7226

Построить электронное устройство в соответствии с предложенной схемой и исходными данными

Курсовая

Коммуникация, связь, радиоэлектроника и цифровые приборы

1. Введение Целью курсового проекта является закрепление знаний по курсу Схемотехника ЭВМ и освоение методов расчета, схемотехнического проектирования и конструирования блоков и элементов ЦВМ. При выполнении проекта необходимо построить электронно...

Русский

2013-01-18

712.5 KB

20 чел.

1. Введение

Целью курсового проекта является закрепление знаний по курсу «Схемотехника ЭВМ» и освоение методов расчета, схемотехнического проектирования и конструирования блоков и элементов ЦВМ.

При выполнении проекта необходимо построить электронное устройство в соответствии с предложенной схемой и исходными данными, которое обеспечило бы заданную точность и качество работы.

Разработка устройства включает в себя следующие этапы :

  •  Составление и обоснование выбора функциональной схемы;
  •  Обоснование выбора используемой для проектирования элементной базы;
  •  Составление принципиальной схемы;
  •  Моделирование устройства на ЦВМ и описание его работы с использованием временных диаграмм ;
  •  Конструирование проектируемого устройства ;

В данном курсовом проекте, в соответствии с вариантом задания, отражена разработка  блока памяти для работы  с периферийными устройствами.

Разработка блока для работы памяти с периферийными устройствами является очень актуальной задачей.

Данное устройство содержится практически в любой ЦВМ.


                   2. ИНДИВИДУАЛЬНОЕ ЗАДАНИЕ

НА КУРСОВОЕ ПРОЕКТИРОВАНИЕ

В соответствии с заданием, в данном курсовом проекте разрабатывается вычислительная  система блока для работы памяти с периферийными устройствами :

Разрядность слова – 4

Объем ОЗУ – 128 слов

Функциональная схема вычислительной системы приведена на рис 1.

                        Блок для работы памяти с периферийными устройствами.

   

                                               Рис. 1 Функциональная схема

           По сигналу чтения происходит чтение данных из памяти. Соответственно, по сигналу записи происходит запись данных, поступающих из периферийного устройства, в ОЗУ. В один момент времени может быть разрешена либо только операция записи , либо только операция чтения.

           Для реализации системы используются 8 схем памяти разрядностью 4 бита.

           Для выполнения операции записи, необходимо подать разрешающий сигнал записи. Чтение  происходит по тому же адресу,  что и запись. Выходы всех схем памяти объединяются и подаются на единую шину данных, подключенную к выходному регистру данных.

            3. выбор элементной базы

Для того чтобы выбрать элементную базу проектируемого устройства необходимо провести сравнительный анализ различных серий микросхем. (Таблица 1 )

                Таблица 1

Типы микросхем tз,нс Pmax,мВт

ТТЛ 5..10 1..10

ТТЛШ 1..3 1..5

КМДП 3..80 0.0002..0.2

ЭСЛ 1..2 30..50

И2Л 1..25 0.1

Основываясь на этом, в данном проекте рассматриваются ТТЛ-схемы, представляющие наиболее полный функциональный набор микросхем, обладающих необходимыми параметрами и доступностью, справочной информацией для проектировщика.

Отечественная промышленность выпускает большой набор интегральных микросхем. Широкое применение для построения устройств находят цифровые микросхемы ТТЛ: серий – К155, К555, К531.

В данном проекте используются микросхемы серии К555. Микросхемы серии К555 были выбраны из-за малой энергетической потребности  в отличии от серии К155 и К531 и наличия всех необходимых элементов.

 


Регистр ИР1

ОЗУ РУ2.

4. СХЕМОТЕХНИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ

                   Micro-Cap V 9.0.3.0.1

 

Программа Micro-Cap V 9.0.3.0.1 имеет удобный пользовательский интерфейс. Программа позволяет моделировать не только аналоговые, но и цифровые и аналого-цифровые электронные устройства.

Воспользуемся программой Micro-Cap V 9.0.3.0.1 для непосредственного конструирования  и тестирования разрабатываемого нами  узла ЦВМ (рис. 4)

 


Диаграммы показывающие работу блока изображены на рисунке 5.

 


5. ПРИМЕНЕНИЕ МАКРООПРЕДЕЛЕНИЙ (макросов) ПРИ МОДЕЛИРОВАНИИ УСТРОЙСТВ И   

ПОСТРОЕНИИ ПРИНЦИПИАЛЬНЫХ СХЕМ.

