Разработка цифрового автомата
Преобразование кода и запись булевых функций. Минимизация логических функций. Преобразование функции к базису И-НЕ. Выбор микросхем для построения принципиальной схемы. Расчёт быстродействия и энергопотребления. Электрическая схема цифрового автомата.
| Рубрика | Военное дело и гражданская оборона |
| Вид | курсовая работа |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 12.06.2015 |
| Размер файла | 1,2 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/
Министерство обороны Российской Федерации
Военная академия связи
Курсовая работа
По дисциплине: "Вычислительная техника и информационные технологии"
На тему: "Разработка цифрового автомата"
Выполнил: 2343 уч.гр.
младший сержант Соловьёв И.И.
Проверил: майор Ушкань А.О.
Санкт-Петербург,2015
Введение
Цифровая электроника в настоящее время все более и более вытесняет традиционную аналоговую. Ведущие фирмы, производящие самую разную электронную аппаратуру, все чаще заявляют о полном переходе на цифровую технологию. Создание современных автоматизированных средств и систем управления основывается на следующих двух научных направлениях: теории преобразования информации и теории построения различного рода преобразователей информации. Первое направление включает в себя общую теорию алгоритмов, абстрактную теорию автоматов. В нем рассматриваются общие вопросы формализации процессов обработки информации. Второе направление включает в себя элементы математической логики, структурную теорию автоматов. В нем рассматриваются принципы и методы построения автоматов, которые реализуют алгоритмы обработки информации, полученные на этапе абстрактного синтеза автоматов.
Задание на курсовую работу
Номер по порядку: 21
Код: КОИ-8
Серия логического элемента: К155
Элементная база: И-НЕ
Тип триггера: JK
Построение таблицы состояний
Для передачи информации её необходимо перевести в двоичный код. Закодируем фамилию и инициалы согласно заданию.
булевой быстродействие микросхема цифровой
В данной таблице представлена закодированная информация, которую необходимо передать.
По таблице состояний записываются булевы функции, соответствующие каждому символу кода КОИ-8.
y0= +
y1= + + + +
y2= + + + + +
y3= + + + + + + +
y4=
y5= + + + + + + + + + +
y6=
y7= + + + + + + + + +
Вывод: Мы закодировали информацию в кодировке КОИ-8, которую теперь можно подавать на разрабатываемый цифровой автомат.
Минимизация логических функций
С целью упрощения логических функций для каждой из них построим карту Карно, где единицами покажем наборы, на которых функция равна 1. В квадратах, где функция не определена, поставим Ф. Для нашего примера это квадраты с номерами 14, 15.
y0= +
y1= + + + +
y2= + + + +
y3= + + + +
y4=
y5= + + +
y6=
y7= +
Вывод: объединив единицы соседних квадратов с учетом факультативных условий, мы получили упрощённые выражения логических функций.
Преобразования к базису И-НЕ
Для того, чтобы построить автомат, нам необходимо привести наши упрощенные функции к базису И-НЕ.
Для серии логического элемента К155 используются элементы И-НЕ. С помощью закона де Моргана приведем функцию к базису И-НЕ:
y0= * y1=* * * *
y2= * * * *
y3= * * * *
y4= y5= * * *
y6=
y7= *
Вывод: В итоге мы получили реализацию функций в базисе И-НЕ
Функциональная схема узла
Вывод:
Мы получили схему элементов по базису И-НЕ. Данная схема является составляющей принципиального электрического цифрового автомата.
Временные диаграммы
Для проверки правильности работы элемента мы построим временные диаграммы. При отсутствии ошибок временные диаграммы последнего элемента должны совпадать со значением функции в таблице состояния.
Выбор микросхем для построения принципиальной схемы
Построение принципиальной схемы
Размещено на http://www.allbest.ru/
Расчёт быстродействия и энергопотребления
Ш Расчёт быстродействия tздпр
tздпр?Г(tздр)max, где
Г= 2 - глубина схемы
(tздр)max=22 нс - максимальная задержка распространения сигнала логического элемента
tздпр?Г(tздр)max= 2 • 22 = 44 нс
Ш Расчёт энергопотребления
Pпот = , где
и - токи, потребляемые в состояниях логической 1 и логического 0
Uип - напряжение источника питания
К155ЛА3:
Pпот1 = = 75 мВт
К155ЛА4:
Pпот2 = = 56,25 мВт
К155ЛА1:
Pпот3 = = 31,5 мВт
К155ЛА2:
Рпот4 = = 20 мВт
Pпотпр= 2Pпот1 + 5Pпот2 + 2Pпот3 + 3Рпот4= 150 + 281,25 + 63 + 60 = 554,25 мВт
Функциональная схема счётчика
Коэффициент счёта Kсч=14
Вывод: После счёта «14» счётчик автоматически переходит в исходное состояние, что нам и необходимо.
