрольная работа [51,1 K], добавлен 07.01.2011Принципы организации управляющих автоматов. Разработка и проектирование автомата с жесткой и программируемой логикой. Разработка таблицы прошивки ПЗУ для УА с естественной адресацией микрокоманд. Структурный и абстрактный синтез управляющего автомата.
курсовая работа [508,5 K], добавлен 16.03.2011Разработка функциональной и принципиальной схем генераторов прямоугольных импульсов, синусоидальных колебаний, шума и линейно-изменяющегося напряжения. Расчет трансформатора, усилителя мощности, конденсатора, резистора и надежности радиоэлементов.
курсовая работа [333,2 K], добавлен 13.12.2015Классификация радиопередающих устройств. Разработка принципиальной схемы устройства для передачи сигнала. Выбор и обоснование функциональной и принципиальной схем FM-модулятора. Изготовление печатной платы. Безопасность работы с электронной техникой.
дипломная работа [4,0 M], добавлен 29.12.2014Цифровые автоматы - логические устройства, в которых помимо логических элементов имеются элементы памяти. Разработка микропрограммного цифрового автомата на основе микросхем малой степени интеграции. Синтез преобразователя кода и цифровая индикация.
курсовая работа [2,7 M], добавлен 26.05.2012Проектирование функциональной и принципиальной схем цифрового вольтметра. Выбор устройства управления (микроконтроллера), источника и инвертора напряжения, индикаторов. Функции и структура управляющей программы, ее алгоритм и глобальные переменные.
курсовая работа [84,8 K], добавлен 14.03.2014Исследование абстрактного цифрового автомата Мили заданного устройства. Алгоритм его работы, таблицы прошивки и возбуждения постоянного запоминающего устройства. Составление функции возбуждения, функциональной и электрической принципиальной схемы.
курсовая работа [758,5 K], добавлен 18.02.2011Алгоритм 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 01.04.2010Развитие микроэлектроники и освоение производства интегральных микросхем. Применение микроконтроллеров и микроэлектронных генераторов импульсов. Разработка электрической и принципиальной схем устройства. Анализ временных соотношений и погрешностей.
курсовая работа [1,1 M], добавлен 22.10.2009Назначение, технические описания и принцип действия устройства. Разработка структурной и принципиальной схем цифрового генератора шума, Выбор микросхемы и определение ее мощности. Расчет блока тактового генератора. Компоновка и разводка печатной платы.
курсовая работа [434,5 K], добавлен 22.03.2016
