Счетчик-делитель

Дата добавления: 2014-11-27; просмотров: 1677; Нарушение авторских прав

					С.53.230101.4841.КП.1.3.СБ
					Преобразователь двоично-десятичного кода 2421 в двоично-десятичный код 5211 СБОРОЧНЫЙ ЧЕРТЕЖ	Литер		М
Изм	Лист	Документ	Подпись	Дата		У			1:1
Разработала	А.А. Кузнецова
Проверил	О.И. Курсанов
				Лист 1	Листов 1
Рецензия					Группа 4841
Н. К.

С.53.230101.4841.КП.1.3.ЭЗ

Преобразователь двоично-десятичного кода 2421 в двоично-десятичный код 5211

Литер

М

Изм

Лист

Документ

Подпись

Дата

У

Разработала

А.А. Кузнецова

Проверил

О.И.Курсанов

Лист 1

Листов 1

Рецензия

Группа 4841

Н.К.

					С.53.230101.4841.КП.1.3
					ВРЕМЕННЫЕ ДИАГРАММЫ	Литер		М
Изм	Лист	Документ	Подпись	Дата		У
Разработала	А.А. Кузнецова
Проверил	О.И. Курсанов
				Лист 1	Листов 1
Рецензия					Группа 4841
Н. К.

Счетчик-делитель

ТОГУ ФАИТ МТС-81

Выполнил: студент гр. МТС-81

Столярчук А.С.

Проверил:

ст. преп. Агеев В.В.

Хабаровск 2011

РЕФЕРАТ

Курсовой проект содержит пояснительную записку на 24 листах формата А4, включающую 20 рисунков, 8 таблиц, 5 литературных источников.

СХЕМОТЕХНИКА, ПРОЕТИРОВАНИЕ ЭЛЕКТРОННЫХ УСТРОЙСТВ, ЦИФРОВАЯ ЭЛЕКТРОНИКА, ТРИГГЕРЫ, JK-ТРИГГЕР, СЧЁТЧИК –ДЕЛИТЕЛЬ.

Целью курсовой работы является приобретение знаний по проектированию цифровых электронных схем. Работа включает в себя расчётную часть, а также экспериментальную проверку полученных результатов путем моделирования рассчитываемых схем на компьютере с помощью программы «MAX+Plus II Altera».

СОДЕРЖАНИЕ

1. ВВЕДЕНИЕ 4

2. Основная часть

2.1. Постановка задачи 6

2.2. Расчет модуля с К=9 7

2.3. Расчет модуля с К=11 10

2.4. Расчет модуля с К=13 14

3. Моделирование схемы с помощью программы 18

6. ЗАКЛЮЧЕНИЕ 23

7. СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 24

ВВЕДЕНИЕ

Электроника имеет короткую, но богатую историю. Первый период был связан с простейшими передатчиками ключевого действия и способные принимать их сигналы приемниками, которые появились в начале нашего века.

Затем началась ламповая эпоха. Позже появились элементы на твердом теле, а за ними БИС и СБИС. Сейчас невозможно найти такой сферы где бы не применялись достижения цифровой электроники. Основу всех электронных устройств и ЭВМ – составляют цифровые схемы логических цепей, регистров, сумматоров, счетчиков, преобразователей и т.п. Понимание физических процессов работы и методов конструирования сложных систем на их основе является первым необходимым условием того, чтобы электронные устройства корректно работали.

Почти каждая сложная цифровая система содержит в себе несколько счетчиков. Их назначение очевидно: подсчет числа некоторых событий или временных интервалов, либо упорядочение событий в хронологическом порядке. Кроме того они могу выполнять и не столь очевидные вещи: их можно использовать для адресации, в качестве элементов памяти, а так же в качестве делителей частоты.

Деление частоты – одна интересных и важных функций, которую часто выполняют счетчики в цифровых системах. Такая система представляет основу цифровых часов. Периодический сигнал с частотой 1287 Гц, сформированный в виде последовательных импульсов, подается на вход системы, которая делит частоту на 1287. На выходе имеем последовательность прямоугольных импульсов с частотой 1Гц.

Рис 1. Структурная схема делителя

На рис 1. схематически изображен счетчик на 1287. Проектирование непосредственно счетчика на 1287 – трудновыполнимая задача. Для упрощения проектирования его разбивают на отдельные модули. При умножении К этих счетчиков получается нужный делитель. Сами модули соединяются последовательно.

Делители реализуются на триггерах, но справочники по выпускаемым промышленностью ИС содержат длинные списки счетчиков. В этой работе делитель будет реализован на JK-триггерах и трёх наиболее типичных СИС счетчиках: 155ИЕ2 (7490), 155ИЕ4 (7492), 155ИЕ5 (7493).

2 Основная часть

2.1 Постановка задачи

Задачей данного курсового проекта было проектирование и реализация синхронного счетчика на JK-триггерах с К=1287.

