Методические
указания по выполнению курсовой работыВ курсовой работе требуется создать некоторое устройство управления и проверить его работоспособность моделированием. Затем необходимо реализовать это устройство в виде микросхемы (ограничившись только созданием условного графического обозначения и математической моделью).
 |
На рис. 1 приведен пример схемы устройства управления на базе двоичного счетчика, дешифратора и комбинационной схемы.
Трехразрядный двоичный счетчик с последовательным переносом на сложение реализован на D–триггерах (микросхемы 531 ТМ2), которые в счетном режиме меняют свое состояние по фронту входного импульса, поэтому с первого разряда на второй разряд и со второго на третий разряд сигнал подается с инверсных выходов Q1' и Q2’ соответственно (см. рис. 1). Для обеспечения счетного режима D–триггеров на вход D каждого триггера подается сигнал с инверсного выхода этого же триггера. Входы R всех трех триггеров объединены в шину R – шину сброса счетчика в состояние 000. Входы S триггеров объединены в шину S – шину установки счетчика в состояние 111. Счетный вход счетчика С.
Дешифратор реализован по линейной схеме на элементах 3И–НЕ (микросхемы 155LA4) с инверторами на элементах 2И–НЕ (микросхемы 155LA3). Таким образом, дешифратор имеет выходы как с активным низким уровнем X0…X7 (выходы элементов 3И–НЕ), так и с активным высоким уровнем Y0…Y7 (выходы элементов 2И–НЕ), что упрощает реализацию выходных комбинационных схем. (Здесь надо привести схемы возможных вариантов реализации комбинационных схем на дешифраторах см. файл Дешифраторы).
Комбинационные схемы реализуют функции F1, F2 …(Здесь надо привести ваши функции в форме задания, затем рассмотреть возможные преобразования (минимизацию) в формы, удобные для реализации, и рассмотреть разные схемные реализации этих функций).
Далее нужно:
1) привести последовательность ваших действий при создании схемы – с помощью какой программы создавали схему, какие команды применяли, назначение команд и т.д.
2) Привести последовательность ваших действий при моделировании работы схемы и результаты моделирования в виде командного файла для моделирования и временных диаграмм [и таблиц].
На рис. 2 и рис. 3 даны схемы устройства управления без комбинационной схемы для двух вариантов задания. Варианты отличаются только схемами счетчиков. На рис. 2 счетчик выполнен на D–триггерах, а на рис. 3 на JK–триггерах.
 |
 |
Рис. 3
В соответствии с заданием необходимо создать логическую модель разработанной схемы в виде условного графического обозначения (УГО) и математической модели.
УГО создается с помощью программы PCCAPS в режиме создания элементов (далее надо привести ваши действия при создании УГО, обосновать форму, размеры, описать последовательность команд и действий пользователя, почему и в каком порядке вводились те или иные параметры, признаки, атрибуты и т.д.) Пример УГО показан на рис. 4.
Математическая модель элемента (узла или даже устройства) создается в виде файла на языке PML. (Далее надо указать из каких частей состоит модель и каково содержание этих частей в модели вашего устройства, представленного в виде элемента (интегральной схемы)).
Замечание. Хорошо бы представить не только УГО, но и корпус вашей микросхемы, сколько у нее выводов, их назначение. (У микросхемы, по крайней мере, на 2 вывода больше, чем у УГО. Почему?).
На рис. 5 дан пример корпуса микросхемы с 24 выводами (а у Вашей ИС сколько будет выводов?).
Определившись с УГО, можно создавать математическую модель вашего устройства. Пример такой модели приведен ниже. В этой модели описана работа двоичного счетчика с последовательным переносом на D–триггерах, работа линейного дешифратора и комбинационной схемы. Особенность языка PML проявилась в том, что комбинационную схему удается описать только в виде логических выражений с переменными, являющимися выходами триггеров счетчика. При реализации КС с ис
 |
(Докажите это.)
US ()
INPUT S,C,R;
OUTPUT F1,F2,Y0,Y1,Y2,Y3,Y4,Y5,Y6,Y7,X0,X1,X2,X3,X4,X5,X6,X7;
INOUT Q1,Q2,Q3;
LOCAL Q1',Q2',Q3';
/* СБРОС */
{ IF((R=="0") && (S=="1"))
{Q1="0";Q2="0";Q3="0";Q1'="1";Q2'="1";Q3'="1";
X0="0";Y0="1";X1="1";Y1="0";
X2="1";Y2="0";X3="1";Y3="0";
X4="1";Y4="0";X5="1";Y5="0";
X6="1";Y6="0";X7="1";Y7="0";
F1="1";
}
/* РАБОТАЕТ СЧЕТЧИК НА D–ТРИГГЕРАХ */
IF (R=="1" && S=="1")
{IF(C=="/") {IF(Q1) {Q1="0";Q1'="1";} ELSE {Q1="1";Q1'="0";}}
IF(Q1'=="/") {IF(Q2) {Q2="0";Q2'="1";} ELSE {Q2="1";Q2'="0";}}
IF(Q2'=="/") {IF(Q3) {Q3="0";Q3'="1";} ELSE {Q3="1";Q3'="0";}}
}
/* РАБОТАЕТ ДЕШИФРАТОР */
X0 =~(Q1' & Q2' & Q3'); Y0 = Q1' & Q2' & Q3';
X1 =~(Q1 & Q2' & Q3'); Y1 = Q1 & Q2' & Q3';
X2 =~(Q1' & Q2 & Q3'); Y2 = Q1' & Q2 & Q3';
X3 =~(Q1 & Q2 & Q3') ; Y3 = Q1 & Q2 & Q3';
X4 =~(Q1' & Q2' & Q3); Y4 = Q1' & Q2' & Q3;
X5 =~(Q1 & Q2' & Q3) ; Y5 = Q1 & Q2' & Q3;
X6 =~(Q1' & Q2 & Q3) ; Y6 = Q1' & Q2 & Q3;
X7 =~(Q1 & Q2 & Q3) ; Y7 = Q1 & Q2 & Q3;
/* РЕАЛИЗАЦИЯ ФУНКЦИЙ (после минимизации)*/
F1=Q1';
F2=Q1'& Q3|Q2;
}
 |
Рис. 6
 |
Временные диаграммы работы схемы показаны на рис. 7.
Рис. 7
1. В.Н. Моделирование дискретных устройств в системе PCAD. - М.: Издательство МЭИ, 2002. (Файл)
2. Шило В.Л. Популярные микросхемы: Справочник. – М.: Радио и связь, 1987. – 352 с.
3. Потемкин И.С. Функциональные узлы цифровой автоматики. М.: Энергоатомиздат, 1988. – 320 с.
4. Угрюмов Е.П. Цифровая схемотехника. СПб.: БХВ – Санкт-Петербург, 2000. – 528 с.
5. Алексенко А.Г., Шагурин И.И. Микросхемотехника. – М.: Радио и связь, 1990. – 496 с.
6. Дорошенко А.Н., Логинов В.А., В.Н. Моделирование дискретных устройств в системе ELECTRONICS WORKBENCH. – М.: Издательство МЭИ, 2004. – 56 с. (Файл)
7. Дорошенко А.Н., Логинов В.А., В.Н. Разработка и исследование схем дискретных устройств. – М.: Издательство МЭИ, 2004. – 68 с. (Файл)
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.