В процессе моделирования устройств в ряде случаев отдельные элементы  могут отсутствовать в библиотеке компонентов. В этом случае необходимо строить макросы, представляющие собой компиляцию однородных или разнородных элементов и объединенных в отдельную схему, которой присваивается некоторое название. Подобную процедуру также удобно применять для объединения блоков схемы одинакового функционального назначения  с целью упрощения самой принципиальной схемы.

           Рассмотрим процедуру составления макроса на примере разрабатываемой в данном курсовом проекте оперативной памяти.

 Входы: 7 входов адреса, для выбора слова, 4 входа данных, сигнал очистки ОЗУ(R), сигналы записи (W) и чтения (RE).

Выходы: ОЗУ имеет 4 выхода данных.

Принцип работы:

1) Чтение: После подачи кода адреса на входы A0-A6 подается сигнал чтения для чтения из памяти.

2) Запись: Необходимо на вход данных подать входное слово, на входы адреса адрес, куда необходимо записать слово и затем подать сигнал записи.

Для создания макроса открываем меню Файл, выбираем пункт Новый, выбираем Schematic, нажимаем кнопку OK. Появляется пустое окно, в котором  нужно нарисовать схему, изображенную на рисунке 6 и сохранить под именем «ram128x4», с расширением Macro(*.mac)

Затем в  меню Окно выбираем пункт Редактор компонентов. Справа в дереве выбираем нужную нам группу и Нажимаем кнопку ADD, вводим имя «ram128x4», рисуем фигуру, соответствующую разрабатываемому нами элементу, затем нажимаем кнопку CLOSE, подтверждая сохранение изменений (рис.7) 

 


Затем вторично выбираем меню Окно, выбираем пункт Редактор компонентов  

Нажимаем кнопу Add component.В поле Name пишем «ram128x4»,В поле Shape выбираем «ram128x4». В поле Definition выбираем Macro. Устанавливаем галочку в поле Assign Component Name to File. В окне с изображением схемы наводим курсор на каждую ножку и вводим её название в соответствии с названиями на схеме.Нажимаем кнопку CLOSE, подтверждая сохранение изменений (рис.8).


                                                       Рисунок 8 –Редактор компонентов

Полностью принципиальная схема изображена в С.42.2201.4641.КР.04.Э3

 


6. Обеспечение помехоустойчивости   

     плат (разработка цепей питания)

Для подавления ВЧ и НЧ помех, поступающих в устройство по цепям питания на платах устанавливаются развязывающие конденсаторы по питанию.

1). НЧ помехи блокируются электролитическими конденсаторами, типа К50-12, К50-38,  К50-68 из расчета 0,1 мкФ.*N, где N – общее количество микросхем на плате.

С1нч = 0,1 * 17 = 1,7 . Из справочных таблиц выбираем конденсатор

 С1нч: К50-12-25В-5мкФ±10% ОЖО.464.023ТУ

  Устанавливается между шинами +5В и общий провод возле разъема.

2). Для подавления ВЧ помех на каждую ИМС повышенной степени интеграции устанавливается керамический конденсатор, типа К10-7, К10-17,    К10-62, емкостью 0,1 мкФ.

 С2..С4вч: К10-17-1а-Н50 – 0,1мкФ±10% ОЖО.460.107ТУ

  Устанавливается между шинами +5 и общим проводом возле соответствующей ИМС.

3). Если в устройстве есть ряды ИМС, состоящие только из ИМС типа «Логика», то на каждый такой ряд устанавливается один конденсатор  для подавления ВЧ помех (К10-7, К10-17, К10-62) из расчета 0,002 мкФ*К, где К – количество микросхем в ряду.

 

4). Если в одну ряду кроме ИМС типа «Логика» располагаются ИМС повышенной степени интеграции, то установка дополнительного конденсатора, блокирующего высокочастотные помехи на ИМС типа «Логика», не требуется.

                                                  Рисунок 9

Контакты 14 микросхем подключить к цепи А (+5В).

Контакты 7 микросхем подключить к цепи B (Общий).


