Преобразование обратного кода в чётный код - Курсовая работа

бесплатно 0
4.5 79
Особенности преобразования двоичного кода в код "обратный". Характеристика аспектов реализации схемы преобразования на мультиплексоре. Методика подбора счетчиков. Рассмотрение основ диаграммы импульсов на выходе каждого разряда двоичного счетчика.


Аннотация к работе
Министерство образования и науки Российской Федерации ФГБОУ ВПО «Сибирский государственный технологический университет» Факультет автоматизации и информационных технологий Кафедра автоматизации производственных процессов Преобразование обратного кода в четный код. Разработал: студент группы 23-1 ____________ Черепанов В.Н. ФГБОУ ВПО «Сибирский государственный технологический университет» Факультет автоматизации и информационных технологий Кафедра автоматизации производственных процессов Учебная дисциплина: Цифровые устройства автоматики.Даны два устройства с различными кодами. Надо построить счетчик импульсов для двоичного кода и преобразовать полученный на выходе счетчика код в другой код (представление различных кодов в двоичной системе приведено в таблице 1). Работа должна содержать: - схему счетчика импульсов, построенного для данного кода; упрощенный расчет блока питания, включающего расчет выпрямителя, расчет трансформатора и расчет стабилизатора напряжения; В данном курсовом проекте разработана схема преобразования поступающих со счетчика в двоичном коде сигналов в код «обратный» и затем в «четный» код.Реферат.....................................................................................................................5 Введение...................................................................................................................7 1 Минимизация функций........................................................................................8 1.1 Преобразование двоичного кода в код «обратный»..................................8 1.2 Преобразование кода «обратный» в «четный » код................................11 2 Реализация схемы преобразования на мультиплексоре.................................15 3 Реализация схемы преобразования по схеме «Дешифратор-Шифратор»....19 4 Подбор счетчиков...............................................................................................20 Заключение ............................................................................................................21 Литература.............................................................................................................22В результате минимизации получаем схему, реализующую преобразование кода ‘двоичный’ в код «обратный» приведенную на рисунке 5,6. Рисунок 5 - Схема, реализующая преобразование Рисунок 6 - Схема, минимизации реализующая преобразование В результате минимизации получаем схему, реализующую преобразование кода ‘двоичный’ в код «обратный» приведенную на рисунке 12,13. На рисунке 14 изображена схема преобразователя, реализующего преобразование из двоичного кода поступающего с выхода счетчика сначала в код «обратный», а затем в код «четный».В данной курсовой работе был сделан синтез счетчика, подбор мультиплексоров, шифраторов, дешифраторов и микросхем логики. Проверка работоспособности схемы была проведена в программе Electronics Workbench.

План
Содержание

Введение
Инв. № подл.

Подпись и дата

Взам.инв. №

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 компоновались в большей мере как обобщенный ответ на множество практических вопросов, возникающих у тех, кто начал самостоятельно разрабатывать схемы цифровой аппаратуры.

Для выполнения работы студенты должны иметь представление об основных разделах электротехники, электроники; об основных видах электротехнических устройств, принципах их действия. Владеть методами анализа и расчета различных схем и систем, использовать стандартные правила построения и чтения чертежей и схем, вести и разрабатывать техническую документацию.

АПП. 220301. 015. ПЗ Изм Кол.у Лист №док. Подпись Дата

Лист

7

1 Минимизация функций.

Инв. № подл.

Подпись и дата

Взам.инв. №

1.1 Преобразование двоичного кода в код «обратный».

Таблица 1 Код

Двоичный (X) Обратный (У)

0 1 0000 0001 1111 1110

2 3 0010 0011 1101 1100

Число 4 5

0100 0101 1011 1010

6 7 0110 0111 1001 1000

8 9 1000 1001 0011 0111

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 0 1 2 3 У1 1 1 1 1 У2 1 1 1 1 У3 1 1 0 0 У4 1 0 1 0 X1 0 0 0 0 X2 0 0 0 0 X3 0 0 1 1 X4 0 1 0 1

Число

4 5 6 7 8 9 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 0 0 1 1 1 0 1 0 1 1 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 1 1 0 0 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.

X1X2

X3X4 Y1=|X1

Рисунок 1 - Минимизация функции Y1

АПП. 220301. 015. ПЗ Изм Кол.у Лист №док. Подпись Дата

Лист

8

Инв. № подл.

