Теоретические основы железнодорожной автоматики, телемеханики и связи
Сведения, необходимые для последовательного проектирования электронного устройства. Схемотехнические решения цифровых, аналоговых узлов с использованием теории переключательных функций на микросхемах средней интеграции. Рекомендации по оформлению проекта.
Рубрика | Коммуникации, связь, цифровые приборы и радиоэлектроника |
Вид | учебное пособие |
Язык | русский |
Дата добавления | 19.11.2017 |
Размер файла | 925,1 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/
Теоретические основы железнодорожной автоматики, телемеханики и связи
ВВЕДЕНИЕ
электронный цифровой микросхема
Цель курсового проекта является освоение методики проектирования цифровых устройств путём использования теории переключательных функций, теории полупроводниковых приборов и микропроцессорной техники, что позволяет значительно облегчить труд, затрачиваемый на разработку цифровых устройств.
Перед началом проектирования должна быть поставлена чёткая задача в виде технического задания, в котором должны быть оговорены все технические параметры, условия эксплуатации и обслуживания разрабатываемого устройства.
Цифровое устройство может быть правильно спроектировано только при наличии точных описаний на радиоматериалы и радиодетали.
Задача проектировщика состоит в том, чтобы получить конечный автомат, содержащий наименьшее число радиокомпонентов, имеющий оптимальные размеры и минимальную стоимость. Проектируемое устройство должно соответствовать условиям эксплуатации.
Данный курсовой проект не включает в себя синтез микропроцессорных систем. Принципиальную схему автомата следует строить на микросхемах средней интеграции и на отдельных радиокомпонентах. Из множества схемных решений нужно выбрать оптимальные для конкретной задачи, а затем, адаптировав при помощи теории переключательных функций, использовать в проекте.
ЗАДАНИЕ НА КУРСОВОЙ ПРОЕКТ
Тема: синтез многофункционального конечного автомата
Задание: составить схему автомата, предназначенного для передачи (приёма) информационного сообщения через канал связи.
Содержание сообщения: фамилия, имя и отчество автора проекта (без сокращения, с учётом синхросигналов и разделения между словами).
Способ передачи (приёма): циклический.
Система кодирования: произвольная.
Модуляция: произвольная.
Скорость передачи (приёма): 100 * (№ варианта 0.4).
Параметры канала связи:
полоса пропускания - от 300 Гц до 3400 Гц;
входной уровень - от -2.3 Нп до 0 Нп;
линия - двухпроводная симметричная;
волновое сопротивление - 600 Ом.
№ варианта выбирается в соответствии с порядковым номером в журнале, отсортированном по возрастанию алфавита или по заданию преподавателя. Для студентов заочного отделения вариант выбирается по сумме цифр шифра, если она не превышает 34. В противном случае по сумме двух последних цифр.
1. ПРОЕКТИРОВАНИЕ ПЕРЕДАЮЩЕГО УСТРОЙСТВА
1.1 Составление структурной схемы автомата
Автомат должен содержать:
- задающий генератор с кварцевой стабилизацией (ЗГ);
- делитель частоты, для формирования необходимой последовательности импульсов (ДЧ);
- преобразователь кода Ф.И.О. (ПК);
- преобразователь параллельного кода в последовательный (ПП);
- схему согласования с каналом связи (ССКС);
- схему синхронизации и сброса (СС);
- формирователь старт - стопных синхронизирующих импульсов (СИ);
- блок питания (БП).
В общем случае структурная схема может выглядеть как на рис. 1.1, окончательная схема, возможно, будет отличаться от первоначальной. Корректировка проводится после составления принципиальной схемы.
Структурная схема автомата.
Рис. 1.1.
1.2 Выбор элементной базы
Разработку автомата начинаем с предварительного расчёта основных параметров аппарата (предельные рабочие частоты, входные и выходные сопротивления, вид модуляции, потребляемая мощность, допустимые погрешности, надёжность и др.), которые определяют выбор элементной базы. Функциональная схема составляется для пояснения взаимодействия отдельных узлов между собой.
1.2.1 Способ модуляции (манипуляции)
В соответствии с заданием канал связи не обеспечивает передачу нулевой частоты, поэтому без модулирования сигнала не обойтись. В общем случае возможны 3 варианта построения схемы согласования по видам модуляции (рис.1.2):
- фазовая модуляция (ФМ);
- частотная модуляция (ЧМ);
- амплитудная модуляция (АМ).
Рис. 1.2.
фазовая модуляция - наиболее защищённая от помех, которая даёт возможность реализации максимальной скорости передачи. Основным недостатком ФМ является сложный алгоритм приёма, но при наличии процессора на приёмном конце качество декодирования в основном определяется программным обеспечением, что активно используется в современных компьютерных модемах. В условиях повышенных помех нужно предусмотреть более гибкий алгоритм ФМ (изменение несущей частоты (C), переменное отношение несущей к входному алфавиту (D) модулятора C/D и их фазы). В данном курсовом проекте эти вопросы не рассматриваем. Модуляцию заменяем манипуляцией со сдвигом фаз на 1800.
Частотная модуляция - обеспечивает высокую помехозащищённость при сравнительно низкой скорости передачи. Приёмник лучше строить на основе частотного кольцевого детектора с апертурными каналами прямого преобразования, что также позволяет использовать микропроцессорную схему управления.
Амплитудная модуляция - используется при небольших уровнях помех при низкой скорости передачи. Помехозащищенность обеспечивается за счёт сужения полосы пропускания приёмного фильтра и интегрирования сигнала на выходе амплитудного детектора. АМ получаем путем коммутации несущей частоты. Частоту несущей следует выбирать так, чтобы один бит данных состоял не менее чем из 5 - 7 периодов, в противном случае возникают проблемы с демодуляцией сигнала. При передаче по каналам связанным с аппаратурой уплотнения происходит "уход" несущей частоты, что ограничивает область применения АМ.
Скорость передачи можно повысить за счёт спектрального уплотнения полезного сигнала, например, передавать сигнал в параллельном коде.
Уровень, мощность, скорость передачи сигнала должны соответствовать параметрам канала связи, кроме этого выходные параметра автомата должны регулироваться в необходимых пределах.
Для данного курсового проекта:
при скорости передачи до 400 (бит/с) можно выбрать любой вид модуляции без усложнения схемы модулятора;
при скорости передачи более 400 (бит/с) - предпочтительнее ФМ.
После модулирования в пределе количество единичных и нулевых импульсов должно быть одинаковым, т.е. постоянная составляющая в спектральном разложении сигнала должна равняться нулю.
