43517

Проектирование цифрового счетчика

Курсовая

Коммуникация, связь, радиоэлектроника и цифровые приборы

Дополнительные требования: предусмотреть управление реверсом и индикацию направления счета Теоретическая часть Счетчиком называется последовательное устройство предназначенное для счета входных импульсов и фиксации их числа в двоичном коде. В цифровых схемах счетчики могут выполнять следующие микрооперации над кодовыми словами: 1 установка в исходное состояние запись нулевого кода; 2 запись входной информации в параллельной форме; 3 хранение информации; 4 выдача хранимой информации в параллельной форме; 5 инкремент ...

Русский

2013-11-05

454 KB

45 чел.

Министерство образования и науки  Российской Федерации

Государственное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«Ижевский Государственный Технический Университет»

Кафедра «Конструирование радиоэлектронной аппаратуры»

Курсовая работа

на тему

«Проектирование цифрового счетчика»

Вариант №8

                                                                                      Выполнил: ст. гр.6-75-1

                                                                 М.О. Князев

                    Принял:

                    А.А. Бармин

Содержание:

  1.  Задание на проектирование………………………………….……….……3
  2.  Теоретическая часть………………………………………………….……4
  3.  Структурная схема триггера………………………………………………5
  4.  Проектирование цифрового счётчика……………………………………8
  5.  Вывод……………………………………………………………..……….12
  6.  Литература…………………………………………………………..…….13

     Приложение:

  1.  Схема электрическая принципиальная
  2.  Перечень элементов

  1.  Задание на проектирование:

Спроектировать цифровой синхронный счетчик при следующих исходных данных:

1.Модуль счета – 4

2.Направление счета – реверсивный

3. Тип элементов памяти – К155ТВ1

4. Тип логических элементов – И-НЕ

5. Дополнительные требования: предусмотреть управление реверсом и индикацию направления счета

Теоретическая часть

  Счетчиком называется последовательное  устройство, предназначенное для счета входных импульсов и фиксации их числа в двоичном коде. Счетчики  так же, как и сдвиговые регистры, строятся на основе N однотипных связанных между собой разрядных схем, каждый  из которых в общем случае состоит из триггера и некоторой комбинационной схемы, предназначенной для формирования сигналов  управления триггером.

В цифровых схемах счетчики могут выполнять следующие микрооперации над кодовыми словами:

1) установка в исходное состояние (запись нулевого кода);

2) запись входной информации в параллельной форме;

3)  хранение информации;

4)  выдача хранимой информации в параллельной форме;

5)  инкремент — увеличение   хранящегося   кодового   слова   на единицу;

6)  декремент — уменьшение   хранящегося   кодового   слова   на

единицу.

Основным статическим параметром счетчика является модуль счета М, который характеризует максимальное число импульсов, после прихода которого счетчик устанавливается в исходное состояние.

Основным динамическим параметром, определяющим быстродействие счетчика, является время установления выходного кода tK, характеризующее временной интервал между моментом подачи входного сигнала и моментом установления нового кода на выходе.

Структурная схема триггера К155ТВ1

Корпус К155ТВ1 типа 201.14-2, масса не более 1 г.

Корпус ИМС К155ТВ1












Условное графическое обозначение


1 - свободный;
2 - вход R;
3-5 - входы J1-J3;
6 - выход Y2;
7 - общий;
8 - выход Y1;
9-11 - входы K1-K3;
12 - вход C;
13 - вход S;
14 - напряжение питания;

Электрические параметры

1

Номинальное напряжение питания

5 В 5 %

2

Выходное напряжение низкого уровня

не более 0,4 В

3

Выходное напряжение высокого уровня

не менее 2,4 В

4

Напряжение на антизвонном диоде

не менее -1,5 В

5

Входной ток низкого уровня
    по входам 3-5, 9-11
    по входам 2,12,13

 
не более -1,6 мА
не более -3,2 мА

6

Входной ток высокого уровня

не более 0,04 мА

7

Входной пробивной ток

не более 1 мА

8

Ток короткого замыкания

-18...-55 мА

9

Ток потребления

не более 20 мА

10

Потребляемая статическая мощность

не более 105 мВт

11

Время задержки распространения при включении

не более 40 нс

12

Время задержки распространения при выключении

не более 25 нс

13

Тактовая частота

не более 15 мГц

Зарубежные аналоги: SN7472N, SN7472J

Микросхема представляет собой один независимый тактируемый J-K триггер с установкой в 0 и 1. Считывание информации с входов J и K происходит во время положительного перепада на входе С, а на выходы она передается во время отрицательного перепада. Наличие низкого уровня на входах R и S одновременно дает неопределенное состояние на выходах. Логические уровни на J и K не должны изменяться, пока на С высокий уровень. Если соединить выводы J и K триггер будет работать как обычный счетный (делить частоту на 2).

