Преобразование двоичных сигналов в нечетный код 2421
Разработка схемы преобразования поступающих со счётчика сигналов в двоичном коде в нечетный, затем в обратный. Минимизация функций преобразователя на базе логических элементов. Реализация схемы преобразования на реальных микросхемах и на мультиплексоре.
| Рубрика | Коммуникации, связь, цифровые приборы и радиоэлектроника |
| Вид | курсовая работа |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 26.03.2020 |
| Размер файла | 260,9 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/
Размещено на http://www.Allbest.Ru/
Федеральное агентство по образованию
ГОУ ВПО
Сибирский государственный технологический университет
Факультет автоматизации и информационных технологий
Кафедра автоматизации производственных процессов
Курсовой проект
Тема:
Преобразование двоичных сигналов в нечетный код 2421
Руководитель: Тяпкин В.М.
Разработал: студент гр. 22-02
Cкуратовский А.Н.
Красноярск 2006 г
Реферат
В данном курсовом проекте разработана схема преобразования поступающих со счётчика в двоичном коде сигналов в код «2421» и затем в «обратный» код. Представлены схемная реализация минимизированной функции преобразователя на базе логических элементов «И-ИЛИ-НЕ» и на выбранных микросхемах. Пояснительная записка содержит обоснование выбранной схемы счётчика импульсов и описание его работы. Описание процедуры получения функции преобразователя кодов в виде СДНФ. Алгоритм минимизации полученного аналитического выражения функции преобразователя кодов.
Курсовой проект содержит пояснительную записку из 20 страниц, 3 таблицы и 17 рисунков.
Содержание
- Реферат
- Введение
- 1. Минимизация функций. Преобразование двоичного кода в код «2421»
- 2. Преобразование кода «2421» в «нечетный » код
- 3. Реализация схемы преобразования на реальных микросхемах
- 4. Реализация схемы преобразования на мультиплексоре (кода 2 в 2421)7
- 5. Подбор счётчиков
- Заключение
- Литература
Введение
Внедрение микропроцессорной и вообще цифровой техники в устройствах управления промышленными объектами требует от специалистов различного профиля быстрого освоения этой области знания. В работе рассматривается логическое проектирование функциональных узлов цифровой аппаратуры и организации взаимодействия этих узлов. Тематика и материалы в большей мере как обобщённый ответ на множество практических вопросов, возникающих у тех, кто начал самостоятельно разрабатывать схемы цифровой аппаратуры.
1. Минимизация функций. Преобразование двоичного кода в код «2421»
Таблица 1
Преобразование двоичного кода в код «2421»
|
Код |
Число |
||||||||||
|
0 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
||
|
Двоичный (X) |
0000 |
0001 |
0010 |
0011 |
0100 |
0101 |
0110 |
0111 |
1000 |
1001 |
|
|
2421 (У) |
0000 |
0001 |
0010 |
0011 |
0100 |
1011 |
1100 |
1101 |
1110 |
1111 |
Таблица истинности определяет алгоритм работы создаваемой цифровой схемы. От табличной формы переходят к аналитической записи функции. Полученное аналитическое выражение называют совершенной дизъюнктивной нормальной формой (СДНФ).
|
Код |
Число |
||||||||||
|
0 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
||
|
У1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
|
|
У2 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
1 |
1 |
1 |
1 |
|
|
У3 |
0 |
0 |
1 |
1 |
0 |
1 |
0 |
0 |
1 |
1 |
|
|
У4 |
0 |
1 |
0 |
1 |
0 |
1 |
0 |
1 |
0 |
1 |
|
|
X1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
1 |
|
|
X2 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
1 |
1 |
1 |
0 |
0 |
|
|
X3 |
0 |
0 |
1 |
1 |
0 |
0 |
1 |
1 |
0 |
0 |
|
|
X4 |
0 |
1 |
0 |
1 |
0 |
1 |
0 |
1 |
0 |
1 |
Для минимизации функции удобным является метод карт Карно, которая представляет собой графическое изображение значений всех возможных комбинаций переменных. В клетки неиспользуемых комбинаций можно записывать любое значение.
