Проектирование цифрового устройства преобразующего входные комбинации двоичного кода в управляющие сигналы семисегментного индикатора с помощью метода карт Карно. Построение прибора в программе "Electronics Workbench 5.12" на элементах "И", "ИЛИ", "НЕ".
При низкой оригинальности работы "Разработка устройства преобразующего 4-х разрядный двоичный код в набор управляющих сигналов для семисегментного индикатора", Вы можете повысить уникальность этой работы до 80-100%
Благодаря новейшим технологиям современная промышленность научилась выпускать широчайший ассортимент недорогих и высокофункциональных логических элементов, микропроцессоров и микроконтроллеров. Без компьютеров, телевизоров, телефонных средств связи, Интернета трудно представить жизнь и деятельность современного человека. Создание вышеперечисленных технических достижений было бы не возможным без использования логических элементов, работа которых основана на алгебре-логике. Такие устройства широко применяются в приборах с информационными дисплеями, например в цифровых измерителях температуры, таймерах, светофорах, электронных счетчиках, часах и "бегущих" строках. На выходе каждый элемент также обеспечивает цифровой сигнал, который, в зависимости от логики работы схемы, принимает значения либо логической единицы, либо логического нуля.На выходе этого элемента сигнал логической единицы появиться тогда, и только тогда, когда хотя бы на одном из его входов появиться единица. Обозначается элемент прямоугольником, слева - входы, справа - выход, на прямоугольнике изображена единица рисунок 1.1 Диодный элемент «ИЛИ» В том случае, когда на все входы поступает логические нули, диоды оказываются закрытыми, и низкий потенциал из общего провода через резистор R окажется на выходе элемента. В том случае, когда на всех входах действует логические единицы, открытым окажется лишь один диод, так как сопротивление открытых диодов разное, остальные диоды окажутся закрытыми. Если импульс (либо высокий потенциал) действует лишь на одном входе, то открывается подключенный к этому входу диод и импульс (либо высокий потенциал) передается через открытый диод на резистор R.Семисегментный индикатор, как говорит его название, состоит из семи элементов индикации (сегментов), включающихся и выключающихся по отдельности. A до G; восьмой сегмент - десятичная точка, имеющая название DP (digital point) (рисунок 1.11), предназначенная для отображения дробных чисел. Для отображения букв появились четырнадцатисегментные и шестнадцатисегментные индикаторы, но сейчас их почти повсеместно заменили матричные (точечные) индикаторы. Большинство одноразрядных семисегментных индикаторов устроены на светодиодах, хотя существуют и альтернативы - лампы тлеющего разряда, электровакуумные индикаторы (катодолюминесцентные, накаливаемые), лампы накаливания, жидкие кристаллы и т. д. В обычном светодиодном индикаторе девять выводов: один идет к катодам всех сегментов, и остальные восемь - к аноду каждого из сегментов.Они содержат по 2n ячеек, где n - число логических переменных. Например, карта Карно для функции трех переменных содержит 8 ячеек, для четырех переменных - 16 ячеек. Карта размечается системой координат, соответствующих значениям входных переменных. Процесс минимизации заключается в формировании правильных прямоугольников, содержащих по 2К ячеек, где К - целое число.2.1 Построение таблицы истинности отображающей работу устройстваТаблица 2.3 - Исходная карта Карно Таблица 2.4 - FaСхема представляет собой цифровое устройство, преобразующее входные комбинации двоичного кода в управляющие сигналы семисегментного индикатора. ….Схема устройства выполнена в программе «Electronics Workbench 5.12» и состоит из шестнадцати элементов «И», семи элементов «ИЛИ», четырех элементов «НЕ», четырех элементов питания, четырех заземлений, четырех коммутирующих устройств, одного семисегментного индикатора и шин связи.В ходе выполнения курсового проекта закрепили необходимый базис знаний по предмету «Цифровая техника и микропроцессоры». Приобрели индивидуальные навыки и опыт в ходе подготовки, проектирования и разработки цифрового устройства.
