Содержание
1
Цель курсового
проектирования
2
Задачи курсового
проектирования
3
Расчетная часть
курсового
проектирования
1 Цель курсового
проектирования
Целью курсового
проекта является
решение комплексной
задачи, охватывающей
основные разделы
дисциплины
«Цифровая
электроника»
и заключающейся
в выполнении
схемотехнического
проектирования
устройства,
выполняющего
заданные функции
преобразования
цифровой информации.
Объектом
курсового
проектирования
являются синхронные
пересчетные
схемы.
2 Задачи
курсового
проектирования
В процессе
работы над
курсовым проектом
должны быть
рассмотрены
и решены следующие
задачи:
1) синтез структуры
проектируемого
устройства;
2) анализ сложности
проектируемого
устройства
и выбор типа
триггера,
использование
которого для
реализации
устройства
позволяет
минимизировать
его сложность;
3) синтез
триггерного
устройства
выбранного
типа.
3 Расчетная
часть курсового
проектирования
Задача
проектирования:
спроектировать
устройство,
выполняющее
функцию восьмиразрядного
синхронного
реверсивного
сдвигающего
регистра и
синхронной
реверсивной
пересчетной
схемы.
Таблица 1:
Условные обозначения
типов переходов
переменной
| Значения
в момент времени
t |
Значения
в момент времени
t+1 |
Тип
переходов
|
Условные
обозначения
перехода
|
| 0 |
0 |
0 0
|
0 |
| 0 |
1 |
01
|
|
| 1 |
0 |
10
|
|
| 1 |
1 |
11
|
1 |
Таблица 2:
Описание реверсивного
сдвигающего
регистра
| № состояния |
t |
t+1 |
|
|
y |
|
|
|
|
|
| 1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
| 2 |
0 |
0 |
0 |
1 |
1 |
|
| 3 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
|
| 4 |
0 |
0 |
1 |
1 |
1 |
1 |
| 5 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
| 6 |
0 |
1 |
0 |
1 |
1 |
|
| 7 |
0 |
1 |
1 |
0 |
0 |
|
| 8 |
0 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
| 9 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
| 10 |
1 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
| 11 |
1 |
0 |
1 |
0 |
0 |
|
| 12 |
1 |
0 |
1 |
1 |
0 |
|
| 13 |
1 |
1 |
0 |
0 |
1 |
|
| 14 |
1 |
1 |
0 |
1 |
1 |
|
| 15 |
1 |
1 |
1 |
0 |
1 |
1 |
| 16 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
Карта Карно:
- карта
|
y
|
00 |
01 |
11 |
10 |
|
|
|
|
|
| 00 |
0 |
0 |
|
0 |
| 01 |
|
|
|
0 |
| 11 |
1 |
1 |
1 |
|
| 10 |
|
|
1 |
|
Таблица 3:
Словарное
описание триггеров
D и JK –
типов
| Q |
D - триггер |
JK - триггер |
|
D |
J K |
| 0 |
0 |
0 X |
| 1 |
1 |
X 0 |
|
|
1 |
1 X |
|
|
0 |
X 1 |
Карты Карно
- карта
- карта
- карта
После склеивания
получаются
следующие
выражения:
=
+
=
+
=
+
Если доказать,
что
+
= 1, а, следовательно,
=
,
то при построении
схемы управления
достаточно
разработать
только схему
для J
входа, а на K
вход подать
инвертированный
J
сигнал с выхода
этой схемы, что
позволяет
получить выигрыш
в аппаратной
реализации.
+
=
+
+
+
=
(
+
)
+
(
+
)
= 1
Преобразование
в базис И-НЕ:
=
+
=
=
+
=
(*)
Далее проводится
оценка сложности
комбинационной
схемы управления
(КСУ):
если в схеме
используется
прямой вход
если в схеме
используется
инверсный вход
S
= (2 + 1) + (1 + 1) + (1 + 1) + (2 + 1) + (1 + 1) + (1 + 1) = 14
S
= (2 + 1) + (1 + 1) + (1 + 1) = 7
Так как S
> S,
следовательно,
целесообразно
использование
триггера D-типа.
Для построения
схемы сдвигающего
регистра, требуется
определить
выражения,
отражающие
логику формирования
входных сигналов
каждого разряда,
учитывая кольцевую
структуру
регистра. Чтобы
получить искомые
выражения
необходимо
вместо индексов
у переменных
в формуле (*)
подставить
значения,
соответствующие
номерам разрядов
от 1 до 8, при этом,
если результат
вычислений
значения индекса
окажется меньше
или равен 0, то
к результату
следует прибавить
число, указывающее
количество
разрядов в
проектируемом
кольцевом
сдвигающем
регистре; если
результат
окажется больше
8, то из него следует
вычесть это
число. Используя
указанное
правило, получим
следующие
выражения,
описывающие
логику формирования
сигналов на
входе JK-триггера
каждого из 8-ми
разрядов регистра:
=
=
=
=
=
=
=
=
=
Проектирование
триггерного
устройства.
Исходными
данными для
проектирования
являются функция
внешних переходов
триггера и
условия переключения
его выходного
сигнала по
отношению к
синхросигналу
С.
Таблица 4:
Таблица внешних
переходов D
триггера
| D |
|
|
Если Вам нужна помощь с академической работой (курсовая, контрольная, диплом, реферат и т.д.),
обратитесь к нашим специалистам. Более 90000 специалистов готовы Вам помочь.
Бесплатные корректировки и доработки. Бесплатная оценка стоимости работы.
Поможем написать работу на аналогичную тему
Получить выполненную работу или консультацию специалиста по вашему учебному
проекту
Нужна помощь в написании работы?