У1 = X1-X2V X2-X3X4 V -X1X2X3
|
X1X2/X3X4 |
00 |
01 |
11 |
10 |
|
|
00 |
0 |
0 |
* |
1 |
|
|
01 |
0 |
1 |
* |
1 |
|
|
11 |
0 |
1 |
* |
* |
|
|
10 |
0 |
1 |
* |
* |
Рисунок 1 - Минимизация функции Y1
Y2 = X1-X2 V X2-(X3X4) V -X1X2X3
|
X1X2/X3X4 |
00 |
01 |
11 |
10 |
|
|
00 |
0 |
1 |
* |
1 |
|
|
01 |
0 |
0 |
* |
1 |
|
|
11 |
0 |
1 |
* |
* |
|
|
10 |
0 |
1 |
* |
* |
Рисунок 2 - Минимизация функции Y2
Y3 = X1-X2 V-( X2X3)X4 V -(X1X2)X3
|
X1X2/X3X4 |
00 |
01 |
11 |
10 |
|
|
00 |
0 |
0 |
* |
1 |
|
|
01 |
0 |
1 |
* |
1 |
|
|
11 |
1 |
0 |
* |
* |
|
|
10 |
1 |
0 |
* |
* |
Рисунок 3 - Минимизация функции Y3
Y4 = X4
|
X1X2/X3X4 |
00 |
01 |
11 |
10 |
|
|
00 |
0 |
0 |
* |
0 |
|
|
01 |
1 |
1 |
* |
1 |
|
|
11 |
1 |
1 |
* |
* |
|
|
10 |
0 |
0 |
* |
* |
Рисунок 4 - Минимизация функции Y4
В результате минимизации получаем схему, реализующую преобразование кода `двоичный' в код «2421» приведённую на рисунке 5,6.
Рисунок 5 - Схема, реализующая преобразование
Рисунок 6 - Схема, минимизации реализующая преобразование.
2. Преобразование кода «2421» в «нечетный » код
Таблица 2
|
Код |
Число |
||||||||||
|
0 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
||
|
7421 (X) |
0000 |
0001 |
0010 |
0011 |
0100 |
1011 |
1100 |
1101 |
1110 |
1111 |
|
|
Нечетный (Y) |
10000 |
00001 |
00010 |
10011 |
00100 |
10101 |
10110 |
00111 |
01000 |
11001 |
|
Код |
Число |
||||||||||
|
0 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
||
|
У1 |
1 |
0 |
0 |
1 |
0 |
1 |
1 |
0 |
0 |
1 |
|
|
У2 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
1 |
|
|
У3 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
1 |
1 |
1 |
0 |
0 |
|
|
У4 |
0 |
0 |
1 |
1 |
0 |
0 |
1 |
1 |
0 |
0 |
|
|
У5 |
0 |
1 |
0 |
1 |
0 |
1 |
0 |
1 |
0 |
1 |
|
|
X1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
|
|
X2 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
1 |
1 |
1 |
1 |
|
|
X3 |
0 |
0 |
1 |
1 |
0 |
1 |
0 |
0 |
1 |
1 |
|
|
X4 |
0 |
1 |
0 |
1 |
0 |
1 |
0 |
1 |
0 |
1 |
Y1 = -( X1X2X3X4) V X1-(X3X4) V X3X4
|
X1X2 / X3X4 |
00 |
01 |
11 |
10 |
|
|
00 |
1 |
0 |
1 |
* |
|
|
01 |
0 |
* |
0 |
* |
|
|
11 |
1 |
* |
1 |
1 |
|
|
10 |
0 |
* |
0 |
* |
Рисунок 7 - Минимизация функции Y1
|
X1X2/X3X4 |
00 |
01 |
11 |
10 |
|
|
00 |
0 |
0 |
0 |
* |
|
|
01 |
0 |
* |
0 |
* |
|
|
11 |
0 |
* |
1 |
0 |
|
|
10 |
0 |
* |
1 |
* |
Y2 = X2X3
Рисунок 8 - Минимизация функции Y2
Y3 = X2-X3 V X1-X2
|
X1X2/X3X4 |
00 |
01 |
11 |
10 |
|
|
00 |