Схемную реализацию получаем при помощи Булевых функций:
(здесь и далее, дизъюнкция Х1Х2 = Х1+Х2, имеет смысл логического «ИЛИ»,
конъюнкция Х1Х2 = Х1&Х2 = A * B, имеет смысл логического «И», манипуляция как частный случай модуляции.)
ФМ(1.1);
(1.2);
где,Х1 - входной алфавит (D);
Х2 - несущая частота (C);
ЧM(1.3);
где,D - входной алфавит;
Х1 - частота F1; Х2 - частота F2;
АМ(1.4);
(1.5);
где,Х1 - входной алфавит (D);
Х2 - несущая частота (F).
1.2.2 Коэффициент деления
Например, рассчитаем для 10 варианта.
Скорость передачи (приёма) (см. задание):
Smax=100*(№В+0.4) (1.6);
Smax=100*10.4=1040, (бит/с);
Smax=100*(№В-0.4)(1.7);
Smin=100*9.6=960, (бит/с).
Для определения значения несущей частоты выбираем способ манипуляции. Из выше сказанного - ФМ. На рис.1.1 видно, что на один бит данных D приходится как минимум один период несущей частоты С, а при смене фазы появляется частота равная С/2, следовательно в спектре полезного сигнала будут присутствовать первые гармоники двух частот С и С/2. Другие нечётные гармоники полезной информации не несут и их нужно отфильтровать.
Следует определить какой необходимо выбрать коэффициент деления при определённой частоте кварцевого резонатора, чтобы получить необходимую скорость передачи. Кварцевый резонатор может быть на любую частоту, но лучше использовать широко распространённые (500 кГц, 1 МГц, 2 МГц).
Определим, какой частоты кварцевый резонатор подходит для варианта №10:
Кдmax = Fкв/Smin(1.8);
Кдmax = 500000/960 = 520.83;
Кдmin = Fкв/Smax(1.9);
Кдmin = 500000/1040 = 480.77;
где, Fкв - резонансная частота.
Коэффициент деления может быть только целым числом, а также для упрощения цифрового делителя частоты кратным 2N. Для того чтобы повысить точность деления нужно увеличить частоту кварцевого резонатора или изменить принципиальную схему так, чтобы избавиться от дополнительного деления.
Наилучший коэффициент деления:
Кд = 512
При составлении принципиальной схемы, возможно, придётся изменить коэффициент деления в небольших пределах.
1.2.3 Функциональный ряд ИС
Каждая серия ИС имеет определенный набор микросхем различного функционального назначения. Совокупность этих микросхем называют функциональным рядом. В различных сериях существуют микросхемы одинакового функционального назначения, имеющие одинаковую структурную схему, условное обозначение и схему подключения (цоколевку). Однако такие микросхемы имеют отличия в технологии изготовления, различные корпуса и существенные отличия в параметрах. Функциональный ряд ИС наиболее распространенных серий приведен в справочной литературе. Функциональный ряд можно разбить на несколько групп по функциональному назначению: формирователи, генераторы, логические элементы, триггеры, счетчики, ключи и мультиплексоры, регистры, дешифраторы и другие. Рассмотрение таких функциональных групп в справочнике дается от простых групп к сложным, с указанием их условного обозначения, схемы подключения (цоколевки) и основных параметров, сведенных в отдельные таблицы. Такие таблицы основных параметров микросхем, сгруппированных по функциональному назначению, позволяют очень быстро выбрать микросхему с заданными параметрами из всего многообразия серий. Затем в справочниках даётся их применение в более сложных устройствах с указанием конкретных серий, номиналов параметров навесных элементов и отдельных вариантов практических схем. Микросхемы памяти и схемы вычислительных средств рассматриваются в специальных справочниках. В данном примере подойдут микросхемы любого функционального ряда, однако, предпочтительнее ряд КМДШ - логики, например К561 (см. П.I.)
1.3 Задающий генератор
Выбор схемы задающего генератора зависит от многих факторов:
- стабильность генерируемой частоты;
- форма вырабатываемого сигнала;
- амплитуда сигнала;
- его мощность;
- количество выходных сигналов и их фаза.
Существует множество различных генераторов. Нас интересуют только импульсные генераторы, выполненные на цифровых элементах.
Импульсными генераторами называют устройства, преобразующие энергию источников постоянного напряжения в энергию электрических импульсов. Импульсные генераторы являются устройствами, не преобразующими электрические импульсы, а вырабатывающими их. Для классификации импульсных генераторов можно использовать ряд различных признаков. В зависимости от формы вырабатываемых импульсов можно выделить генераторы прямоугольных импульсов, генераторы линейно изменяющегося напряжения и генераторы специальной формы. Генераторы прямоугольных импульсов формируют сигналы, по форме близкие к прямоугольным. Такие генераторы являются релаксационными. Выходной сигнал генераторов имеет участки с резко различающейся скоростью изменения напряжения: участки с очень малой (уровни «0» и «1») и участки с очень большой (переходы напряжения от уровня «0» к уровню «1» и от уровня «1» к уровню «0») скоростью изменения напряжения. Состояния, соответствующие интервалам формирования выходных уровней «0» и «1», называют равновесными. Характер равновесного состояния является одним из критериев классификации генераторов прямоугольных импульсов. Равновесные состояния могут быть длительно устойчивыми и квазиустойчивыми (почти устойчивыми). В длительно устойчивом состоянии устройство может находиться сколь угодно долго. Вывести его из этого состояния равновесия и перевести в другое может только внешнее воздействие, например поданный извне сигнал, называемый запускающим. Квазиустойчивое состояние может существовать только конечное время, определяемое внутренними параметрами и структурой генератора. По истечении указанного времени устройство самостоятельно, без использования каких-либо внешних сигналов, переходит в другое состояние равновесия. В зависимости от характера устойчивых состояний генераторы прямоугольных импульсов делятся на бистабильные, моностабильные и астабильные.
Генераторы прямоугольных импульсов, как и другие типы генераторов электрических сигналов, являются системами с положительной обратной связью. В зависимости от способа создания положительной обратной связи различают двухкаскадные генераторы с RС - цепями обратной связи и генераторы с трансформаторной обратной связью. Примерами первых являются мультивибраторы, вторых--блокинг-генераторы. Отдельной разновидностью рассматриваемых генераторов являются генераторы, выполненные на приборах с отрицательным сопротивлением. В этих устройствах обратная связь является «внутренней», определяется особенностями ВАХ использованного прибора с отрицательным сопротивлением.
По типу используемых активных элементов импульсные генераторы могут быть транзисторными, ламповыми, выполняться на полупроводниковых приборах с отрицательным сопротивлением, на интегральных микросхемах различных типов и т. д..