Временные диаграммы
Выбор микросхем для построения принципиальной схемы
К155ТВ1
Принципиальная схема счётчика
К155ТВ1 - 4 шт.
К155ЛА1 - 1 шт.
К155ЛА3 - 1 шт.
КД512А (VD) - 1 шт.
Расчёт быстродействия и энергопотребления
- задержки для случая переключения всех триггеров:
tзд1=4(tздтр)max=4*40= 160 нс
- в конце цикла счета:
tзд2= (tздтр)max + 2(tздлэ)max = 40+44= 84 нс
tздрсч = tзд1
- максимальная частота тактовых импульсов:
fmax= 1/ tздрсч = 1/ 160*10-9= 6,25*106 Гц = 6,25 МГц
Рпотсч= 4Рпотртр= 4*105 = 420 мВт.
Функциональная схема регистра сдвига
Построение временных диаграмм
Построение принципиальной схемы регистра сдвига
Расчет быстродействия и энергопотребления регистра сдвига.
Трсд=(tздртр)max
Tрсд = 40 нс
Отсюда максимальная частота следования сдвигающих импульсов:
fmax=1/Трсд = 1/( 40 * 10-9)=25 МГц.
Время записи информации в регистр:
tздзап= (tздртр )max+ (tздрлэ)max = 22+40 =62 нс
Потребляемая мощность регистра сдвига:
Рпотрг = 8Рпоттр+3Рпотлэ=8*105+3*20= 900 мВт.
Построение принципиальной схемы, расчет быстродействия и энергопотребления цифрового автомата.
Период следования тактовых импульсов ТС1:
ТС1= tздсч + tздзап + tздпр+ nТС3 ,
где n - число двоичных знаков в заданном коде( 8 для КОИ-8 )
ТС1= 160+62+44+8*40 = 586 нс
Отсюда максимальная частота следования тактовых импульсов С1:
fС1max=1/ ТС1 = 1/ 586*10-9= 1,706 МГц
Период появления на выходе цифрового автомата кодовой комбинации:
Тmaxца= Ксч*ТС1=14*586= 8,204 мкс
Максимальная частота:
fmaxца =1/Тmaxца=1/8,204*10-6= 122 кГц.
При расчете энергопотребления ЦУ необходимо определить мощности, потребляемую каждым корпусом ИС отдельно, а затем сложив их, получим полную потребляемую мощность:
Рпотца=Рпотсч+Рпотпр+Рпотрг= 420+554,25+900=1874,25 мВт = 1,874 Вт.
Вывод по работе
В данной работе мы реализовали цифровой узел комбинационного типа на заданной элементарной базе и рассчитали быстродействие и энергопотребление основных элементов. Результатом нашей работы стала функциональная электрическая схема цифрового автомата, выполняющая запись в устройство заданную комбинацию букв, в нашем случае фамилию.
Список используемой литературы
1) Основы импульсной и цифровой техники, В.Гусев, В.Лебедев, СПБВИУС, Санкт-Петербург, 1995.
2) Методическая разработка для выполнения практических заданий по дисциплине ВТиИТ, Н.П.Грачёв, С.Е. Иванов, Санкт-Петербург, 2010.
3) Интегральные микросхемы: Справ./ Под ред.Б.В.Тарабрина.1983
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Техническое описание, назначение и боевые свойства автомата, устройство и работа его составных частей. Подготовка автомата и проверка меткости стрельбы, меры безопасности, правила хранения и сбережения. Последовательность разборки и сборки автомата.
реферат [35,3 K], добавлен 29.05.2010Назначение и основные характеристики зенитной установки ЗУ-23. Меры безопасности при работе на установке. Состав автомата и назначение его узлов и механизмов. Взаимодействие частей автомата при первом заряжании, стрельбе и при остановке стрельбы.
конспект урока [470,5 K], добавлен 15.03.2016История создания автомата Калашникова как индивидуального оружия. Назначение и боевые свойства. Устройство и принцип работы автоматики. Части и механизмы автомата Калашникова. Штурмовая винтовка Калашникова как вид пехотинского автоматического оружия.
презентация [383,8 K], добавлен 17.09.2014Автомат Калашникова образца 1947 года. Создание. Техническое описание автомата АКМ. Автомат Калашникова AK-74, АКС-74, АК-74М (СССР - Россия). Исключительная надежность, неприхотливость к обслуживанию, простота в использовании.
реферат [698,9 K], добавлен 05.10.2006История создания АК-47. Биография Михаила Тимофеевича Калашникова. Штурмовая винтовка. Применение безгильзового патрона. Концепция нового класса стрелкового оружия. Самозарядный карабин. Внедрение автомата Калашникова в войска. Длина прицельной линии.