DATA

Двунаправ-ленный

RG

DATA

RAM

ШУ

Адрес

ячейки

DATA

DC

Сигнал

записи

Сигнал

чтения

DATA


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

28697. Политическая и законотворческая деятельность Временного правительства по основным социально-политическим и экономическим проблемам страны 13.75 KB
  правво принимает ряд правовых актов значительно расширяющих демократиче права и свободы граждан. В марте принимается постановление О кооперативных товариществах и их союзах возникающих без особого разрешения правитвенной власти. Вместе с тем правво отказывся от некотх чрезвычх мер запретив аресты без суда и ограничив число областей объявленных на военном положи – постановле О лицах арестованных во внесудом порядке.
28698. Октябрьское вооруженное восстание 1917 г. и установление диктатуры пролетариата в России 13.87 KB
  Комитет состоял из представителей армии профсоюзов фабричнозаводских комитетов военных секций Советов и др. Важная роль в становлении Советского государства и государственного аппарата принадлежала Всероссийскому съезду Советов рабочих и солдатских депутатов. Ленин выдвинул идею – диктатуры пролетариата в виде республики Советов. Новый госный строй России – диктатуру пролетариата в виде республики Советов окончательно утвердила принятая 10 июля 1918 г.
28699. II-ой Всероссийский съезд Советов, его состав. Исторические декреты съезда о мире и земле 12.38 KB
  IIой Всероссийский съезд Советов его состав. Исторические декреты съезда о мире и земле. Важная роль в становлении Советского гос0ва и государственного аппарата принадлежала Всероссийскому съезду Советов рабочих и солдатских депутатов. Съезд больш.
28700. Слом старого государственного аппарата после Октябрьского вооруженного восстания1917г Упразднение органов буржуазного самоуправления. Роспуск Учредительного собрания 12.77 KB
  Руководство этим процессом осуществляли Всероссийские съезды Советов Петроградский ВРК ВЦИК НКВД и другие органы. когда Декретом ВЦИК и СНН упразднялись все сословия и сословные организации и учреждения. Председатель ВЦИК Я. Свердлов от имени ВЦИК и ЦК партии большевиков зачитал и предложил принять Декларацию прав трудящегося и эксплуатируемого народа.
28701. Военно-революционный комитет Петрограда и его роль в переходе власти к Советам. Создание милиции, судебных органов, ВЧК и Красной Армии, их компетенции и борьба против контрреволюции 14.26 KB
  Создание милиции судебных органов ВЧК и Красной Армии их компетенции и борьба против контрреволюции.10 вводится в действие приказ По рабочей милиции. НКВД и Наркомюст утвердили совместную инструкцию Об организации советской рабочекрестьянской милиции. Руководство органами милиции осуществляло Главное управление рабочекрестьянской милиции НКВД РСФСР.
28702. «Декларация прав трудящегося и эксплуатируемого народа», ее содержание и значение 12.2 KB
  Декларация прав трудящегося и эксплуатируемого народа ее содержание и значение. Декларация Прав Трудящегося И Эксплуатируемого Народа важнейший конституционный акт Советской республики законодательно закрепивший завоевания Октябрьской революции и провозгласивший основные принципы и задачи социалистического государства. Декларация была утверждена III Всероссийским съездом рабочих солдатских и крестьянских депутатов. Декларация состояла из четырех разделов.
28703. «Декларация прав народов России», ее содержание и значение 15 ноября 1917 г. 11.56 KB
  Декларация прав народов России ее содержание и значение 15 ноября 1917 г. Исполняя волю съездов Совет Народных Комиссаров решил положить в основу своей деяти по вопросу о национальностях России следующие начала: 1 Равенство и суверенноcть народов России. 2 Право народов России на свободное самоопределение вплоть до отделения и образования самостоятельного государства. 4 Свободное развитие национальных меньшинств и этнографических групп населяющих территорию России.
28704. Мероприятия Советского государства по созданию новой экономики. Национализация банков связи, транспорта, внешней торговли, крупной промышленности 13.92 KB
  ВСНХ принял постановление согласно котму все частные предпря с числом рабочих свыше 5 при наличии механического двигателя на предприятии или 10 без двигателя человек объявлялись национализированными. органа по рукву эккой страны учреждался Высший совет народного хозва ВСНХ. ВСНХ действовал в качестве органа при правве. ВСНХ д.
28705. Основные направления в развитии гражданского, уголовного, колхозного и трудового права с конца 50-х и до середины 80-х гг. XX в. 13.31 KB
  СССР 1977 г. СССР регулировала также личную собствсть граждан. Закрепляя право на труд Конституция СССР 1977 г. Одновременно в Конституции содержались положения об обязанности каждого гражданина СССР добросовестно трудиться в избранной им области строго соблюдать трудовую и производственную дисциплину.