В курсовом проекте предпочтительнее использовать цифровые интегральные микросхемы.
Стабилизация частоты автогенераторов гармонических колебаний. Кварцевый резонатор
Опыт эксплуатации LC - и RС - генераторов гармонических колебаний в условиях железнодорожного транспорта показал, что предельная нестабильность частоты этих генераторов не может быть уменьшена ниже 0, 5--1%. Попытки создать термокомпенсированные схемы, в которых дестабилизирующее влияние одних элементов в известной мере уравновешивалось бы противоположным по знаку действием каких-либо других элементов с заданными температурными свойствами, пока успехом не увенчались. Это обусловлено случайным знаком и абсолютным значением коэффициентов индуктивности, емкости и сопротивления большинства типов соответствующих элементов.
Один из самых распространенных и наиболее действенных способов стабилизации частоты автогенераторов основан на применении кварцевых резонаторов. Кварцевым резонатором называют сложное элекро-механическое устройство, в основе которого лежит пластина, вырезанная из природного или синтетического кварца. Грани пластины особым образом ориентированы относительно кристаллографических осей исходной кварцевой заготовки. На две (реже три) грани пластины нанесен электропроводящий слой. С помощью специальных кварцедержателей, имеющих электрическое соединение с электропроводящим слоем, пластину подвешивают внутри стеклянного или металлического баллона, из которого выкачен воздух. Резонатор с остальной частью схемы соединяется через жесткие или гибкие выводы, приваренные к кварцедержателям. Установлено, что кварцевые пластины имеют прямой и обратный пьезоэффекты. Это означает, что пластина деформируется под действием внешней силы (на ее гранях образуется электрический заряд) и внешнего электрического поля (в ней могут возникнуть колебания). Нетрудно предположить, что на определенной частоте имеют место явления резонанса, при которых частота собственных колебаний пластины совпадает с частотой изменения внешнего электрического поля, а амплитуда колебаний пластины максимальна. Его эквивалентная схема может быть представлена четырехэлементным двухполюсником (рис.1.3,а). Статическая емкость Со электродов и кварцедержателя равна 15--25 пф, в то же время порядок динамической емкости С в последовательной цепи составляет 0, 1 пФ.
Динамическое сопротивление R характеризует необратимые потери энергии в резонаторе. Этот параметр зависит от геометрии кристалла и вида, возникающих в нем колебаний (изгиба, сжатия-растяжения, крутильных и т. д.), ориентации граней относительно кристаллографических осей, способа обработки поверхности, среды, в которой работает резонатор. В низкочастотных резонаторах (до 100 кГц) динамическое сопротивление в основном определяется потерями энергии в кварцедержателях, обусловленными технологическим несовпадением точек крепления кристалла с узлами его колебаний. Для уменьшения других потерь кристалл помещают в среду разреженного водорода и тщательно обрабатывают поверхность его граней. Особенностью кварцевого резонатора как колебательного контура, придающей ему исключительные свойства, является необычайно высокое значение добротности, а также стабильность и точность резонансных частот.
Стабилизирующее действие кварцевого резонатора на частоту, вырабатываемую автогенератором гармонических колебаний, легко объяснить таким большим значением его добротности. Очевидно, что при включении резонатора в цепь обратной связи коэффициент передачи последней будет необычайно сильно зависеть от частоты и резко падать при ее смещении относительно резонансной. Автогенераторы, стабилизированные кварцевым резонатором, возбуждаются строго на резонансной частоте, или же не работают совсем.
Цифровые интегральные схемы в автогенераторах гармонических колебаний
Накопленный к настоящему времени опыт показал, что в устройствах железнодорожной автоматики и телемеханики применение цифровых интегральных микросхем целесообразно не только в узлах цифровой обработки сигналов (разнообразные логические схемы, регистры, шифраторы и т. д.), но и в таких традиционно аналоговых узлах, как генераторы. Использование микросхем при построении автогенераторов позволяет унифицировать технические решения, обеспечивающие высокую стабильность генерируемых частот, создать единообразие конструктивного оформления, снизить номенклатуру комплектующих изделий. Кроме того, такие решения дают возможность отказаться от применения намоточных изделий, отличающихся низкой технологичностью. Рассмотрим основные, принципы построения автогенераторов с применением цифровых интегральных схем. Задающий кварцевый генератор импульсов (мультивибратор) (рис.1.4) служит для формирования периодических импульсных сигналов и в узлах автоматики и связи является основой для получения необходимого набора высокостабильных рабочих частот. Схема построена с использованием двух инверторов D1.I и
D1.2. в цепь положительной обратной связи, которых включен кварцевый резонатор ZQ1. Исходный линейный режим работы инверторов D1.1 и D1.2,необходимый для обеспечения условий самовозбуждения, достигается введением в схему местных отрицательных обратных связей (ООС). ООС реализуется использованием резисторов R1 и R2.
Рис.1.4
Расчёт номиналов схемы производится из условия возбуждения мультивибратора на частоте кварцевого резонатора.
1.4 Делитель частоты
Деление частоты на цифровых элементах.
Пример 1: Fвх = 1000 Гц,Твх = 1 мс;
Fвых = 200 Гц,Твых = 5 мс;
Кд = 5.
Необходимо сбросить счётчики с началом комбинации №5 (рис.1.5) т.е. подать "1" на вход счётчиков R = Q1*Q3 (схема И).
Fвых присутствует как на выходе Q3, так и на входе R. Лучше использовать в качестве выходного вывода старший разряд схемы И.
Пример 2: Fвх = 1000 Гц;
Кд =14;
Fвых = 71.43 Гц,Твых = 14 мс;
R = Q4*Q3*Q2 (веса разрядов 8+4+2=14).
Выходная частота присутствует на выводе разряда Q4.
Рис.1.5.
Пример принципиальной схемы с коэффициентом деления 125 приведён на рис.1.6,а, - 128 (кратным 2N) на рис.1.6,б.
1.5 Кодирование информации
При проектировании удалённого электронного устройства всегда возникает вопрос, каким образом с наибольшей скоростью и достоверностью доставить информацию до потребителя при этом ещё обеспечить минимальную стоимость бита информации. Для сокращения затрат на кабельные линии связи в системах телеуправления и контроля распределённых сетей всегда используется кодирование информации. Сигналы с параллельных цепей преобразуется при помощи специальных устройств (чаще всего микроконтроллерами) в последовательную форму и передаются в канал связи, используя стандартные или специальные протоколы обмена.
На практике для кодирования цифровым устройством от или к объекту используется произвольный способ, но для обмена между устройствами предпочтительнее применять стандартный протокол обмена (например, RS485).