Таблица истинности триггера К155ТВ1

Входы

Выходы

R

S

C

J

K

Q

0

1

X

X

X

1

0

1

0

X

X

X

0

1

0

0

X

X

X

Неопределённое

1

1

0

0

Q

1

1

1

0

1

0

1

1

0

1

0

1

1

1

1

1

Инверсия

↓ - Спад фронта

Проектирование цифрового счетчика

Модуль счёта – 4, значит, счётчик должен иметь 2 триггера

Синхронный – импульсы подаются на входы C всех микросхем

Реверсивный – нужно предусмотреть снятие сигнала с инверсного выхода предыдущего триггера и подачу его на вход разрешения E последующего при подаче на вход направления V низкого уровня сигнала

Сброс осуществляется при подаче на вход S низкого уровня при наличии на R высокого, тогда на триггере будет 0 на выходе Q (это следует из таблицы истинности триггера).

Таблица истинности счётчика

Процесс

Номер испульса

Входы

Выходы

R

E

V

Q2

Q1

Сложение

Исходное

1

1

1

0

0

1

1

1

1

0

1

2

1

1

1

1

0

3

1

1

1

1

1

4

1

1

1

0

0

Вычитание

Исходное

1

1

0

0

0

1

1

1

0

1

1

2

1

1

0

1

0

3

1

1

0

0

1

4

1

1

0

0

0

Сброс

X

0

X

X

0

0

Остановка

X

1

0

X

Q2

Q1

Пусть в некоторый момент времени t1 на вход R приходит сбрасывающий импульс. Схема обнуляется.  На первый триггер поступает сигнал, и он переходит в единичное состояние, при следующем импульсе первый триггер переходит в нулевое состояние, а второй в единичное и так далее.

Схема счётчика

Принцип работы счетчика:

При подаче сигнала на вход R счетчик сбрасывается на ноль, при подаче сигналов на С и при наличии на разрешающем входе E логической «1» счетчик начинает считать импульсы по порядку циклом по 4 импульса, выводя на выходах соответствующий двоичный код. Направление счёта задаёт вход V: при наличии на нём «1» счётчик считает в прямом направлении, при «0» - в обратном. Если же на вход C перестают приходить импульсы или на вход E пришёл «0» (независимо от входа C), счётчик хранит своё состояние, пока его не «сбросят», «разрешат» или не начнут «гонять».

Моделирование счётчика в программе Micro-Cap

Временная диаграмма работы счётчика

d(2) – Сигнал на входе E

d(3) – сигнал на входе C

d(4), d(8) – сигналы на выходах Q1 и Q2 соответственно

d(5) – сигнал сброса R

d(11) – сигнал направления счёта V

Из данной временной диаграммы видно, что счетчик работает правильно.

Вывод

В данной курсовой работе мы спроектировали цифровой синхронный счетчик на элементе памяти К155ТВ1 с реверсивным направлением счета и типе логического элемента И-НЕ. С помощью программы Micro-Cap построили временную диаграмму. Из временной диаграммы видно, что счетчик спроектирован верно.

Литература:

1.  Савельев  А.Я.  Прикладная теория цифровых автоматов. - М.: Высшая

школа, 1987.

2. Гутников В.С. Интегральная электроника в измерительных устройствах.

2-е  изд.,  перераб.  и  доп. - Л.: Энергоатомиздат. Ленингр. отд-ние,

1988.- 304 с.

3. Шило В.Л. Линейные интегральные схемы. - М.: Советское радио, 1983.

4.  Автоматизация  проектирования  БИС. В 6 кн.: Практическое пособие.

Кн.   2.   П.В.   Савельев,   В.В.  Коняхин.  Функционально-логическое

проектирование БИС/ Под ред. Г.Г. Казеннова. - М.: Высшая шк., 1990.