0 |
1 |
1 |
* |
|
|
01 |
0 |
* |
1 |
* |
|
|
11 |
0 |
* |
0 |
1 |
|
|
10 |
0 |
* |
0 |
* |
Рисунок 9 - Минимизация функции Y3
Y4 = X1-X3 V -X1X3
|
X1X2/X3X4 |
00 |
01 |
11 |
10 |
|
|
00 |
0 |
0 |
1 |
* |
|
|
01 |
0 |
* |
1 |
* |
|
|
11 |
1 |
* |
0 |
0 |
|
|
10 |
1 |
* |
0 |
* |
Рисунок 10 - Минимизация функции Y4
Y5 = X4
|
X1X2/X3X4 |
00 |
01 |
11 |
10 |
|
|
00 |
0 |
0 |
0 |
* |
|
|
01 |
1 |
* |
1 |
* |
|
|
11 |
1 |
* |
1 |
1 |
|
|
10 |
0 |
* |
0 |
* |
Рисунок 11 - Минимизация функции Y4
На рисунке 12,13 изображена схема преобразователя, реализующего преобразование из двоичного кода, поступающего с выхода счётчика сначала в код «7421», а затем в код «обратный».
сигнал двоичный нечетный код мультиплексор
Рисунок 12 - Схема, реализующая преобразование
Рисунок 13 - Схема, реализующая преобразование
Рисунок 14 Схемная реализация минимизированных функций преобразователя в базисе «И-ИЛИ-НЕ»
3. Реализация схемы преобразования на реальных микросхемах. мультиплексоре (Кода 2421 в код нечетный)
Реализация схемы преобразования на мультиплексоре (кода 2 в 2421)
Так как переменные X1 и X3 будут подаваться на адресные входы, то карту Карно можно разбить на четыре зоны D0, D1, D2, D3, соответствующие определенным информационным выходам мультиплексора (рисунок 5)
D0 - когда . т.е. А1 = 0, А2 = 0
D1 - когда X1 X3. т.е. А1 = 0, А2 = 1
D2 - когда X1 X3. т.е. А1 = 1, А2 = 0
D3 - когда X1 X3. т.е. А1 = 1, А2 = 1
Для Y1 производим построение схемы на мультиплексоре.
Производим преобразование карт Карно:
Для зоны D0, что соответствует выборке в мультиплексоре информационного входа D0, когда на адресные входа А1, А2 мультиплексора подан сигнал Х1 = 0, Х3 = 0, мы имеем:
0 1
|
0 |
0 |
|
|
0 |
1 |
1
D0 = X2X4
Для зоны D1, что соответствует выборке в мультиплексоре информационного входа D1, когда на адресные входа А1, А2 мультиплексора подан сигнал Х1 = 0, Х3 = 1, мы имеем:
1 0
|
0 * |
1 |
|
|
* |
1 |
1
D1 = 1
Для зоны D2, что соответствует выборке в мультиплексоре информационного входа D2, когда на адресные входа А1, А2 мультиплексора подан сигнал Х1 = 1, Х3 = 0, мы имеем:
0 1
|
1 0 |
1 |
|
|
0 |
1 0
D2 = X2
Для зоны D3, что соответствует выборке в мультиплексоре информационного входа D3, когда на адресные входа А1, А2 мультиплексора подан сигнал Х3 = 1, Х1 = 1, мы имеем:
1 0
|
0 * |
* |
|
|
* |
* |
1 0
D3 = не используется.
Производим аналогичное преобразование для остальных карт Карно.
