Принцип работы разрабатываемого дискретного устройства. Генератор прямоугольных импульсов. Синтез параллельно-последовательного регистра

Введение

Теория дискретных устройств является сравнительно молодой и быстро развивающейся отраслью науки. Ее появление в 30-х годах прошлого столетия связано с усложнением и совершенствованием релейных систем управления, когда возникла необходимость в их математическом описании.

Развитие и совершенствование систем автоматики, телемеханики и связи в значительной степени определяется широким внедрением цифровой техники. Это обусловлено известными преимуществами цифровых устройств по сравнению с аналоговыми: надёжностью, высокой стабильностью параметров и значительной скоростью обработки информации. Для построения систем автоматики, телемеханики и связи используются управляющие логические устройства, представляющие собой последовательные или комбинационные схемы.

Основы теории дискретных устройств начали закладываться в 1938-1940 гг., когда советский физик В.И. Шестаков, американский математик К. Шеннон и японский учёный А. Накашима доказали возможность использования булевой алгебры при анализе и синтезе контактных схем.

Большое влияние на развитие теории дискретных устройств оказало создание электронных вычислительных машин.  Исторически первыми были созданы релейно-контактные логические устройства, которые и в настоящее время широко применяются в промышленности, особенно на железнодорожном транспорте. Затем появились логические устройства на бесконтактных элементах, которые в своем развитие прошли путь от диодных и ферротранзисторных схем до интегральных.

На железных дорогах эксплуатируется большое число разнообразных систем электрической централизации, автоматической блокировки, диспетчерской централизации, систем горочной автоматики, устройств связи и др. Работают они в условиях усложнённой эксплуатационной обстановки, связанной с движением поездов. Большинство систем имеют длительный срок службы, непрерывный характер работы и выполняют ответственные функции по обеспечению безопасности движения. Вследствие этого к железнодорожным системам автоматики, телемеханики и связи предъявляют повышенные требования с точки зрения надёжности, безопасности и устойчивости работы.

Таким образом, с одной стороны, методом построения дискретных систем железнодорожной автоматики, телемеханики и связи являются общие методы. Но, с другой стороны, они имеют и ярко выраженную специфику, определяемую особыми эксплуатационно-техническими требованиями к транспортным системам.

Процесс проектирования дискретного устройства обычно разделяют на четыре этапа: системное или архитектурное, логическое, техническое и технологическое. На этапе системного проектирования решается задача выбора архитектуры проектируемого автомата, т.е. состава основных блоков автомата и структуры их взаимодействия, составление общего алгоритмического описания и формулировки условий работы отдельных блоков. На этапе логического проектирования решается задача синтеза структуры автомата в целом и отдельных его блоков. Под структурой автомата понимается совокупность физических элементов и соединений между ними, составляющих данный автомат. При синтезе чаще всего оперируют с функциональной схемой автомата, т.е. графическим изображением структуры автомата в виде условных блоков и элементов, а также путей передачи сигналов между ними и сигналов со входов и выходов автомата. Поэтому конечным результатом логического проектирования является функциональная схема автомата. На этапе технического проектирования решается задача отображения функциональной схемы автомата в реальных элементах с учётом их конструктивного оформления.

Технологическое проектирование решает задачи разработки технологических процессов изготовления устройства и соответствующей технологической документации. Обычно необходимость в нём возникает в тех случаях, когда при проектировании данного устройства возникает потребность в создании новых элементов, ранее не выпускавшихся промышленностью.

Все этапы проектирования завершает изготовление образца, его наладка и проведение опытных испытаний.

Целью данного курсового проекта является закрепление знаний по курсу «Теория дискретных устройст», практическая реализация дискретного устройства согласно индивидуального задания.

1 ПРИНЦИП РАБОТЫ РАЗРАБАТЫВАЕМОГО ДИСКРЕТНОГО УСТРОЙСТВА

В курсовой работе разрабатывается дискретное устройство (Рисунок