При кодировке букв, цифр и знаков используют специальные таблицы, состоящие из стандартного набора символов, например ASCII PC437 (USA, standard Europe) (табл. П.3.1) от кода 00H до 7FH и кодировка PC866 (Russian) (табл. П.3.2) от 80H до FFH. Для кодирования подобных таблиц применяют микропроцессорные устройства, представляющие собой специализированные контроллеры с линиями сканирования и возврата кода. Внутрь таких устройств добавляют необходимые для конкретного случая дополнительные функции. Если выполняемых задач много, то используют однокристальные микро - ЭВМ.
Проектирование сложных кодирующих устройств тема других разделов курса. В данном курсовом проекте необходимо разработать электронную схему, содержащую наименьшее число логических элементов на микросхемах малой и средней интеграции.
Пример кодирования посылки символов.
Ф.И.О. Сидоров Иван Петрович.
Посылка содержит 12 различных букв и интервал между словами.
Составление кодовой таблицы преобразователя кода
В кодовую таблицу добавим синхроимпульсы между посылками в виде трёх пробелов. Объясняется это тем, что между словами возможна кодовая комбинация 1000 0000 0001 две буквы и пробел (Н С), что можно спутать с двумя символами . Синхронизирующая пауза должна быть не менее 0000 0000 000, кроме того, первую букву можно передать как 0001 так и 1000, в первом случае усложняется схема синхронизации приёмника по тактам, а во втором - по фазе. Решением проблемы может быть применение старт - стопного механизма. Для циклической системы передачи с небольшим количеством информационных импульсов достаточно одного стартового, в нашем примере 21 символ передаются 84 импульсами и для синхронизации начала посылки нужно взять не менее двух единичных импульсов. Синхронизирующая пауза примет вид: 0000 0000 0000 0101 - наименьшая оптимальная длина для этого примера.
Завершать посылку можно контрольной суммой (ограниченное подсчитанное число единичных или нулевых импульсов), но в нашем примере код неизменный и циклически повторяется, при сбое приёмника всегда есть возможность его восстановить, да и всю посылку в общем случае можно считать синхронизирующим кодом, преамбулой перед более сложной передачей данных. Синхронизирующие импульсы можно сразу вставить в кодовую таблицу, но лучше после добавить их на заранее предусмотренное место. Комбинация номер 0 (табл. 2.1) как раз и является таким местом, кроме этого выходной код буквы номер 0 автоматически получается после асинхронного сброса всей схемы.
Таблица 2.1. Кодирование символов посылки
Входное слово преобразователя кода |
Выходное слово |
|||||||||||
№ такта |
Символ |
Х5 16 |
Х4 8 |
Х3 4 |
Х2 2 |
Х1 1 |
№ кода буквы |
Y4 |
Y3 |
Y2 |
Y1 |
|
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
||
1 |
С |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
1 |
0 |
0 |
0 |
1 |
|
2 |
И |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
2 |
0 |
0 |
1 |
0 |
|
3 |
Д |
0 |
0 |
0 |
1 |
1 |
3 |
0 |
0 |
1 |
1 |
|
4 |
О |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
4 |
0 |
1 |
0 |
0 |
|
5 |
Р |
0 |
0 |
1 |
0 |
1 |
5 |
0 |
1 |
0 |
1 |
|
6 |
О |
0 |
0 |
1 |
1 |
0 |
4 |
0 |
1 |
0 |
0 |
|
7 |
В |
0 |
0 |
1 |
1 |
1 |
6 |
0 |
1 |
1 |
0 |
|
8 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
||
9 |
И |
0 |
1 |
0 |
0 |
1 |
2 |
0 |
0 |
1 |
0 |
|
10 |
В |
0 |
1 |
0 |
1 |
0 |
6 |
0 |
1 |
1 |
0 |
|
11 |
А |
0 |
1 |
0 |
1 |
1 |
7 |
0 |
1 |
1 |
1 |
|
12 |
Н |
0 |
1 |
1 |
0 |
0 |
8 |
1 |
0 |
0 |
0 |
|
13 |
0 |
1 |
1 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
||
14 |
П |
0 |
1 |
1 |
1 |
0 |
9 |
1 |
0 |
0 |
1 |
|
15 |
Е |
0 |
1 |
1 |
1 |
1 |
10 |
1 |
0 |
1 |
0 |
|
16 |
Т |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
11 |
1 |
0 |
1 |
1 |
|
17 |
Р |
1 |
0 |
0 |
0 |
1 |
5 |
0 |
1 |
0 |
1 |
|
18 |
О |
1 |
0 |
0 |
1 |
0 |
4 |
0 |
1 |
0 |
0 |
|
19 |
В |
1 |
0 |
0 |
1 |
1 |
6 |
0 |
1 |
1 |
0 |
|
20 |
И |
1 |
0 |
1 |
0 |
0 |
2 |
0 |
0 |
1 |
0 |
|
21 |
Ч |
1 |
0 |
1 |
0 |
1 |
12 |
1 |
1 |
0 |
0 |
|
22 |
1 |
0 |
1 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
||
23 |
1 |
0 |
1 |
1 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
||
24 |
1 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
||
25 |
Сброс |
1 |
1 |
0 |
0 |
1 |
~ |
~ |
~ |
~ |
~ |
|
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
||
1 |
С |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
1 |
0 |
0 |
0 |
1 |
|
Циклически повторяется |
||||||||||||
26 |
- |
1 |
1 |
0 |
1 |
0 |
~ |
~ |
~ |
~ |
~ |
|
27 |
- |
1 |
1 |
0 |
1 |
1 |
~ |
~ |
~ |
~ |
~ |
|
До 11111 безразлично |
Таблица имеет продолжение до 31 комбинации, но с такта номер 25 включительно и до конца кодовая комбинация выходного слова безразлична, потому что этих комбинаций никогда не будет за счёт асинхронного сброса в нуль входного слова.
Выходные функции Yn
(1.11)
(1.12)
(1.13)
(1.14)
Минимизация функций преобразователя кода
Минимизировать можно любым известным методом, например методом Карно - Вейча.
Строим карту Карно для входного слова. Шаблон карты Карно для входного слова, состоящего из пяти букв, показан на рис. 1.7. Каждой стороне диаграммы соответствует своя переменная Хр (р=1, 2, 3, 4, 5), 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=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 стоящие 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.
Рис. 1.8. Диаграммы выходных функций Y преобразователя кода: а - Y1; б - Y2; в - Y3; г - Y4.
Примечание: Схемным способом можно обеспечить безразличие("~") 22, 23 и 24 комбинациям, путём отключения преобразователя кода от канала связи на время выполнения этих комбинаций.