Для Y2 получаем:
D0 = X2D1 = 1 D2 = Х2 D3 = не используется
Для Y3 получаем:
D0 = X2X4 D1 = 1 D2 = D3 = не используется
Для Y4 получаем:
D0 = D1 = Х4 D2 = Х4 D3 = не используется
4. Реализация схемы преобразования на мультиплексоре (кода 2421 в код нечетный)
Так как переменные X1 и X3 будут подаваться на адресные входы, то карту Карно можно разбить на четыре зоны D0, D1, D2, D3, соответствующие определенным информационным выходам мультиплексора (рисунок 5)
D0 - когда . т. е. А1 = 0, А2 = 0
D1 - когда X1 X3. т. е. А1 = 0, А2 = 1
D2 - когда X1 X3. т. е. А1 = 1, А2 = 0
D3 - когда X1 X3. т. е. А1 = 1, А2 = 1
Для Y1 производим построение схемы на мультиплексоре.
Для зоны D0, что соответствует выборке в мультиплексоре информационного входа D0, когда на адресные входа А1, А2 мультиплексора подан сигнал Х1 = 0, Х3 = 0, мы имеем:
0 1
|
1 |
0 |
|
|
0 |
* |
0 1
D0 =
Для зоны D1, что соответствует выборке в мультиплексоре информационного входа D1, когда на адресные входа А1, А2 мультиплексора подан сигнал Х1 = 0, Х3 = 1, мы имеем:
1 0
|
0 1 |
* |
|
|
0 |
* |
0 1
D1 =
Для зоны D2, что соответствует выборке в мультиплексоре информационного входа D2, когда на адресные входа А1, А2 мультиплексора подан сигнал Х1 = 1, Х3 = 0, мы имеем:
0 1
|
1 1 |
* |
|
|
0 |
* |
1 0
D2 = Х4
Для зоны D3, что соответствует выборке в мультиплексоре информационного входа D3, когда на адресные входа А1, А2 мультиплексора подан сигнал Х1 = 1, Х3 = 1, мы имеем:
1 0
|
0 1 |
1 |
|
|
0 |
* |
1 0
D3 = Х4
Производим аналогичное преобразование для остальных карт Карно, а так же производим построение схем на мультиплексорах.
Для Y2 получаем:
D0 = 0 D1 = D2 = 0 D3 = Х2
Для Y3 получаем:
D0 = Х2 D1 = 1 D2 = D3 =
Для Y4 получаем:
D0 = 0 D1 = 1 D2 = 1 D3 = 0
Для Y5 получаем:
D0 = D1 = D2 = D3 =
Далее производим реализацию кода 2 в 2421 и кода 2421 в код нечетный на реальных микросхемах (на мультиплексорах (рис. 15)).
Рис 15 Реализация схемы преобразования на реальных микросхемах (код 2 в 2421 в код нечетный)
5. Подбор счётчиков
Счётчиком называют функциональный узел, предназначенный для счёта сигналов. По мере поступления входных сигналов счётчик последовательно перебирает свои состояния в определённом для данной схемы порядке.
Обычно счётчик перебирает свои состояния в возрастающем порядке. Если состояния перебираются в убывающем порядке, то такой счётчик называется вычитающим, а если направление перебора может изменяться, то счётчик называют реверсивным. Счётчики, которые в процессе работы для переключения требуют подачи синхросигналов, называются синхронными, а счетчики, у которых для переключения достаточно подавать лишь входные сигналы - асинхронными.
Счётчик имеет два входа установки нуля R01, R02.Установочные входы микросхемы обеспечивают прекращение счёта и возвращают все четыре триггера в состояние низкого уровня, когда на входы R01 и R02 одновременно подаётся высокий уровень напряжения.