Ижевск, 2011


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

81563. Белки мембран - интегральные, поверхностные, «заякоренные». Значение посттрансляционных модификаций в образовании функциональных мембранных белков 104.74 KB
  Мембранные белки контактирующие с гидрофобной частью липидного бислоя должны быть амфифильными. Белки мембран различаются по своему положению в мембране. Они могут глубоко проникать в липидный бислой или даже пронизывать его интегральные белки либо разными способами прикрепляться к мембране поверхностные белки. Поверхностные белки.
81564. Механизмы переноса веществ через мембраны: простая диффузия, первично-активный транспорт (Nа+-К+-АТФаза, Са2+-АТФаза), пассивный симпорт и антипорт, вторично-активный транспорт 106.69 KB
  Перенос некоторых неорганических ионов идёт против градиента концентрации при участии транспортных АТФаз ионных насосов. АТФазы различаются по ионной специфичности количеству переносимых ионов направлению транспорта. В результате функционирования АТФазы переносимые ионы накапливаются с одной стороны мембраны.
81565. Трансмембранная передача сигнала. Участие мембран в активации внутриклеточных регуляторных систем - аденилатциклазной и инозитолфосфатной в передаче гормонального сигнала 109.02 KB
  Важное свойство мембран - способность воспринимать и передавать внутрь клетки сигналы из внешней среды. \"Узнавание\" сигнальных молекул осуществляется с помощью белков-рецепторов, встроенных в клеточную мембрану клеток-мишеней или находящихся в клетке. Клетку-мишень определяют по способности избирательно связывать данную сигнальную молекулу
81566. Коллаген: особенности аминокислотного состава, первичной и пространственной структуры. Роль аскорбиновой кислоты в гидоксилировании пролина и лизина 108.5 KB
  В межклеточном матриксе молекулы коллагена образуют полимеры называемые фибриллами коллагена. Фибриллы коллагена обладают огромной прочностью и практически нерастяжимы. Молекулы коллагена состоят из трёх полипептидных цепей называемых αцепями. Первичная структура αцепей коллагена необычна так как каждая третья аминокислота в полипептидной цепи представлена глицином около 1 4 аминокислотных остатков составляют пролин или 4гидроксипролин около 11 аланин.
81567. Особенности биосинтеза и созревания коллагена. Проявления недостаточности витамина С 106.89 KB
  Синтез и созревание коллагена сложный многоэтапный процесс начинающийся в клетке а завершающийся в межклеточном матриксе. Синтез и созревание коллагена включают в себя целый ряд посттрансляционных изменений: гидроксилирование пролина и лизина с образованием гидроксипролина Hyp и гидроксилизина Hyl; гликозилирование гидроксилизина; частичный протеолиз отщепление сигнального пептида а также N и Сконцевых пропептидов; образование тройной спирали. Синтез полипептидных цепей коллагена.
81568. Особенности строения и функции эластина 103.27 KB
  Эластин содержит довольно много пролина и лизина но лишь немного гидроксипролина; полностью отсутствует гидроксилизин. В образовании этих сшивок участвуют остатки лизина двух трёх или четырёх пептидных цепей. Предполагают что эти гетероциклические соединения формируются следующим образом: вначале 3 остатка лизина окисляются до соответствующих εальдегидов а затем происходит их соединение с четвёртым остатком лизина с образованием замещённого пиридинового кольца. Окисление остатков лизина в εальдегиды осуществляется медьзависимой...
81569. Гликозаминогликаны и протеогликаны. Строение и функции. Роль гиалуроновой кислоты в организации межклеточного матрикса 192.62 KB
  Протеогликаны высокомолекулярные соединения состоящие из белка 510 и гликозаминогликанов 9095. Протеогликаны отличаются от большой группы белков которые называют гликопротеинами. Гликозаминогликаны и протеогликаны являясь обязательными компонентами межклеточного матрикса играют важную роль в межклеточных взаимодействиях формировании и поддержании формы клеток и органов образовании каркаса при формировании тканей.
81570. Адгезивные белки межклеточного матрикса: фибронектин и ламинин, их строение и функции. Роль этих белков в межклеточных взаимодействиях и развитии опухолей 104.14 KB
  К первой группе белков с выраженными адгезивными свойствами относят фибронектин ламинин нидоген фибриллярные коллагены и коллаген IV типа; их относят к белкам зрелой соединительной ткани. Фибронектин. Фибронектин один из ключевых белков межклеточного матрикса неколлагеновый структурный гликопротеин синтезируемый и выделяемый в межклеточное пространство многими клетками.
81571. Структурная организация межклеточного матрикса. Изменения соединительной ткани при старении, коллагенозах. Роль коллагеназы при заживлении ран. Оксипролинурия 112.48 KB
  Роль коллагеназы при заживлении ран. Коллаген IX типа антипараллельно присоединяется к фибриллам коллагена II типа. Его глобулярный НК4домен основный он не связан с фибриллами коллагена II типа и поэтому к нему может присоединяться такой компонент матрикса как гиалуроновая кислота. Микрофибриллы которые образуются тетрамерами коллагена VI типа присоединяются к фибриллам коллагена II типа и к гиалуроновой кислоте.