Подпись и дата

Взам.инв. №

X1X2

X3X4

Y2=X4*|X2 |X1*|X2

Рисунок 2 - Минимизация функции Y2 X1X2

X3X4 Y3=|X3

Рисунок 3 - Минимизация функции Y3 X1X2

X3X4

Y4=X1 |X4

Рисунок 4 - Минимизация функции Y4

В результате минимизации получаем схему, реализующую преобразование кода ‘двоичный’ в код «обратный» приведенную на рисунке 5,6.

АПП. 220301. 015. ПЗ Изм Кол.у Лист №док. Подпись Дата

Лист

9

Инв. № подл.

Подпись и дата

Взам.инв. №

Рисунок 5 - Схема, реализующая преобразование

Рисунок 6 - Схема, минимизации реализующая преобразование

АПП. 220301. 015. ПЗ Изм Кол.у Лист №док. Подпись Дата

Лист

10

1.2 Преобразование кода «обратный» в «четный » код.

Инв. № подл.

Подпись и дата

Взам.инв. №

Таблица 2

Код 0 1 2 Обратный (X) 1111 1110 1101 Четный (Y) 00000 10001 10010

Число

3 4 5 6 7 1100 1011 1010 1001 1000 00011 10100 00101 00110 10111

8 9 0011 0111 11000 01001

Код 0 1 2 3 У1 0 1 1 0 У2 0 0 0 0 У3 0 0 0 0 У4 0 0 1 1 У5 0 1 0 1 X1 1 1 1 1 X2 1 1 1 1 X3 1 1 0 0 X4 1 0 1 0

X1X2

Число

4 5 6 7 8 9 1 0 0 1 1 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 1 1 0 0 0 1 0 1 0 1 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 0 0 1 1 1 0 1 0 1 1

X3X4

Y1=X3*|X4*X2 |X3*X4*X2 X3*X4*|X2 |X3*|X4*|X2

Рисунок 7 - Минимизация функции Y1 X1X2

X3X4

Y2=|X1

Рисунок 8 - Минимизация функции Y2

АПП. 220301. 015. ПЗ Изм Кол.у Лист №док. Подпись Дата

Лист

11

X1X2

Инв. № подл.

Подпись и дата

Взам.инв. №

X3X4

Y3=X1*|X2

Рисунок 9 - Минимизация функции Y3 X1X2

X3X4

Y4= |X3

Рисунок 10 - Минимизация функции Y4 X1X2

X3X4

Y5=|X4 |X1*X2

Рисунок 11 - Минимизация функции Y5

В результате минимизации получаем схему, реализующую преобразование кода ‘двоичный’ в код «обратный» приведенную на рисунке 12,13.

На рисунке 14 изображена схема преобразователя, реализующего преобразование из двоичного кода поступающего с выхода счетчика сначала в код «обратный», а затем в код «четный».

АПП. 220301. 015. ПЗ Изм Кол.у Лист №док. Подпись Дата

Лист

12

Инв. № подл.

Подпись и дата

Взам.инв. №

Код

Двоичный Обратный Четный

0 1 2 0000 0001 0010 1111 1110 1101 00000 10001 10010

Число

3 4 5 6 7 8 9 0011 0100 0101 0110 0111 1000 1001 1100 1011 1010 1001 1000 0011 0111 00011 10100 00101 00110 10111 11000 01001

Рисунок 12 - Схема, реализующая преобразование из двоичного в обратный -вначале и из обратного в четный - в конце

АПП. 220301. 015. ПЗ Изм Кол.у Лист №док. Подпись Дата

Лист

13

Инв. № подл.

Подпись и дата

Взам.инв. №

Рисунок 13 - Схема, реализующая преобразование из двоичного в обратный -вначале и из обратного в четный - в конце

АПП. 220301. 015. ПЗ Изм Кол.у Лист №док. Подпись Дата

Лист

14

2 Реализация схемы преобразования на мультиплексоре.

Инв. № подл.

Подпись и дата

Взам.инв. №

2.1 Реализация схемы преобразования двоичного кода в обратный код на мультиплексоре.

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.

D0 - когда X1X3. т. е. А1=0, А2=0;

D1 - КОГДАХ1 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.

D0 D1

D2 D3

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: X2

X4

Рисунок 14 - D0 для Y1 Y2 Y3 Y4

D0= 1 D0= X2 D0=1 D0= X4

АПП. 220301. 015. ПЗ Изм Кол.у Лист №док. Подпись Дата

Лист

15

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: Инв. № подл.

