Другие предметы \ Цифровые устройства

Проектирование четырехразрядного преобразователя кода

Страницы работы

8 страниц (Word-файл)

Скачать файл

Фрагмент текста работы

БАЛТИЙСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ "ВОЕНМЕХ"

им. Д. Ф. УСТИНОВА

Кафедра И4

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

по учебной дисциплине « Цифровые устройства »

на тему « Проектирование четырехразрядного преобразователя кода »

студента Попикова Михаила

Группа И432

ПРЕПОДАВАТЕЛЬ

Астанин Л.Ю. / __________ /___________

Фамилия И.О. Подпись " __"_____________ 2006 г.

Санкт-Петербург 2006г.

Содержание

стр.

Техническое задание.................................................................................................................................................... ..3

Пояснительная записка

1.Анализ технического задания…………………………………………………….4

2.Составление логических уравнений устройства и их минимизация.................................................................................................................................................... ..4

3.Обоснование выбора элементной базы.................................................................................................................................................... ..6

4. Разработка принципиальной схемы синтезируемого устройства………..6

5. Расчёт технических показателей устройства………………………………6

6. Моделирование работы устройства, анализ правильности функционирования и состязаний в схеме........................................................................................................... .7

7. Разработка конструкции печатной платы………………………………….7

8. Оценка степени выполнения задания........................................................................................................... .7

ТЕХНИЧЕСКОЕ ЗАДАНИЕ

Тема проекта: «Проектирование четырехразрядного преобразователя кода».

Исходные данные

Спроектировать преобразователь простого 4-х разрядного кода букв десятичного алфавита в код по индивидуальному заданию с формированием бита паритета.

Код на выходе устройства: 5 11 4 8 3 7 12 15 0 6.

Бит паритета: Нечетный.

Требования:

- напряжение питания 5В5%;

- потребляемая мощность: не более 250 мВт;

- время формирования выходного сигнала не более 25 нс;

- время наработки на отказ не менее 85000 час.

Условия эксплуатации:

- диапазон рабочих температур от минус 30°С до плюс 40°С;

- перегрузки до 5g;

- одиночные удары с ускорением не более 10g длительностью 0,1-1 мкс;

- вибрация с частотой 10 — 500 Гц и ускорением не более 10g.

Срок эксплуатации 15 лет, наработка за время эксплуатации до 85 тыс. часов.

Содержание пояснительной записки:

1. Анализ технического задания.

2. Составление логических уравнений устройства и их минимизация.

3. Обоснование выбора элементной базы.

4. Разработка принципиальной схемы синтезируемого устройства.

5. Расчет технических показателей устройства.

6. Моделирование работы устройства, анализ правильности функционирования и состязаний в схеме.

7. Разработка конструкции печатной платы.

8. Оценка степени выполнения задания.

Проектная документация:

1. Пояснительная записка.

2. Принципиальная схема устройства.

3. Сборочный чертеж печатной платы.

4. Спецификация.

Пояснительная записка

1. Анализ технического задания

Составим таблицу истинности для входного и выходного кода

Буква десят. алфавита	Входной код				Выходной код				Бит паритета
N	X₃	X₂	X₁	X0	Y3	Y2	Y1	Y0	P
0	0	0	0	0	0	1	0	1	0
1	0	0	0	1	1	0	1	1	1
2	0	0	1	0	0	1	0	0	1
3	0	0	1	1	1	0	0	0	1
4	0	1	0	0	0	0	1	1	0
5	0	1	0	1	0	1	1	1	1
6	0	1	1	0	1	1	0	0	0
7	0	1	1	1	1	1	1	1	0
8	1	0	0	0	0	0	0	0	0
9	1	0	0	1	0	1	1	0	0

2. Составление логических уравнений устройства и их минимизация

Минимизированное логическое уравнение с переходом от элементов ИЛИ-НЕ к элементам И-НЕ по закону де Моргана:

X₀

Минимизированное логическое уравнение с переходом от элементов ИЛИ-НЕ к элементам И-НЕ по закону де Моргана:

3. Обоснование выбора элементной базы

В качестве элементной базы выбираем серию КР1533 - ТТЛШ маломощные быстродействующие усовершенствованные интегральные микросхемы, т. к. их динамические параметры, допустимые значения внешних воздействующих факторов и надёжность соответствуют требованиям технического задания:

P_пот= 1 мВт; t_{зд. тип.} = 4 нс; t_{зд. макс.} = 8 нс; Э_пот = 4 пДж; напряжение питания 5В±5%

Синусоидальная вибрация: диапазон частот 1 - 2000 Гц, амплитуда ускорения 200 м/с²

Механический удар одиночного действия:

пиковое ударное ускорение 1500 м/с²; длительность действия ударного ускорения 0.1 - 2 мс

Механический удар многократного действия:

пиковое ударное ускорение 1500 м/с²; длительность действия ударного ускорения 1 - 5 мс.

Линейное ускорение 5000 м/с²

Пониженная температура среды: рабочая -10⁰С; предельная -60⁰С.

Повышенная температура среды: рабочая 70⁰С; предельная 85⁰С.

Изменения температуры среды -65⁰С - 85⁰С.

4. Разработка принципиальной схемы синтезируемого устройства

Принципиальная схема синтезируемого устройства разработана на основе минимизированных логических уравнений и выбранной серии микросхем. Схема выполнена в программе КОМПАС V7.0 и представлена на чертеже 1 (Обозначение БГТУ.036.010.001Э3).

5. Расчёт технических показателей устройства

- Напряжение питания 5В ±5%

- Потребляемая утройством мощность расчитывается по формуле , где - мощность, потребляемая одним логическим элементом (см. п.3), - количество логических элементов. Итак, мВт.

- Время формирования выходного сигнала , где - максимальное время задержки для одного логического элемента, мкс для серии КР1533 (см. п.3), а - максимальное число последовательно включенных логических элементов, для данной схемы (см. чертеж 1) .Время формирования выходного сигнала нс.

- Время наработки на отказ , где - количество используемых в схеме логических элементов (для данной схемы , см. чертеж 1); - количество отказов одного логического элемента в час (для схем средней степени интеграции отказов в час). Время наработки часов.