Рисунок 15 - Выбор 4-х разрядного двоичного счётчика
Таблица 3
Таблица истинности работы счётчика
|
Счёт |
Выходы |
||||
|
QD |
QC |
QB |
QA |
||
|
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|
|
1 |
0 |
0 |
0 |
1 |
|
|
2 |
0 |
0 |
1 |
0 |
|
|
3 |
0 |
0 |
1 |
1 |
|
|
4 |
0 |
1 |
0 |
0 |
|
|
5 |
0 |
1 |
0 |
1 |
|
|
6 |
0 |
1 |
1 |
0 |
|
|
7 |
0 |
1 |
1 |
1 |
|
|
8 |
1 |
0 |
0 |
0 |
|
|
9 |
1 |
0 |
0 |
1 |
Рисунок 16. Итоговая схема двоичного счётчика с преобразователями
Реально-существующие схемы логики, мультиплексоры и счётчик, которые использованы при выполнении курсовой работы:
Заключение
В данной курсовой работе был сделан подбор счетчиков, мультиплексоров и микросхемы логики.
Мультиплексоры и счётчик были проверены в программе Electronics Workbench.
Литература
1. Электронные устройства автоматики: Методические указания к курсовому проектированию для студентов специальности 210200 всех форм обучения. - Красноярск: СибГТУ, 2002. - 21с.
2. Справочник по цифровым логическим микросхемам элементам (часть 1, 2).
3. Импульсные и цифровые устройства: Учеб. для студентов електро-радио-приборостроительных сред. спец. учеб. заведений / Ю.А. Браммер, И.Н. Пащук-7-е изд., перераб. и доп. - М.: Высш. шк., 2003.-351 с.: ил.
4. Основы промышленной электроники. Под ред. В.Г. Герасимова. - М.: Высшая школа, 1986.
5. П. Хорвиц, У. Хилл. Искусство схемотехники. - М.: Мир, 1986
6. Ю.С. Забродин. Промышленная Электроника. - М.: Высшая школа, 1982
7. И.С. Потемкин. Функциональные узлы цифровой автоматики. - М.: Энергоатомиздат, 1988
8. В.А. Шило. Популярные цифровые микросхемы. - М.: Радио и связь, 1987
9. Е.А. Зельдин. Цифровые интегральные микросхемы в информационно-измерительной аппаратуре. - Ленинград: Энергоатомиздат. 1986
Размещено на allbest.ru
...Подобные документы
Разработка устройства преобразования аналоговых сигналов на базе микроконтроллера PIC16F877 и ЦАП AD5346, осуществляющее преобразование в последовательность двоичных кодов, обработку кодов и преобразование результатов обработки в аналоговые сигналы.
курсовая работа [1,6 M], добавлен 06.06.2012Разработка системы адаптивного аналого-цифрового преобразования (АЦП) на базе однокристального микроконтроллера. Сравнение АЦП различных типов. Анализ способов реализации системы, описание ее структурной схемы, алгоритма работы, программного обеспечения.
дипломная работа [3,0 M], добавлен 29.06.2012Минимизация логических функций метом карт Карно и Квайна, их реализация на релейно-контактных и логических элементах. Синтез комбинационных схем с несколькими выходами; временная диаграмма, представляющая функцию; разработка схемы преобразователя кода.
контрольная работа [1,9 M], добавлен 08.01.2011Разработка схемы преобразователя двоичного кода в код индикатора, ее реализация на базе простых логических элементов и с использованием комбинационных устройств. Получение совершенной дизъюнктивной нормальной формы, основные методы ее минимизации.
курсовая работа [1,5 M], добавлен 28.12.2012Разработка структурной и функциональной схем устройства преобразования аналоговых сигналов на микропроцессоре PIC. Входное буферное устройство, аналого-цифровой преобразователь. Устройство цифровой обработки сигнала, широтно-импульсный модулятор.
контрольная работа [612,9 K], добавлен 11.04.2014Математические модели сообщений, сигналов и помех. Основные методы формирования и преобразования сигналов в радиотехнических системах. Частотные и временные характеристики типовых линейных звеньев. Основные законы преобразования спектра сигнала.
