Синтез дискретных устройств. Современный этап научно-технического прогресса. Реализация дискретного устройства

отжатой кнопке SB1 на выходах установки (сброса) элементов устанавливается потенциал логической единицы. В случае же, когда нажата кнопка SB1, происходит отключение потенциала плюс 5В (логической единицы) от схемы сброса и на выходе схемы сброса появляется сигнал логического нуля. При отпускании кнопки, она возвращается в исходное состояние, снова коммутируя на выход схемы плюс 5В, и на выходе элемента сброса вновь устанавливается потенциал логической единицы.

3 ОБЩИЙ ПРИНЦИП РАБОТЫ ДИСКРЕТНОГО УСТРОЙСТВА

Разработанное дискретное устройство имеет следующий принцип действия. Генератор тактовых импульсов вырабатывает последовательность импульсов C частотой f = 10 кГц. По фронту тактовых импульсов счетчик импульсов увеличивает на своих выходах значение кода на единицу. Подсчет импульсов счетчика продолжается до достижения значения 19, после чего счетчик устанавливается в первоначальное состояние со значением, равным 0, и цикл повторяется. Тактовые импульсы также поступают на вход делителя частоты, на выходе которого появляется импульсы, длительность которых в 11 раз больше входного от генератора импульсов, и скважность которых равна 50%. Сигнал с выхода делителя частоты поступает на вход демультиплексора, который коммутирует его на один из своих пяти выходов в зависимости от задающего адреса, который устанавливается на его адресных входах с трех младших выходов счетчика импульсов. В это же время с выходов счетчика четырехразрядный код «8421» подается на преобразователь кодов, который переводит его в код «3a+2» и передает на полный сумматор по пяти линиям. Сумматор складывает их по модулю два с кодом с пяти выходов демультиплексора. На заключительном этапе работы схемы на входы параллельно-последовательного регистра подается результат сложения от сумматора, который записывается по сигналу разрешения записи, вырабатываемого специальной схемой, а считывается при поступлении тактовых импульсов на вход разрешения считывания.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

При разработке данного курсового проекта были получены практические навыки синтеза дискретных устройств. Разработано дискретное устройство, состоящее из генератора прямоугольных импульсов частотой f = 10 кГц, параллельного суммирующего счетчика импульсов на D-триггерах, делителя частоты на 11, преобразователя кодов, демультиплексора, сумматора и параллельно-последовательного регистра памяти. 

Освоена методика синтеза устройств в базисе «ИЛИ-НЕ». Построена электрическая принципиальная схема дискретного устройства, приведены временные диаграммы работы каждого элемента схемы. При проектировании были усвоены и применены методы минимизации с помощью карт Карно и метод существенных переменных.

Счетчик импульсов собран на базе D-триггеров и логических элементов «ИЛИНЕ». Задействованы пять триггеров. В схеме счетчика предусмотрена возможность сброса/установки его в начальное состояние по инверсному входу R.

Делитель частоты собран на базе четырех D-триггеров и также имеет возможность сброса/установки его в начальное состояние по инверсному входу R.

Преобразователь кодов «8421» в коды «3a+2»  построен на базе мультиплексоров, согласно условию.

Демультиплексор с пятью выходами коммутирует на один из них значение с входа, адрес которого задается по трем линиям от счетчика импульсов. Построен на базе элементов «ИЛИ-НЕ».

Сумматор построен на базе элементов «ИЛИ-НЕ» и складывает по модулю 2 значения по своим двум пятиразрядным входам.

Собранный на D-триггерах и элементах «ИЛИ-НЕ» параллельно-последовательный регистр преобразует параллельный пятиразрядный код со входа в последовательный код на своем выходе.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

1.  Березняцкий, Ю.Ф. Задание и минимизация функций алгебры логики: пособие для практических занятий но дисциплине «Теория дискретных устройств» / Ю.Ф. Березняцкий. – Гомель: БелГУТ, 2004. – 44 с.

2.  Бочков, К.А. Анализ функциональной структуры и синтез дискретных устройств: лаборат. практ. по дисциплине «Теория дискретных устройств» / К.А. Бочков, Ю.Ф. Березняцкий. Ч.I – III.; Белорус. гос. ун-т трансп. – Гомель:

БелГУТ, 2001.

3.  Бочков, К.А. Теория дискретных устройств: учеб. пособие / К.А. Бочков, Ю.Ф. Березняцкий; М-во образования Респ. Беларусь. Белорус. гос. ун-т трансп. – Гомель: БелГУТ, 2007. – 162 с.

4.  Колосов, В.Т. Проектирование узлов и систем автоматики и вычислительной техники: учеб. пособие для вузов / В.Т. Колосов, В.Ф. Мелехин. – Л.: Энергоатомиздат, 1983. – 256 с.

5.  Пухалъский, Г.И. Проектирование дискретных устройств на интегральных микросхемах: справочник / Г.И. Пухалъский, Т.Н. Новосельцева. – М.: Радио и связь, 1990. – 304 с. 

6.  Сапожников, В.В. Дискретные устройства железнодорожной автоматики, телемеханики и связи: учеб. для вузов / В.В. Сапожников [и др.]. – М.:

Транспорт, 1988. – 255 с.

7.  Цифровые интегральные микросхемы: Справочник. – Мн.: Беларусь, 1991.

ПРИЛОЖЕНИЕ А. СХЕМА ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ

ПРИНЦИПИАЛЬНАЯ ДИСКРЕТНОГО УСТРОЙСТВА

ПРИЛОЖЕНИЕ Б. ПЕРЕЧЕНЬ ИСПОЛЬЗОВАННЫХ МИКРОСХЕМ

В курсовом проекте использовались следующие микросхемы серии К555:

К555ЛЕ4 – 3 логических элемента 3 «ИЛИ-НЕ». Схема представлена на рисунке Б.1. Назначения выводов элемента представлены в таблице Б.1.

Таблица Б.1 – Назначения выводов элемента К555ЛЕ4

Рисунок Б.1 – Схема элемента

                           К555ЛЕ4                          

К555ЛЕ1 – 3 логических элемента 2 «ИЛИ-НЕ». Схема представлена на рисунке Б.2. Назначения выводов элемента представлены в таблице Б.2.

Таблица Б.2 – Назначения выводов элемента К555ЛЕ1

    Рисунок Б.2 – Схема элемента        

К555ЛЕ1

К555ТМ2 – 2 синхронных D-триггера со сбросом и установкой