Следовательно, рядом стоящих единиц может быть ряд 2n 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.
Запишем выходные функции в минимальной дизъюнктивной нормальной форме (МДНФ):
;(1.15)
;(1.16)
;(1.17)
.(1.18)
1.6 Преобразователь параллельного кода в последовательный
Разрядность параллельного кода определяется количеством двоичных букв выходного слова символа посылки (табл. 2.1). Для нашего примера код равен четырём разрядам (Y4, Y3, Y2, Y1). Принцип преобразования заключается в поочерёдном подключении (в порядке возрастания номера такта) кодированного символа к схеме согласования с каналом связи. Очерёдность подключения разрядов символа обычно оговаривается протоколом обмена, для нашего примера - значения не имеет. Следует выбрать схемотехническое решение преобразователя параллельного в последовательный код ПП из приведённых примеров по тексту ниже. Возможны и другие схемные решения при выборе другого базиса микросхем.
В качестве основы ПП предлагается одно из следующих устройств:
- сдвигающий регистр;
- мультиплексор;
- коммутатор на логических элементах.
Сдвигающий регистр
Выходы преобразователя кода подключаются к параллельной шине данных регистра (рис.1.10,а). Сигнал PS - режим работы параллельный - последовательный, С - импульсы синхронизации, R - асинхронный сброс регистра (независимо от входных воздействий на выводах Q будут нули пока R равно единице). Необходимо обеспечить работу регистра в соответствии с временной диаграммой, приведённой на рис.1.10,б. Подробное описание работы регистров приводится в приложении П.1.
а)
б)
Рис. 1.9.
Мультиплексор
а)
б)
Рис. 1.10.
Мультиплексор обеспечивает электрическое соединение выходного вывода с одним из входных выводов в зависимости от выбранного адреса соединения. Подробное описание работы мультиплексора приводится в приложении П.1.
Коммутатор на логических элементах
В общем случае коммутатор это тот же мультиплексор. Отличие только в режимах работы. Если мультиплексор обеспечивает последовательное переключение канал за каналом, то коммутатор кроме мультиплексного режима позволяет одновременное соединение разного количества входов и выходов (микширование).
Для схемной реализации коммутатора составим функцию Булевой алгебры логики:
(1.19)
где,Y0,Y1,…Yn - входное параллельное слово;
Q0, Q1,…Qn- десятичный код;
D - выходной последовательный алфавит.
Преобразовав функцию (1.19) к выбранному базису микросхем получим запись:
(1.20)
Рис.1.11. Схемная реализация функции (1.20).
1.7 Формирователь старт-стоповых синхронизирующих импульсов
Передатчик информации может работать вообще без каких-либо синхронизирующих импульсов конечно, если нет цели принять, а затем декодировать поступившую информацию. В современных модемах алгоритм синхронизации может быть довольно сложным, но в любом случае длинную посылку делят на части. Отдельные последовательные части могут объединяться в более крупные, которые называют кадрами. Для упрощения декодирования размеры кадров в одной посылке стараются сделать одинаковыми. В состав кадра обязательно должны входить стартовые (для определения начала) и стоповые (для определения конца) импульсы, кроме этого могут добавляться другие служебные импульсы (адрес и имя посылки, контрольные суммы, информация для восстановления данных в случае искажения кода из-за помех и др.), импульсы данных. Из общего размера кадра служебные импульсы могут занимать до 50%.
Сложное кодирование осуществляется программным способом на микроконтроллерах. В данном курсовом проекте ограничимся только стартовыми и стоповыми импульсами. Так как наш кадр будет состоять из 125 импульсов, то стартовая комбинация должна выглядеть не проще чем 0101 (см. раздел 1.5.2), а стоповая - 0000 0000 0000.
Функция зависит от времени, схема должна выдать синхронизирующий код один раз за цикл в начале посылки на месте нулевой комбинации (табл. 2.1). Формирователь удобно построить на микросхеме десятичного счётчика с дешифратором на выходе К561ИЕ8 (П.1).
(1.21)
Преобразовав (1.21) к базису К561 серии получим функцию (1.13) для построения принципиальной схемы.
(1.13)
Схема формирования стартового импульса может быть выполнена по схеме приведенной на рис. 1.12.
Где,
С - тактовая частота;
R - импульс сброса автомата в исходное состояние;
V=Q4ИЕ8 - запрет счета по входу С.
Рис. 1.12.
1.8 Составление временной диаграммы функционирования автомата
Основные параметры автомата определены. Далее следует составление диаграммы функционирования автомата в целом с целью 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:
счётчика К561ИЕ16 ДЧ (С, W1, W2, X1, X2, X3, X4, X5);
регистра К561ИР9 ПП (PS - параллельная запись, Q0, Q1,Q2,Q3 - выходные параллельные данные, RR - сброс регистра (рис. 1.9));
счётчика К561ИЕ8 СИ (Q0, Q1, Q2, Q3,Q4, Q5 - десятичный выход, С - синхронизирующий вход);
ST- стартовый импульс (рис. 1.12);
R- сброс всей схемы в исходное состояние (вырабатываются специальной схемой);
D - последовательный выходной код данных;
ФМ - фазоманипулированный выходной сигнал.
Рис.1.13.
Из диаграммы работы автомата запишем функции дополнительных схем, необходимые для обеспечения работы, выбранных интегральных микросхем:
(1.14);
(1.15);
(1.16);
RR= ОТ №22*C ДО №24*C (RS- триггер)(1.17);
D = Q4ИЕ8 + ST(1.18).
Преобразовав сигналы из диаграммы работы автомата и, приведя к базису микросхем серии К561, получим схему (рис. 1.13) управления преобразователем кода (СС, ПП, СИ и часть ДЧ из структурной схемы).
Рис. 1.13.
1.9 Согласование с каналом связи
Пример построения выходного каскада для любого вида модуляции приведен на рис.1.14.
Для фильтра :
- усиление на нулевой частоте
Н = - R6/R4;
- полюс коэф. передачи (частота квазирезонанса )
;
- добротность полюса
;
где, Qп - выбирают от 1 до 5;
R4 = R5 = R6 = от 5 кОм до 500 кОм
С1 = n * С2
n= от 3 до 30
Рис.1.14.
ПРИЛОЖЕНИЕ
Функциональный ряд ИС
Каждая серия ИС имеет определенный набор микросхем различного функционального назначения. Совокупность этих микросхем называют функциональным рядом. В различных сериях существуют микросхемы одинакового функционального назначения, имеющие одинаковую структурную схему, условное обозначение и схему подключения (цоколевку). Однако такие микросхемы имеют отличия в технологии изготовления, различные корпуса и существенные отличия в параметрах. Функциональный ряд ИС наиболее распространенных серий приведен в справочной литературе.