Мы - биржа профессиональных авторов (преподавателей и доцентов вузов). Пишем статьи РИНЦ, ВАК, Scopus.
Помогаем в публикации. Правки вносим бесплатно.
Похожие рефераты:
-
Проектирование устройства логического управления (разработка электронного автомата)
Синхронный дискретный автомат Мура как прототип проектируемого электронного автомата с заданными входными сигналами и контролируемыми параметрами. Разработка схемы дискретного автомата. Выбор элементной базы. Разработка устройств сопряжения по входу.
-
Разработка схемы блока арифметико-логического устройства для умножения двух двоичных чисел
Выполнение арифметических и логических преобразований над операндами в арифметико-логическом устройстве, их классификация по принципу работы. Структурная схема, алгоритм вычисления, синтез сумматоров, регистров, счетчика и тактовые параметры устройства.
-
Синтеза и анализ комбинационных схем
Изучение полного дешифратора с прямыми и инверсионными выходами. Общая схема организации контроля по четности. Преобразователь кода Грея в двоичный код. Синтез логической схемы одноразрядного арифметического полного сумматора на основе мультиплексоров.
-
Синтез суммирующего асинхронного счетчика
Анализ и синтез асинхронного счетчика с КСЧ=11 в коде 6-3-2-1 и с типом триггеров JJJJ, его назначение, разновидности и технические характеристики. Пример работы суммирующего счетчика. Синтез JK–триггера (устройства для записи и хранения информации).
-
Разработка арифметико-логического устройства, выполняющего операции сложения и вычитания в прямом двоичном коде
Исследование абстрактного цифрового автомата Мили заданного устройства. Алгоритм его работы, таблицы прошивки и возбуждения постоянного запоминающего устройства. Составление функции возбуждения, функциональной и электрической принципиальной схемы.
-
Разработка устройства логического управления
Электронный автомат с заданными входными сигналами и контролируемыми параметрами. Структурный синтез управляющего автомата. Направленный граф абстрактного автомата. Кодирование внутренних состояний и выбор типа памяти. Выбор элементов и микросхем.
-
Синтез и анализ последовательностных устройств
Принцип работы делителя частоты импульсов на 5 (JK-триггер). Синхронный недвоичный счетчик (на JK-триггерах). Сдвигающий регистр (на D-триггерах). Скремблеры с начальной установкой и самосинхронизирующиеся. Генератор псевдослучайной последовательности.
-
Разработка схем управления счетчиками
Этапы проектирования синхронной пересчетной схемы, реализующей последовательность двоичных эквивалентов заданных чисел. Определение функций внешних переходов Т-триггера. Представление работы триггера в виде таблицы его внутренних состояний и переходов.
-
Синтез комбинационных схем (устройств)
Выполнение синтеза логической схемы цифрового устройства, имеющего 4 входа и 2 выхода. Составление логических уравнений для каждого выхода по таблице истинности. Минимизация функций с помощью карт Карно, выбор оптимального варианта; принципиальная схема.
-
Синтез цифрового автомата
Расчет схемы цифрового автомата, функционирующего в соответствии с заданным алгоритмом. Кодирование состояний. Составление таблицы функционирования комбинационного узла автомата. Запись логических выражений. Описание выбранного дешифратора и триггера.
-
Разработка функциональной схемы конечного автомата
Алгоритм 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.
-
Разработка функциональной и принципиальной схем управляющего автомата
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.
-
Абстрактные цифровые автоматы
Основные понятия абстрактных цифровых автоматов, их классификация и способы задания. Связь между моделями Мили и Мура. Эквивалентные автоматы и эквивалентные их преобразования. Минимизация числа внутренних состояний автомата, алгоритм Ауфенкампа-Хона.
-
Абстрактный синтез конечного автомата
Формирование алфавитного оператора. Приведение оператора к автоматному виду. Построение графа переходов абстрактного автомата. Кодирование состояний, входных и выходных сигналов. Формирование функций возбуждения и выходных сигналов структурного автомата.
-
Разработка модели триггерного устройства на базе микросхем типа К564 с последующим использованием выходов
Cущность методики схемотехнического проектирования триггеров, этапы абстрактного и структурного синтеза. Характеристическая таблица функций возбуждения RS-триггера, проектирование печатной платы. Система P-CAD и условно-графическое обозначение элементов.
-
Комбинационные схемы
Основные аксиомы, теоремы, тождества алгебры логики. Переключательные функции. Расчет комбинационной логической схемы по заданной переключательной функции. Минимизация переключательных функций с помощью карт Карно. Скобочные формы логических уравнений.
-
Последовательностные функциональные узлы
Схема строения цифровых автоматов, применяемых в цифровой технике. Отличия синхронных и асинхронных последовательностных устройств. Логические уравнения для определения работы автомата Мура. Синхронные триггеры и синтез последовательностного устройства.
-
Разработка счетчика, состоящего из двух частей
Реализация устройства, выполняющего счет до 30, с помощью среды разработки Electronics Workbench. Принцип работы счетчика - подсчёт числа импульсов, поданных на вход. Составные элементы устройства: генератор, пробник, логические элементы, триггер.
-
Классификация триггерных устройств. Требования и параметры, характеризующие триггерные устройства
Триггерные устройства как функциональные элементы цифровых систем: устойчивые состояния электрического равновесия бистабильных и многостабильных триггеров. Структурные схемы и классификация устройств, нагрузки и быстродействие логических элементов.
-
Цифровые устройства и микропроцессоры
Решение задач на построение функциональной схемы трехразрядного накапливающего сумматора с параллельным переносом, используя одноразрядные полные сумматоры. Построение схемы электрической принципиальной управляющего автомата Мили для микропрограммы.
|