Referat.me

Название: Разработка счетчика, состоящего из двух частей

Вид работы: курсовая работа

Рубрика: Коммуникации и связь

Размер файла: 64.41 Kb

Скачать файл: referat.me-168999.docx

Краткое описание работы: Реализация устройства, выполняющего счет до 30, с помощью среды разработки Electronics Workbench. Принцип работы счетчика - подсчёт числа импульсов, поданных на вход. Составные элементы устройства: генератор, пробник, логические элементы, триггер.

Разработка счетчика, состоящего из двух частей

Министерство образования Республики Беларусь

Министерство образования и науки Российской Федерации

Государственное учреждение высшего профессионального образования

«Белорусско-Российский Университет»

Кафедра Автоматизированные системы управления

Курсовая работа

по дисциплине Организация ЭВМ и систем

Разработка счетчика, состоящего из двух частей

Могилев, 2010


Содержание

Введение

1. Описание работы устройства

2. Составные элементы устройства

3. Функциональная схема разработанного устройства

4. Электрическая схема устройства, выполненная на микросхемах

Заключение

Список использованных источников


Введение

В работе необходимо разработать счетчик до 30, состоящий из двух частей, одна из которых десятичный счетчик. Реализация устройства производилась с помощью среды разработки ElectronicsWorkbench версии 5.12.

В пункте 1 работы представлено описание работы устройства.

В пункте 2 работы представлены составные элементы устройства.

В пункте 3 приводится функциональная схема разработанного устройства.

В пункте 4 представлена электрическая схема устройства, выполненная на микросхемах.


1. Описание работы устройства

Счетчиком называют устройство, предназначенное для подсчёта числа импульсов поданных на вход. Они, как и сдвигающие регистры, состоят из цепочки триггеров. Разрядность счетчика, а следовательно, и число триггеров определяется максимальным числом, до которого он считает. Количество импульсов, которое может подсчитать счетчик определяется из выражения N = 2n - 1 , где n - число триггеров, а минус один, потому что в цифровой технике за начало отсчета принимается 0.

Рисунок 1 - Микросхема К155ИЕ5 (счетчик до 16)

Микросхема К155ИЕ5 рисунок 1 содержит счетный триггер (вход С1) и делитель на восемь (вход С2) образованный тремя соединенными последовательно триггерами. Триггеры срабатывают по срезу входного импульса (по переходу из 1 в 0). Если соединить последовательно все четыре триггера как на рисунке 1, т получится счетчик по модулю 24 =16. Максимальное хранимое число при полном заполнении его единицами равно N=24 -1=15=111 в двоичной системе. Такой счетчик работает с коэффициентом счета К (модулем), кратным целой степени 2, и в нем совершается циклический перебор К=2n устойчивых состояний. Счетчик имеет выходы принудительной установки в 0.

Часто нужны счетчики с числом устойчивых состояний, отличным от 2n Например, о электронных часах есть микросхемы с коэффициентом счета 6 (десятки минут). 10 (единицы минут). 7 (дни недели). 24 (часы).

Для построения счётчика с модулем К≠2n можно использовать устройство из n триггеров для которого выполняется условие 2n >К. Очевидно, такой счётчик может иметь лишние устойчивые состояния (2n -К). Исключить эти ненужные состояния можно использованием обратных связей, по цепям которых счетчик переключается в нулевое состояние в том такте работы когда он досчитывает до числа К.

Для счетчика с К=10 нужны четыре триггера (так как 23 <10<24 ) должен иметь десять устойчивых состояний N==0,1...,8,9. В том такте, когда он должен был перейти в одиннадцатое устойчивое состояние (N=10), его необходимо сбросить в исходное нулевое состояние. Для такого счётчика можно использовать микросхему К155ИЕ5 рисунок 2, введя цепи обратной связи с выходов счетчика, соответствующих числу 10 (т. е. 2 и 8) на входы установки счетчика в 0 (вход R). В самом начале 11-го состояния (число 10) на обоих входах элемента И микросхемы появляются логические 1, вырабатывающие сигнал сброс всех триггеров счетчика в нулевое состояние.

Рисунок 2 - Микросхема К155ИЕ5 (счетчик до 10)

Счетчик до 30 выполнен на 6 JKтриггерах с сигналом сброса (4 JKтриггера для счета до десяти и 2 JKтриггера для счета до трех). Для счетчика до десяти нужны четыре триггера (так как 23 <10<24 ), счетчик должен иметь десять устойчивых состояний N==0,1...,8,9, а для счетчика до трех нужны два триггера (так как 21 <3<22 ), счетчик должен иметь три устойчивых состояний N==0,1,2.

Как только значение на выходе Q2 и Q4 триггера будет равно «1», произойдет сброс счетчика (это значение в десятичной системе равно 10 или 0101 в двоичной системе слева на право), а эта единица (сигнал сброса) передастся на второй счетчик. Как только значение на втором счетчике на выходе Q11 и Q22 триггера будет равно «1», произойдет сброс второго счетчика (это значение в десятичной системе равно 3 или 11 в двоичной системе счисления).