Функциональный ряд можно разбить на несколько групп по функциональному назначению: формирователи, генераторы, логические элементы, триггеры, счетчики, ключи и мультиплексоры, регистры, дешифраторы и другие. Рассмотрение таких функциональных групп в справочнике дается от простых групп к сложным, с указанием их условного обозначения, схемы подключения (цоколевки) и основных параметров, сведенных в отдельные таблицы. Такие таблицы основных параметров микросхем, сгруппированных по функциональному назначению, позволяют очень быстро выбрать микросхему с заданными параметрами из всего многообразия серий. Затем в справочниках даётся их применение в более сложных устройствах с указанием конкретных серий, номиналов параметров навесных элементов и отдельных вариантов практических схем. Микросхемы памяти и схемы вычислительных средств рассматриваются в специальных справочниках.
В данном примере подойдут микросхемы любого функционального ряда, однако, предпочтительнее ряд КМДШ - логики, например К561.
Микросхемы типа ЛА7, ЛА8, ЛА9, ЛА10 выполняют логическую функцию тИ-НЕ, где т - количество входов.
Каждый из корпусов ИС типа ЛА содержит от 2 до 4 логических элементов тИ-НЕ. Количество элементов в корпусе определяется количеством входов и выходов всех элементов и ограничивается количеством выводов корпуса.
Рис.П1.1.
Цоколевка микросхем типа ЛА и их условное обозначение изображены на рис. П1.1.
Микросхема типа 564ЛА10 имеет особенность, состоящую в том, что на ее выходе включен не КМДП - инвертор, а МДП- транзистор с каналом n - типа, сток которого соединен с выходом логического элемента. Эта ИС называется логическим элементом с открытым стоком (по аналогии с ТТЛ ИС с открытым коллектором). Она может использоваться для подключения любой нагрузки с номинальным током 16...34 мА (при Uи.п.=5...10 В), например светодиодов для индикации состояния логической схемы. Учитывая, что ИС 564ЛА10 имеет дополнительный усилительный элемент, ее быстродействие несколько ниже, чем у других ИС типа ЛА.
Микросхемы типа ЛЕ5, ЛЕ6, ЛЕ10 выполняют логическую функцию тИЛИ-НЕ, где т - количество входов. Реализация ее обеспечивается последовательным соединением т МДП - транзисторов с каналом р-типа и параллельным соединением МДП- транзисторов с каналом n-типа.
Каждая из микросхем типа ЛЕ содержит от 2 до 4 логических элементов тИЛИ-НЕ. Количество элементов в корпусе определяется количеством выводов. Цоколевки и условные обозначения ИС типа ЛЕ приведены на рис. П1.2.
Рис. П1.2.
Микросхема типа К176ЛИ1 содержит логический элемент 9И и инвертор. Условное обозначение и цоколевка приведены на рис. П1.2. Реализация элементов И обеспечивается с помощью элемента т И-НЕ с добавлением инвертора на выходе.
Микросхема КР1561ЛИ2 содержит четыре логических элемента 2И, реализуемые, как и в предыдущей ИС, инвертированием выходного сигнала элемента 2И-НЕ. Условнее обозначение ИС и ее цоколевка изображены на рис. П1.2.
Микросхемы К561ЛН1, 564ЛН1, К564ЛН1 содержат шесть стробируемых инверторов. Структурная схема ИС приведена на рис. П1.3. Каждый инвертор (точнее, элемент 2ИЛИ-НЕ) имеет вход Dn и выход Qn. Кроме этого на вторые входы всех шести инверторов от общего входа С подается разрешающий сигнал с активным (разрешающим) низким уровнем. Высокий уровень на входе С запрещает передачу сигнала со входов, а на всех выходах устанавливается низкий уровень.
Рис. П1.3.
Триггеры
В наборе КМДП ИС присутствуют все типы триггеров: RS,D, JK и триггеры Шмитта.
Микросхемы K561TB1, 564ТВ1, Н564ТВ1 содержат по два независимых JK-триггера. Структурная схема одного JK-триггера приведена на рис. П1.3.
Триггер имеет асинхронные R и .S входы. Поступление высокого уровня на один из этих входов на время, превышающее 120 нс, переключает триггер соответственно в «0» или «1». Если высокий уровень присутствует на обоих входах R и S, то на выходах Q и также будут высокие уровни.
Входы J и К являются синхронными с входом С. Присутствие высокого уровня на входе J или К приводит к переключению триггера соответственно в «1» и «0» по переднему фронту импульса синхронизации на входе С, длительность которого должна быть не менее 170 нс, а длительность фронта и среза (нарастания и спада) не должна быть более 5 мкс.
При одновременном присутствии высоких уровней на входах J и К триггер будет изменять свое состояние на противоположное по каждому импульсу синхронизации, т. е. осуществлять синхронный счетный режим.
При соединении входов J, К и С вместе и подачи на них входных импульсов с достаточно крутыми фронтами будет осуществляться асинхронный счетный режим, т. е. переключение триггера в противоположное состояние по фронту каждого входного импульса. Максимальная частота в таком режиме составляет 3 МГц, при Uи.п= 10 В
Условное обозначение ИС типа ТВ1 приведено на рис. П1.4.
Рис. П1.4. Структурная схема JK-триггера
Счетчики импульсов, регистры
В состав КМДП серий ИС включены счетчики импульсов, которые относятся к микросхемам средней интеграции. Основное функциональное назначение этих типов ИС - счет импульсов и деление частот. Счетчики импульсов КМДП -серий можно разделить на две условные группы: специализированные счетчики, основное назначение которых построение электронных часов, секундомеров, таймеров, и универсальные счетчики общего назначения. Условность групп состоит в том, что счетчики импульсов первой группы могут также использоваться в иных целях, например для мультиметров, цифровых измерительных приборов и устройств. Одновременно универсальные счетчики могут использоваться в электронных часах, но иногда это менее эффективно.
Микросхемы 561ИЕ8, К561ИЕ8 представляют собой счетчики по модулю 10 с дешифратором. Они выполнены на основе пятикаскадного высокоскоростного счетчика Джонсона и дешифратора, преобразующего двоичный код в сигнал на одном из десяти выводов.
Если на входе разрешения счета V присутствует низкий уровень, счетчик осуществляет счет синхронно с положительным фронтом на тактовом входе С. При высоком уровне на входе V действие входа С запрещается и счет останавливается. Сброс счетчика осуществляется подачей высокого уровня на вход R. Счетчик имеет выход переноса Р. Положительный фронт выходного сигнала переноса появляется через 10 импульсов на входе С и используется как входной сигнал для счетчика следующей декады. Структурная схема счетчиков 561ИЕ8, К561ИЕ8 и их условное обозначение приведены на рис. П1.5, а временные диаграммы работы на рис. П1.6. Состояния триггеров счетчика в процессе счета приведены в табл. П1.1.