Подпись и дата

Взам.инв. №

X2

X4

Рисунок 15 - D1 для Y1 Y2 Y3 Y4

D1= 0 D1= X4 D1=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:

Рисунок 16 - D2 для Y1 Y2 Y3 Y4

D2= 1 D2= X2 D2=0 D2= X4

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:

Рисунок 17 - D3 для Y1 Y2 Y3 Y4

D3= не используется.

АПП. 220301. 015. ПЗ Изм Кол.у Лист №док. Подпись Дата

Лист

16

2.2 Реализация схемы преобразования обратного кода в четный код на мультиплексоре.

Инв. № подл.

Подпись и дата

Взам.инв. №

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.

D0 - когда X1X3. т. е. А1=0, А2=0;

D1 - КОГДАХ1 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.

D0 D1

D2 D3

Y1 Y2 Y3 Y4 Y5

Для Y1 получаем: D0= не используется

Для Y2 получаем: D0= не используется

Для Y3 получаем: D0= не используется

Для Y4 получаем: D0= не используется

Для Y5 получаем: D0= не используется

D1= X2X4 X2X4 D2= X2

D1=0 D2= X4

D1= X2 D2=0

D1=1 D2=0

D1= X4 D2= X2

D3= X2 X4 X2 X4

D3= 0

D3= X2

D3= 0

D3= X4

АПП. 220301. 015. ПЗ Изм Кол.у Лист №док. Подпись Дата

Лист

17

Производим реализацию двоичного кода в обратный код и обратный код в четный код на реальных микросхемах.

Инв. № подл.

Подпись и дата

Взам.инв. №

Рисунок 18 - Схема, реализующая преобразование из двоичного в обратный - вначале и из обратного в четный - в конце

АПП. 220301. 015. ПЗ Изм Кол.у Лист №док. Подпись Дата

Лист

18

3 Реализация схемы преобразования по схеме «Дешифратор-Шифратор»

Инв. № подл.

Подпись и дата

Взам.инв. №

Для реализации цифровой схемы преобразования кода «Обратный» в код «Четный» используется таблица истинности (Таблица 3). Она задает алгоритм работы. Так как код «Четный» задается 5-тью весами двоичной системы, необходимо использовать два шифратора.

Позиция выхода дешифратора

Таблица 3

Позиция Позиция входа входа шифратора 1 шифратора 2

15 0 0 12 0 3 10 4 2 9 4 1 7 2 2 14 1 2 13 1 1 11 5 0 8 5 3 3 3 0

Рис 19 - Реализация схемы преобразования по типу «Дешифратор-Шифратор».

АПП. 220301. 015. ПЗ Изм Кол.у Лист №док. Подпись Дата

Лист

19

4 Подбор счетчиков.

Инв. № подл.

Подпись и дата

Взам.инв. №

Счетчиком называют функциональный узел, предназначенный для счета сигналов. По мере поступления входных сигналов счетчик последовательно перебирает свои состояния в определенном для данной схемы порядке.

Обычно счетчик перебирает свои состояния в возрастающем порядке. Если состояния перебираются в убывающем порядке, то такой счетчик называется вычитающим, а если направление перебора может изменяться, то счетчик называют реверсивным. Счетчики, которые в процессе работы для переключения требуют подачи синхросигналов, называются синхронными, а счетчики, у которых для переключения достаточно подавать лишь входные сигналы - асинхронными.

Рисунок 20 - Итоговая схема двоичного счетчика с преобразователями

Счетчик имеет два входа установки нуля R01, R02.Установочные входы микросхемы обеспечивают прекращение счета и возвращают все четыре триггера в состояние низкого уровня, когда на входы R01 и R02 одновременно подается высокий уровень напряжения.

АПП. 220301. 015. ПЗ Изм Кол.у Лист №док. Подпись Дата

Лист

20

Вывод
Инв. № подл.

Подпись и дата

Взам.инв. №

В данной курсовой работе был сделан синтез счетчика, подбор мультиплексоров, шифраторов, дешифраторов и микросхем логики.

Проверка работоспособности схемы была проведена в программе Electronics Workbench.

АПП. 220301. 015. ПЗ Изм Кол.у Лист №док. Подпись Дата

Лист

21

Список литературы
Инв. № подл.

Подпись и дата

Взам.инв. №

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).

АПП. 220301. 015. ПЗ Изм Кол.у Лист №док. Подпись Дата

Лист

22
Заказать написание новой работы



Дисциплины научных работ



Хотите, перезвоним вам?