статья [20,2 K], добавлен 06.03.2009Создание первого автомата под специальный патрон. Массовое производство штурмовых винтовок в Германии. Отличие боевых патронов от учебных. Распространение и совершенствование средств индивидуальной бронезащиты. Распространение штурмовой винтовки в мире.
дипломная работа [264,6 K], добавлен 26.02.2009Преобразование вооруженных сил Грузии после "революции роз" 2003 года. Численность личного состава Военно-воздушных сил государства. Карта-схема боевых действий в районе Цхинвала 08-12.08.2008 года. Удары российской авиации по грузинским войскам.
презентация [951,6 K], добавлен 26.06.2014Краткая биография М. Калашникова. История разработки и этапы модернизации автомата Калашникова. Характеристики других моделей оружия: пистолет–пулемёт, самозарядный охотничий карабин с оптическим прицелом, пулемёт Калашникова с прибором ночного видения.
презентация [455,4 K], добавлен 17.09.2013Визначення обов'язків солдата у загальновійськовому бою, умови їх успішного виконання. Поняття особистої та колективної зброї. Види особистої стрілецької зброї. Кількість набоїв для автомата та ручних осколкових гранат. Переносна екіпіровка солдата.
презентация [5,3 M], добавлен 20.12.2013Анализ электромеханических систем, применяемых в артиллерии. Разработка структурно-функциональной схемы классного модульного компьютерного тренажера, на основе анализа перспектив развития артиллерии и подходов к подготовке расчета артиллерийских орудий.
дипломная работа [5,8 M], добавлен 06.06.2012Обзор существующих ракет класса "воздух-воздух" средней дальности. Выбор и обоснование опорного облика проектируемого летательного аппарата. Предварительная компоновочная схема. Результаты автоматизированного проектирования, расчета геометрии и массы.
дипломная работа [1,1 M], добавлен 13.07.2017Современные требования к проектированию крылатых ракет. Выбор аэродинамической схемы летательного аппарата. Выбор типа расчетной траектории. Обоснование типа рулевого привода. Несущие поверхности ракеты. Общая методика расчета устойчивости и балансировки.
дипломная работа [1,7 M], добавлен 11.09.2014Характеристика функций спецслужб Израиля - организаций государства Израиль, которые занимаются разведывательной и контрразведывательной деятельностью, а также борьбой с терроризмом, обеспечивают правительство информацией о внутренних и внешних угрозах.
реферат [34,8 K], добавлен 09.06.2010Анализ существующих оперативно-тактических ракет. Выбор ракеты-аналога. Описание элементов конструктивно-компоновочной схемы. Выбор формы заряда и топлива, материалов отсеков корпуса. Расчет оптимального облика твердотопливной баллистической ракеты.
курсовая работа [69,5 K], добавлен 07.03.2012Характеристика функций органов внутренних дел. Сущность мероприятий, проводимых при задержании вооруженных преступников в общественных местах и выявление их особенности. Принципы видов задержания. Понятие группировки сил для проведение спецопераций.
дипломная работа [723,3 K], добавлен 27.06.2014Схема расположения оборудования рыбного цеха столовой воинской части. Расчет количества продуктов, обрабатываемых в течение дня, схема обработки соленой и мороженой рыбы, выбор технологического и холодильного оборудования, спецификация рыбного цеха.
курсовая работа [373,6 K], добавлен 01.11.2008Схема расположения оборудования рыбного цеха столовой воинской части. Расчет количества продуктов, обрабатываемых в течение дня, схема обработки соленой и мороженой рыбы, выбор технологического и холодильного оборудования, спецификация рыбного цеха.
курсовая работа [397,5 K], добавлен 01.11.2008Расчёт активного, баллистического (эллиптического) и конечного (атмосферного) участков траектории. Программа движения ракеты на участке. Коэффициенты перегрузок, действующих на баллистическую ракету в полёте. Упрощенная блок схема решения задачи.
курсовая работа [1,4 M], добавлен 14.11.2012Медицинский отряд — воинское подразделение, предназначенное для оказания первой медицинской помощи пострадавшим в зонах ведения боевых действий, стихийных бедствий, аварий и катастроф: принципы построения, структура, схема развертывания и оснащения.
реферат [24,4 K], добавлен 28.08.2012Назначение, основные задачи и структура информационно-воспитательной работы. Методы воздействия в практике информационно-воспитательной работы. Информационные процессы лежат в основе важнейших функций психики воинов: мышления, памяти, эмоций и чувств.
реферат [29,6 K], добавлен 16.01.2004