Как нетрудно заметить из таблицы, для дешифрации каждого состояния счетчика необходим анализ состояний только двух триггеров, которые выделены полужирным шрифтом. Кроме того, благодаря использованию в счетчике сдвигающего регистра любой переход в новое состояние сопровождается изменением состояния только одного триггера. Это исключает появление ложных единиц в процессе переключения при дешифрации состояний.
Рис. П1.5. Микросхема типа ИЕ8
Таблица П1.1.Состояния счетчика ИЕ8
Q |
S1 |
S2 |
S3 |
S4 |
S5 |
P |
(Q)+ |
|
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
1 |
|
1 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
2 |
|
2 |
1 |
1 |
0 |
0 |
0 |
1 |
3 |
|
3 |
1 |
1 |
1 |
0 |
0 |
1 |
4 |
|
4 |
1 |
1 |
1 |
1 |
0 |
1 |
5 |
|
5 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
0 |
6 |
|
6 |
0 |
1 |
1 |
1 |
1 |
0 |
7 |
|
7 |
0 |
0 |
1 |
1 |
1 |
0 |
8 |
|
8 |
0 |
0 |
0 |
1 |
1 |
0 |
9 |
|
9 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
При этом, однако, из общего числа состояний в счетчике, равного 2N используются только 2N, где N- разрядность счетчика, равная в нашем случае 5. Остальные состояния оказываются нерабочими, и при попадании в них (например, при включении питания, если не предпринять специальных мер) необходимая последовательность состояний в счетчике будет нарушена. Для восстановления правильной последовательности в ИС предусмотрена автоматическая коррекция состояний, которая действует всякий раз, когда в первых трех триггерах счетчика формируется код S1S2S3=010. В этом случае при переходе счетчика в следующее состояние третий триггер S3 переходит в «0», а не «1».
Нетрудно убедиться, что любой нерабочий код в счетчике за то или иное число сдвигов (счетных импульсов) оказывается преобразованным в рабочий код. Например, нерабочий код 01101 превращается в рабочий код за 4 сдвига: (00110100110100100000).
Длительность импульса запрета счета должна превышать 300 нc, а длительность тактовых (считываемых) импульсов - не менее 250 нc. Длительность импульса сброса - не менее 275 нc.
Микросхемы К561ИЕ10, 564ИЕ10, Н564ИЕ10 содержат два независимых 4-разрядных двоичных счетчика с параллельным выходом. Для повышения быстродействия в ИС применен параллельный перенос во все разряды. Подача счетных импульсов может производиться либо в положительной полярности (высоким уровнем) на вход С, либо в отрицательной полярности (низким уровнем) на вход V. В первом случае разрешение счета устанавливается высоким уровнем на входе V, а во втором случае - низким уровнем на входе С.
Структурная схема и условное обозначение счетчиков типа ИЕ10 приведены на рис. П1.7.
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.
Рис. П1.7. Микросхемы типа ИЕ10: а - структурная схема одного счетчика;б - условное обозначение ИС.
Микросхемы К561ИE16, 561ИЕ16 содержат четырнадцатиразрядный асинхронный счетчик с последовательным переносом. Сброс счетчика в нуль осуществляется импульсом положительной полярности длительностью не менее 550 нс по входу R. Содержимое счетчика увеличивается по отрицательному перепаду (срезу) импульса по входу С. Максимальная частота входных импульсов при Uн.п.=10 В достигает 4 МГц. Устройство имеет выходы от 1,4...14 разрядов. Условное обозначение ИС приведено на рис. П1.8.
Микросхемы K561ИР6, 564ИР6, Н564ИР6 содержат восьмиразрядный регистр сдвига с последовательным и параллельным вводом информации. Кроме этого регистр имеет переключатель направления обмена информацией. Условное обозначение и цоколевка регистра сдвига типа ИР6 приведена на рис. П1.9.
Выбор направления передачи информации определяется входом А/В. При высоком уровне на входе А/В шины A1...A8 подключаются к входам триггеров регистра, а шины В1...В8- к выходам триггеров регистра. При этом выходы триггеров подключены постоянно, а входы триггеров подключаются к шинам А1...А8 при наличии разрешающего высокого уровня на входе ЕА и разрешающего высокого уровня на входе P/S (переключатель «параллельная - последовательная запись информации»).
Рис. П1.8. Микросхема типа ИЕ16.
Запись информации в триггеры производится с шин А1...А8 синхронно с фронтом синхроимпульса на входе С, если на входе A/S (переключатель «асинхронный - синхронный режим записи») присутствует низкий уровень, и асинхронно (независимо от импульсов на входе С) - при высоком уровне на входе A/S.
При низком уровне на входе А/В шины В1...В8 подключаются к входам триггеров регистра и параллельная запись в регистр с шин B1...B8 может производиться синхронно с фронтом импульса на входе С, если на входе P/S высокий уровень, а на входе A/S - низкий. Асинхронная запись информации производится с шин B1...B8, если на входах P/S и A/S высокие уровни. Параллельное считывание информации с триггеров регистра в этом режиме производится при высоком уровне на входе ЕА.
Последовательный ввод информации с входа D и ее сдвиг осуществляется при низком уровне на входе P/S по фронтам синхроимпульсов на входе С. Асинхронный последовательный ввод информации в регистр сдвига невозможен.
При использовании ИС типа ИР6 следует помнить, что шины А1...А8 имеют разрешающий вход ЕА. а шины В1...В8 такого входа не имеют, поэтому при записи информации с шин A1...А8 на шины В1...В8 будет выводиться эта информация. Зависимость режимов работы от состояния входов ЕА, P/S, А/В и A/S сведена в табл. П1.2.
Таблица П1.2. Режимы работы регистров типа ИР6.