курсовая работа [1,8 M], добавлен 09.01.2013Процесс 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 07.04.2012Основные методы анализа преобразования и передачи сигналов линейными цепями. Физические процессы в линейных цепях в переходном и установившемся режимах. Нахождение реакции цепи операционным методом, методами интеграла Дюамеля и частотных характеристик.
курсовая работа [724,2 K], добавлен 04.03.2012Получение канонической формы представления логических функций. Минимизация совершенной дизъюнктивной нормальной формы функций методами Карно и Кайва. Моделирование схемы преобразователя двоичного кода в код индикатора с помощью Electronics Workbench.
курсовая работа [1,7 M], добавлен 14.12.2012Классификация цифровых приборов. Модели цифровых сигналов. Методы амплитудной, фазовой и частотной модуляции. Методика измерения характеристики преобразования АЦП. Синтез структурной, функциональной и принципиальной схемы генератора тестовых сигналов.
дипломная работа [2,2 M], добавлен 19.01.2013Передача аналоговых сигналов. Требования к защитному интервалу на этапе итерации. Расчет параметров подсистемы преобразования дискретных сигналов при использовании способа наложения. Структурная схема мультиплексора и аппаратуры линейного тракта.
курсовая работа [899,6 K], добавлен 22.06.2012Процедура аналого-цифрового преобразования непрерывных сигналов. Анализ преобразователей последовательных кодов в параллельный. Преобразователи с распределителями импульсов. Разработка преобразователя пятнадцатиразрядного последовательного кода.
курсовая работа [441,5 K], добавлен 09.12.2011Радиотехнические системы передачи информации: методы передачи, регистрации и хранения двоичных сигналов. Неидентичность характеристик канала, действия помех, виды искажения сигналов. Общие принципы и закономерности построения РТС, техническая реализация.
реферат [92,1 K], добавлен 01.11.2011Выбор и обоснование структурной схемы преобразователя частоты (конвертера). Разработка устройства преобразования частоты блока цифровой обработки сигнала. Структура и назначение составных частей станции активных помех. Макетирование и испытание макета.
дипломная работа [6,7 M], добавлен 27.06.2012Проектирование устройства преобразования цифровой информации в аналоговую и наоборот для цифрового магнитофона. Описание используемых интегральных микросхем. Разработка структурной и принципиальной схемы цифрового канала звукозаписи без кодера и декодера.
курсовая работа [1,8 M], добавлен 18.10.2010Обзор генераторов сигналов. Структурная схема и элементная база устройства. Разработка печатной платы модуля для изучения генератора сигналов на базе прямого цифрового синтеза. Выбор технологии производства. Конструкторский расчет; алгоритм программы.
дипломная работа [1,7 M], добавлен 25.04.2015Правила разложения произвольных и непрерывных сигналов в ряд Уолша. Ознакомление с формулами представления кусочно-постоянных функций Радемахера. Диадно-упорядочненная система функций Уолша. Принципы упорядочения четных и нечетных функций по Хармуту.
презентация [73,6 K], добавлен 19.08.2013Разработка схемы принципиальной электрической для осуществления мультиплексирования трехцифровых сигналов на основе цифровых микросхем. Выполнение и моделирование работы схемы в программе MicroCap. Программирование схемы на микроконтроллере PIC16.
контрольная работа [903,2 K], добавлен 22.06.2022Анализ структурной схемы системы передачи информации. Помехоустойчивое кодирование сигнала импульсно-кодовой модуляции. Характеристики сигнала цифровой модуляции. Восстановление формы непрерывного сигнала посредством цифро-аналогового преобразования.
курсовая работа [2,6 M], добавлен 14.11.2017Регулировки, применяемые в усилителях. Основные требования к регуляторам, их структуре и прочности. Разновидности и характеристика регуляторов усиления. Аналоговые перемножители, их особенности и сферы применения, порядок преобразования сигналов.
контрольная работа [42,8 K], добавлен 23.12.2010