2. Составные элементы устройства

Генератор импульсов

Генератор импульсов–предназначен для создание импульсов различной формы. Эти импульсы мы и будем считать. Обозначение:

Пробник

Пробник предназначен для определения логического уровня сигнала. Обозначение:

Источник питания «+ Vcc »

«+Vcc» является упрощенной моделью батареи, выдает напряжение 5V. Обозначение:

Логический элемент «И»

Двоичное число на выходе элемента «И» является результатом логического умножения чисел на его входах. Обозначение:

Выражения Булевой алгебры:


Таблица истинности для этого элемента:

X1 X2 Y
0 0 0
0 1 0
1 0 0
1 1 1

JK триггер

Является самым распространенным видом триггера, имеет булеву функцию вида:

,

при условии что RS=1.

JK триггер удобен тем, что при различных подключениях его входов можно получить схемы, функционирующие как RS-,D-,T- триггеры. Обозначение:

3. Функциональная схема устройства

Рисунок 3 – Функциональная схема устройства.

Таблица истинности, для счетчика до 10:

Q1 Q2 Q3 Q4 Значение в 10-ой системе счисления
1 0 0 0 1
0 1 0 0 2
1 1 0 0 3
0 0 1 0 4
1 0 1 0 5
0 1 1 0 6
1 1 1 0 7
0 0 0 1 8
1 0 0 1 9
0 1 0 1 10

При значении 10 происходит сброс счетчика.

Таблица истинности, для счетчика до 3:

Q11 Q22 Значение в 10-ой системе счисления
1 0 1
0 1 2
1 1 3

При значении 3 происходит сброс счетчика.

4. Электрическая схема устройства, выполненная на микросхемах

Рисунок 4 – Электрическая схема устройства, выполненная на микросхемах


7490 (DecadeCounter) – десятичный счетчик, русский аналог микросхемы К155ИЕ6. Считает до 10, для того чтобы изменить его счет (если необходим коэффициент счета К<10), добавим элемент “И”.


Заключение

В ходе выполнения курсового проекта был разработан счетчик до 30, состоящий их двух частей, одна из которых десятичный счетчик. Задача реализована на базе JK- триггеров. Также были разработаны функциональная схемы устройства и электрическая схема, собранная на микросхемах, описан принцип работы данной схемы. К плюсам схемы, собранной на микросхемах, можно отнести наглядность, простоту исполнения и визуальный контроль на каждой стадии работы устройства.


Список использованных источников

1. Конспект лекций по дисциплине «Организация ЭВМ и систем».

2. Справка программы ElectronicsWorkbench версии 5.12.

3. URL: http://cxem.net/beginner/beginner18.php Дата обращения: 11.11.2010.

Похожие работы

  • Программирование микроконтроллера 2

    Содержание: 1.Анализ задания4 2. Описание функциональной схемы 5 3. Временные диаграммы работы устройства 6 4. Анализ работы узлов устройства 7 5. Принципиальная схема устройства 9

  • Частотные фильтры электрических сигналов пассивные

    Министерство образования и науки Российской Федераций ВСЕМИРНЫЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ОТЧЕТ по лабораторной работе №2 по курсу «Электроника»

  • Логические элементы и цифровые микросхемы

    Изучение структуры и алгоритмов работы асинхронных и синхронных триггеров. Суммирующие и вычитающие счетчики. Изменение коэффициента пересчета счетчиков. Временные диаграммы работы суммирующего счетчика. Логические сигналы на прямом и инверсном выходах.

  • Разработка цифрового блока управления

    Разработка цифрового блока управления с датчиком формирователя импульсов, счетчиком импульсов с предустановкой, командным триггером и импульсным усилителем мощности. Формирование сигнала сброса, схема принципиальная фотоэлектрического импульсного датчика.

  • Цифровой измеритель разности двух напряжений

    Разработка устройства, преобразующего аналоговый сигнал в эквивалентный ему цифровой код. Схема устройства, исследование модели модулей. Интерфейс модулей, архитектура счетчика. Исследование структурной модели устройства с использованием моделей узлов.

  • Генератор серий синхроимпульсов

    Разработка структурной и принципиальной схемы устройства и его отдельных блоков и обоснования принятых решений. Алгоритм и временная диаграмма работы генератора и его отдельных блоков. Расчет основных параметров и характеристик и моделирование генератора.

  • Разработка схем управления счетчиками

    Этапы проектирования синхронной пересчетной схемы, реализующей последовательность двоичных эквивалентов заданных чисел. Определение функций внешних переходов Т-триггера. Представление работы триггера в виде таблицы его внутренних состояний и переходов.

  • Разработка функциональной и принципиальной схем управляющего автомата

    ИНСТИТУТ ТРАНСПОРТА И СВЯЗИ Факультет компьютерных наук и электроники Кафедра электроники Учебный курс: Цифровая схемотехника Тип: Курсовая работа

  • Цифровой автомат

    СТРУКТУРНАЯ СХЕМА ЦИФРОВОГО АВТОМАТА ЦА представляет собой последовательностную схему и служит для обработки дискретной информации структурная схема ЦА представлена на рис 1.

  • Проектирование вычислительного устройства

    Содержание 1. Проектирование и синтезирование комбинационной схемы 2. Проектирование и синтезирование автомата Мили 3. Проектирование и синтезирование счетчика с коэффициентом пересчета на D-тригерах