Следующей задачей работы стала разработка этого же делителя частоты на стандартных схема счетчиков: К155ИЕ2 (7490), К155ИЕ4 (7492), 155ИЕ5 (7493).

Существует несколько методов разработки счетчиков, которые формируют произвольную последовательность. Рассмотрим детали простого способа. перед тем как начать разработку необходимо проанализировать работу JK-триггера.

Таблица 1. Таблица возбуждений JK-триггера

Разобьем счетчик на модули 9, 11, 13.

2.2 Расчет модуля с К=9

Рассчитаем счетчик К=9:

Таблица 2. Таблица истинности счетчика в моменты t и t+1

Таблица 3. Таблица состояний счетчика

Составим карты Карно:

J_a=D

K_a=1

J_b=A*D=A+D

K_b=D+A=D*A

J_c= D*B*A=D+A*B

K_c=B*A+D =A*B*D

J_d=B*A*C=A*B+C

K_d=1

Проведем анализ на сбои:

Рис 2. Граф состояний

2.3 Расчет модуля К=11

Рассчитаем счетчик К=11:

Таблица 4. Таблица истинности счетчика в моменты t и t+1

Таблица 5. Таблица состояний счетчика

J_a=D*C*B

K_a=1

J_b=A*C+A*D=A+D*C

K_b=D+A=D*A

J_c= B*A*D=B*A+D

K_c=B*A+D=D*A*B

J_d=B*A*C=B*A+C

K_d=C+B=C*B

Проведем анализ на сбои:

Рис. 3. Граф состояний

2.4 Расчет модуля К=13

Таблица 7. Таблица истинности счетчика в моменты t и t+1

Таблица 8. Таблица состояний счетчика

J_a=D+C=D*C

K_a=1

J_b=A*D+A*C=A+D*C

K_b=D*C+A=D*C*A

J_c=B*A

K_c=D+A*B=D*A*B

J_d=A*B+C

K_d=C

Проведем анализ на сбои:

Рис. 4. Граф состояний

3. Моделирование схемы с помощью программы

Для счетчика с К=9 имеем следующую схему и временную диаграмму:

Рис. 5. Схема счетчика К=9

Рис. 6. Временная диаграмма счетчика К=9

Цена по Квайну =12.

Для счетчика с К=11 имеем следующую схему и временную диаграмму:

Рис. 7. Схема счетчика К=11

Рис. 8. Временная диаграмма счетчика К=11

Цена по Квайну=18.

Для счетчика с К=13 имеем следующую схему и временную диаграмму:

Рис. 9. Схема счетчика К=13

Рис. 10. Временная диаграмма счетчика К=13

Цена по Квайну = 14.

Для наглядности демонстрации схемы делителя все схемы объединяются в единые модули, соединив их последовательно получим делитель с К=1287.

Рис. 11. Схема счетчика К=1287

Рис. 12. Временная диаграмма счетчика К=1287

Для сравнения спроектируем данный счетчик на модулях СИС

Для счетчика с К=9 имеем следующую схему и временную диаграмму:

Цена по Квайну = 44.

Рис. 13. Схема СИС счетчика К=9

Рис. 14. Временная диаграмма СИС счетчика К=9

Для счетчика с К=11 имеем следующую схему и временную диаграмму:

Рис. 15. Схема СИС счетчика К=11

Рис. 16. Временная диаграмма СИС счетчика К=11

Для счетчика с К=13 имеем следующую схему и временную диаграмму:

Рис. 17. Схема СИС счетчика К=13

Рис. 18. Временная диаграмма СИС счетчика К=13

Последовательно соединяем и наблюдаем следующую диаграмму:

Рис. 19. Схема СИС счетчика К=1287

Рис. 20. Временная диаграмма СИС счетчика К=1287

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В ходе данного курсового проекта был разработан делитель частот на JK-триггерах и делитель частот на СИС. В ходе анализа работы схем получены следующие выводы. Делитель частот на СИС прост в изготовлении, т.к. отпадает необходимость расчетов, необходимо лишь знать за что отвечает каждый конкретный вывод схемы. Быстродействие схемы определится быстродействием одного элемента (не включая логические схемы), а не нескольких. Значительно меньше и их цена. Таким образом, для изготовления схем предпочтительно использование СИС счетчиков.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

1. Хоровиц П., У Хилл У., Искусство схемотехники Т.2; 4-е изд. – М.: Мир, 1993. – 122с.

2. Токхейм Р., Основы цифровой схемотехники. – М.: Мир, 1988. – 163-187с.

4. Зельдин Е.А., Цифровые интегральные микросхемы в информационно-измерительной аппаратуре – Спб.: Энергоатомиздат, 1986. – 208-214с.

5. Под ред. Тарабрина Интегральные микросхемы. Справочник – М.:Радио и связь, 1983 - 63с.

5. Рональд Дж. Точчи, Нил С. Уидмер, Цифровые системы. Теория и практика. – М.: Вильямс, 2004. – 422-425с.