Разработка структурной и функциональной схемы устройства. Схема подсчета тактовых импульсов. Сущность разработки принципиальной схемы устройства: проектирование схемы детектора фронтов, генератор тактовых импульсов, схема подсчета тактовых импульсов.
Аннотация к работе
МИНИСТЕРСТВО ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ УКРАИНЫ ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА к курсовому проекту по курсу: «Цифровая схемотехника» по теме: «Проектирование цифрового устройства»Внедрение микропроцессорной, и вообще цифровой, техники в устройства управления промышленными объектами требует от специалистов самого различного профиля быстрого освоения этой области знания. На первом этапе, который можно назвать структурным проектированием, заданный неформально алгоритм разработчик представляет в виде последовательности некоторых операторов, таких, как получение результата, счет, преобразование кода, передача информации. На основе полученной структуры алгоритма формулируются технические требования к схемам, реализующим отдельные операторы. По техническим требованиям в качестве функциональных узлов схемы можно применить либо готовые блоки в интегральном исполнении, либо, если таких микросхем в наличии нет, синтезировать их из более простых элементов. Поэтому результативного проектирования цифровых устройств разработчик должен уметь: выбрать наиболее приемлемый вариант решения поставленной задачи, работать с алгеброй логики, знать основные цифровые элементы и уметь их применять, по возможности знать наиболее простые и распространенные алгоритмы решения основных задач.При поступлении заднего фронта импульса или при превышении заданного интервала времени отсчет останавливается. Если значение в счетчике превышает заданный предел, на панели отображения выводится сигнал «ошибка».Тактовый генераторСтруктурную схему можно представить так, как отображено на рисунке 2. При поступлении переднего фронта измеряемого импульса детектор фронтов (ДФ) формирует управляющий сигнал на начало счета.Детектор фронтов состоит из двух ждущих мультивибраторов и триггера. Один ждущий мультивибратор предназначен для выделения заднего фронта импульса и сбрасывает триггер. Другой ждущий мультивибратор предназначен для выделения переднего фронта импульса и переключает триггер в единичное состояние и вырабатывает сигнал сброса счетчика. Схема подсчета тактовых импульсов состоит из элемента «И» и счетчика. Элемент «И» пропускает тактовые импульсы от генератора, только если триггер находится в единичном состоянии.Ждущий мультивибратор можно реализовать на основе микросхемы К155АГ3. Она содержит два ждущих мультивибратора с возможностью перезапуска. Каждый мультивибратор содержит выходы и , вход сброса и два входа запуска: - прямой и - инверсный, с активным низким уровнем. Потребляемый микросхемой К155АГ3 ток составляет 66МА, стекающий коллекторный ток выводов может быть до 40МА. Сигнал сброса формируется с помощью RC звена: времязадающий конденсатор подключается между выводами 14 и 15 а также 6 и 7; резисторы подключаются от выводов 15 и 7 к положительной шине питания 5В.Схема генератора приведена на рисунке 7. Частота генерации определяется из соотношения: , где НОК - наименьшее общее кратное, - точность измерения, - скорость передачи. Частота генерации определяется как: . Приняв , определим номинал резистора: Примем значение из номинального ряда .Для реализации схемы подсчета тактовых импульсов используем счетчики К155ИЕ6. В этих счетчиках имеется возможность последовательного подключения с целью увеличения разрядности.Для реализации схемы преобразования параллельного кода в последовательный выберем параллельно-последовательный регистр сдвига с параллельной записью данных К155ИР1. Если на вход подается напряжение высокого уровня, разрешается работа тактового входа C2. В момент прихода на этот вход отрицательного перепада тактового импульса в регистр загружаются данные с параллельных входов D0-D3.В ее функции входит следующее: Управление записью данных в регистры сдвига Анализ вышесказанного, позволяет сделать следующие выводы о необходимых компонентах схемы управления: Для управления сдвигом потребуется счетчик с пересчетом до 12 Со схемы задержки этот импульс поступает на вход триггера (электронного ключа), а также на вход C2 регистров сдвига. На выходе формируется логический ноль и через элемент задержки поступает на вход регистров сдвига, что переводит регистры в режим сдвига. В это время триггер уже установлен в единичное состояние и логическая единица с выхода поступает на элемент «И-НЕ», что дает возможность тактовым импульсам поступать на вход C1 регистров сдвига.При выполнении данной курсовой работы были проведены расчет и построение узлов и комбинационных схем.
План
Содержание тактовый импульс схема устройство
Введение
1. Разработка структурной И функциональной схемы устройства
1.1 Разработка структурной схемы устройства
1.2 Разработка функциональной схемы устройства
2. Разработка принципиальной схемы устройства
2.1 Проектирование схемы детектора фронтов
2.2 Генератор тактовых импульсов
2.3 Схема подсчета тактовых импульсов
2.4 Схема преобразования параллельного кода в последовательный