Вход |
Режим |
||||
ЕА |
P/ |
А/В |
A/ |
||
0 |
0 |
0 |
x |
Последовательный синхронный ввод данных; данных на параллельных выходах А нет |
|
0 |
0 |
1 |
x |
Последовательный синхронный ввод данных; данные появляются на выходе В |
|
0 |
1 |
0 |
1 |
Параллельный режим синхронных входов В; данных на выходах А нет. |
|
1 |
1 |
0 |
0 |
Параллельный режим асинхронных входов В; данных на выходах А нет. |
|
0 |
1 |
1 |
1 |
Параллельные входы данных А отключены; параллельные данные выходах В; данные синхронно рециркулируют. |
|
0 |
1 |
1 |
0 |
Параллельные входы данных А отключены; есть данные на выходах В; данные асинхронно рециркулируют. |
|
1 |
1 |
0 |
x |
Синхронный последовательный ввод данных; есть данные на параллельных выходах А. |
|
1 |
0 |
1 |
x |
Синхронный последовательный ввод данных; есть данные на выходах В. |
|
1 |
1 |
0 |
0 |
Входы В синхронно параллельно принимают данные; на выходах А есть данные. |
|
1 |
1 |
0 |
1 |
Входы А асинхронно принимают данные; на выходах А есть параллельные данные. |
|
1 |
1 |
1 |
0 |
Входы А синхронно параллельно принимают данные; на выходах В - параллельные данные. |
|
1 |
1 |
1 |
1 |
Входы А асинхронно принимают данные; н... |
Подобные документы
Определение количественных и качественных характеристик надежности устройств железнодорожной автоматики, телемеханики и связи. Анализ вероятности безотказной работы устройств, частоты и интенсивности отказов. Расчет надежности электронных устройств.
курсовая работа [625,0 K], добавлен 16.02.2013Исследование внутреннего устройства и архитектуры современных модемов. Распределение функций между составными частями модема. Анализ функций аналоговых и цифровых модемов, связанных с обработкой сигналов. Метод преобразования аналоговых данных в цифровые.
курсовая работа [335,9 K], добавлен 09.11.2014Основные инструменты анализа и синтеза цифровых устройств. Синтез комбинационного устройства, реализующего заданную функцию. Минимизация переключательных функций с помощью карт Карно. Общие правила минимизации функций. Дешифратор базиса Шеффера.
контрольная работа [540,0 K], добавлен 09.01.2014Реализация булевых функций на мультиплексорах. Применение постоянных запоминающих устройств (ПЗУ). Структурная схема программируемых логических матриц (ПЛМ). Функциональная схема устройства на микросхемах малой и средней степени интеграции, ПЗУ и ПЛМ.
курсовая работа [524,1 K], добавлен 20.12.2013Алгоритмическое, логическое и конструкторско-технологическое проектирование операционного автомата. Изучение элементной базы простейших цифровых устройств. Разработка цифрового устройства для упорядочивания двоичных чисел. Синтез принципиальных схем.
курсовая работа [2,5 M], добавлен 07.01.2015Разработка проекта, расчет параметров и составление схем электропитающей установки для устройств автоматики, телемеханики и связи, обеспечивающей бесперебойным питанием нагрузки с номинальным напряжением 24,60 В постоянного и 220 В переменного тока.
контрольная работа [405,7 K], добавлен 05.02.2013Классификация линий передачи по назначению. Отличия цифровых каналов от прямопроводных соединений. Основные методы передачи данных в ЦПС. Ethernet для связи УВК с рабочими станциями ДСП и ШНЦ. Передача данных в системах МПЦ через общедоступные сети.
реферат [65,1 K], добавлен 30.12.2010Разработка функционально законченного устройства для обработки входных сигналов линии с использованием цифровых устройств и аналого-цифровых узлов. Алгоритм работы устройства. Составление программы на языке ассемблера. Оценка быстродействия устройства.
курсовая работа [435,5 K], добавлен 16.12.2013Анализ разработки преобразователя кода из прямого двоичного и циклического кода Джонсона. Описание функций и синтеза структуры устройства и функциональных узлов. Изучение проектирования регистра памяти, мультиплексора, сдвигового регистра и счетчика.
практическая работа [261,7 K], добавлен 08.03.2012Описание трассы проектируемой кабельной линии связи. Выбор типов кабеля и аппаратуры. Размещение усилительных пунктов. Разработка скелетной схемы участка кабельной и волоконнооптической линии автоматики, телемеханики и связи на участке Иркутск-Слюдянка.
курсовая работа [1,8 M], добавлен 07.02.2013Описание булевой алгеброй переключательных функций узлов цифровых устройств. Доказательство теорем перебором по идемпотентным, коммутативным, ассоциативным, дистрибутивным, отрицающим законам двойственности, двойного отрицания и операции склеивания.
реферат [48,5 K], добавлен 12.06.2009Теоретические основы методов расчета корректирующих цепей САУ и исследование их устойчивости. Особенности модернизации электронного термометра с использованием корректирующей цепи последовательного типа. Исследование устойчивости типовых звеньев САУ.
контрольная работа [126,2 K], добавлен 07.06.2010Согласование уровней сигналов функциональных схем. Электрический расчёт узлов устройства. Схема преобразователя тока в напряжение. Проверка узлов схемы на Electronics Workbench. Разработка печатной платы одного из фрагментов электронного устройства.
курсовая работа [301,2 K], добавлен 15.08.2012Процесс преобразования напряжения в цифровой код. Метод последовательных приближений. Генераторы прямоугольных импульсов. Основные параметры элементов времязадающих цепей. Состав схем малой и средней степеней интеграции. Время задержки распространения.
курсовая работа [744,5 K], добавлен 04.10.2012Программируемые логические матрицы (ПЛМ), их структура, основные параметры. Воспроизведение скобочных форм переключательных функций. Общее правило решения задач с помощью ПЛМ. Программируемая матричная логика (ПМЛ) с разделяемыми коньюнкторами, ее схемы.
реферат [292,2 K], добавлен 25.01.2009Диспетчерская централизация — комплекс устройств железнодорожной автоматики и телемеханики, средство оперативного руководства движением поездов. Организация каналов связи участка. Система телеуправления и телесигнализации линейного пункта ДЦ "Неман".
курсовая работа [2,4 M], добавлен 06.12.2013Виды и интерфейсы измерительных информационных систем. Принципы функционирования автоматической локомотивной сигнализации и системы "Контроль". Разработка программного обеспечения для обработки информации о работе устройств сигнализации и рельсовых цепей.
дипломная работа [1011,1 K], добавлен 30.05.2013Проектирование 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 19.01.2014Логические основы синтеза цифровых устройства. Понятия и определения функций алгебры логики. Минимизация логических функций с помощью алгебраических преобразований, карт Карно. Построение аналитической модели устройства. Анализ и выбор элементной базы.
контрольная работа [696,4 K], добавлен 19.10.2011Области применения измерительных процедур. Измерение ошибок в системах связи, на аналоговых и цифровых интерфейсах. Инсталляция s-соединений с базовой скоростью. Настройка компонентов синхронных систем. Тестирование сигнализации и коммуникационных путей.
презентация [6,3 M], добавлен 29.10.2013