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

46 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

1484. СПЕЦИАЛИЗИРОВАННАЯ ПСИХОЛОГИЧЕСКАЯ ПОМОЩЬ ВЫПУСКНИКАМ КЛАССОВ КОРРЕКЦИОННО-РАЗВИВАЮЩЕГО ОБУЧЕНИЯ С КОНСТИТУЦИОНАЛЬНО-ТИПОЛОГИЧЕСКОЙ ПРЕДИСПОЗИЦИЕЙ ЛИЧНОСТИ 1018.64 KB
  Теоретическое обоснование проблемы конституционально-психотипологической предиспозиции личности в российской психологии. Материал, методы исследования и психологического сопровождения выпускников классов коррекционно-развивающего (компенсирующего) обучения, имеющих конституционально-психотипологическую предиспозицию личности. Сравнительный эмпирический и экспериментально-психологический анализ обследованных подростков.
1485. ПСИХОЛОГО-ПЕДАГОГИЧЕСКОЕ СОПРОВОЖДЕНИЕ ДЕТЕЙ-СИРОТ КАК СРЕДСТВО ИХ СОЦИАЛИЗАЦИИ 1017.35 KB
  Научно-теоретические основы психолого-педагогического сопровождения детей-сирот в условиях детского дома. Организационно-содержательные условия психолого- педагогического сопровождения детей-сирот в условиях детского дома. Модель психолого-педагогического сопровождения детей-сирот в условиях детского дома.
1486. СИМВОЛИКА АРХИТЕКТУРНОГО ЛАНДШАФТА МОСКОВСКОГО КРЕМЛЯ И ОСТРОВА СИТЕ (ПАРИЖ) В ВОСПРИЯТИИ ПРЕДСТАВИТЕЛЕЙ РОССИЙСКИХ И ФРАНЦУЗСКИХ СУБКУЛЬТУР ХIХ – НАЧАЛА ХХ ВВ. 1016.13 KB
  Восприятие символики архитектурных ландшафтов: теоретический обзор в контексте исследования Символика архитектурного ландшафта Московского Кремля в восприятии представителей французских субкультур начала - середины XIX в. Символика архитектурного ландшафта острова Сите в восприятии представителей российских субкультур начала ХIХ в.
1487. СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ГОСУДАРСТВЕННОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ ИННОВАЦИОННОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ В ПРОМЫШЛЕННОСТИ 1014.86 KB
  Инновационное развитие в современной экономике (теоретический аспект). Инновационное развитие в промышленности Хабаровского края. Формы и механизмы государственного регулирования инновационной деятельности.
1488. СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ БИОТЕХНОЛОГИИ ПРОИЗВОДСТВА ПИТАТЕЛЬНЫХ СРЕД ДЛЯ КУЛЬТИВИРОВАНИЯ ЧУМНОГО МИКРОБА НА ОСНОВЕ СЫРЬЯ ЖИВОТНОГО И РАСТИТЕЛЬНОГО ПРОИСХОЖДЕНИЯ 1010.59 KB
  Среды на основе сырья животного происхождения и их использование при культивировании чумного микроба. Разработка ускоренного способа приготовления ферментативных мясных гидролизатов. Оценка качества сред по пигменто- и индолообразованию тест-штаммов. Сравнительное изучение ростовых качеств питательных сред, приготовленных с использованием ферментативного гидролизата сои (бобов).
1489. Измерительные системы автоматизации работы железнодорожного транспорта 50.68 KB
  Внедрение современных многофункциональных и высокопроизводительных измерительных систем и мобильных комплексов (МИКАР) позволит автоматизировать многие технологические операции и, как следствие, сократить трудозатраты.
1490. Разработка схемы выпрямителя 119.13 KB
  Схема выпрямителя с П-образным LC-фильтром, номинальное напряжение нагрузки 600 Вольт, номинальная мощность 100 Ватт, допустимый коэффициент пульсации 1%, напряжение сети переменного тока 110 В при частоте 400 Гц.
1491. Индуктивная связь между катушками 83.68 KB
  Определим токи во всех ветвях схемы. Построим диаграмму токов и топографическую диаграмму напряжений. Составим баланс активных и реактивных мощностей. Построим на одном графике кривые мгновенных значений e1 и i3. Определим показания ваттметра.
1492. Особенности математического моделирования 156.83 KB
  Технологический объект управления. Цель и задачи математического моделирования систем управления. Блочный принцип построения модели. Аналитический метод построения математических моделей. Основные потоки. Модель идеального смещения. Модель идеального вытеснения. Однопараметрическая диффузионная модель.