План
Содержание
Введение
1. Теоретическая часть
1.1 Элемент «ИЛИ»
1.2 Элемент «И»
1.3 Элемент «НЕ»
1.4 Семисегментный индикатор
1.5 Минимизация функций с использованием карт Карно
2. Практическая часть
2.1 Построение таблицы истинности
2.2 Построение карт Карно и логических уровней
2.3 Проектирование и анализ принципиальной схемы устройства
Вывод
Список используемых источников
Введение
В наше время происходит бурное развитие микроэлектроники, микропроцессорной цифровой техники. Благодаря новейшим технологиям современная промышленность научилась выпускать широчайший ассортимент недорогих и высокофункциональных логических элементов, микропроцессоров и микроконтроллеров. Микроэлектроника все больше входит в наш быт. Без компьютеров, телевизоров, телефонных средств связи, Интернета трудно представить жизнь и деятельность современного человека. Создание вышеперечисленных технических достижений было бы не возможным без использования логических элементов, работа которых основана на алгебре-логике. Изучение работы простейших из них - есть цель данного курсового проекта. . Разрабатываемое устройство преобразует входные комбинации двоичного кода в управляющие сигналы семисегментного индикатора. Прибор построен на логических элементах «И», «ИЛИ», «НЕ». Действие логического устройства осуществляется при помощи метода минимизирующих карт Карно. Такие устройства широко применяются в приборах с информационными дисплеями, например в цифровых измерителях температуры, таймерах, светофорах, электронных счетчиках, часах и "бегущих" строках. Все логические элементы работают с цифровыми сигналами. Это значит, что сигнал на любом из входов элемента должен принимать значения либо логического нуля, либо логической единицы. На выходе каждый элемент также обеспечивает цифровой сигнал, который, в зависимости от логики работы схемы, принимает значения либо логической единицы, либо логического нуля. Элементы «И» и «ИЛИ» могут иметь любое количество входов, (кроме одного, иначе теряется смысл). Теоретически, количество входов может быть увеличено до бесконечности. Тип элемента определяется не количеством входов, а логикой его работы. Основными и наиболее простыми логическими элементами являются элементы, выполняющие операции отрицания (НЕ), конъюнкции (И), дизъюнкции (ИЛИ). Они составляют функционально полную систему и являются системой минимального базиса. Логические элементы «И» и «ИЛИ» могут выполняться на резисторах, диодах, биполярных и полевых транзисторах и туннельных диодах. Элемент НЕ выполняется только на транзисторах (ТТЛ). …. Курсовой проект состоит из двух частей: теоретической, в которой описывается логика работы прибора и составных его частей, и практической, в которой проведено построение таблиц истинности и карт Карно, проектирование и построение схемы устройства. цифровой преобразующий двоичный сигнал
Вывод
В ходе выполнения курсового проекта закрепили необходимый базис знаний по предмету «Цифровая техника и микропроцессоры». Приобрели индивидуальные навыки и опыт в ходе подготовки, проектирования и разработки цифрового устройства. Разработали цифровой прибор по индивидуальному варианту. Проектирование устройства провели с помощью метода минимизирующих карт Карно, функций алгебры-логики, а также таблиц истинности: конъюнкции, дизъюнкции и инверсии. Построили цифровое устройство, преобразующее входные комбинации двоичного кода в управляющие сигналы семисегментного индикатора, в программе «Electronics Workbench 5.12» на элементах «И», «ИЛИ», «НЕ». Закрепили знание условных графических обозначений. В ходе выполнения курсового проекта использовали справочную литературу.
Список литературы
1 Калабеков Б. А., Мамзелев И. А. Цифровые устройства и микропроцессорные системы 2-е изд., перераб. и доп Калабеков Б.А. Москва 2011
2 Водовозов А. М. Цифровые элементарные системы автоматики. Учебное пособие - Вологда. 2011
3 Белов А. В. Самоучитель разработчика устройств на микроконтроллерах AVR Наука м техника. Санкт-Петербург. 2012
4 Аникин В.И. «Функциональные устройства микропроцессорных систем».,Учебное пособие Тольятти, 2009
