Referat.me

Название: Разработка цифрового таймера

Вид работы: курсовая работа

Рубрика: Коммуникации и связь

Размер файла: 55.34 Kb

Скачать файл: referat.me-170775.docx

Краткое описание работы: МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ УКРАЇНИ Одеський національний університет ім. І.І.Мечникова Миколаївський навчально-науковий центр Курсова робота по дисципліні «Прикладна теорія цифрових автоматів»

Разработка цифрового таймера

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ УКРАЇНИ

Одеський національний університет ім. І.І.Мечникова

Миколаївський навчально-науковий центр

Курсова робота

по дисципліні «Прикладна теорія цифрових автоматів»

на тему «Розробка цифрового таймера»

Керівник: К.т.н., доцент

Мельник В.А.

Виконавець: Студент групи К- 220

К i наш Олекс i й Анатол i йович

Миколаїв 2001


Опись документов:

Техническое задание на цифровое устройство

Введение

Функциональная схема

Применение устройства

Общая часть и выбор триггера

Структурная схема

Таблица состояний и граф-схема

Кодирование таблицы переходов

Выводы

Литература


Техническое задание на цифровое устройство

Цель разработки

Синтезировать цифровое устройство, подсчитывающее число секунд. Результат представить с помощью дешифратора. Счётчик замкнуть по модулю 60.

Основное назначение

При необходимости цифровой таймер можно использовать не только для подачи звукового сигнала в определённоё время, но и для включения или выключения какой-нибудь внешней нагрузки, например осветительной лампы, телевизора, радиоприёмника, магнитофона.

Общая характеристика устройства

Данное устройство обеспечивает отсчёт времени от 0 до 60 секунд с автоматическим сбросом. Пуск и остановку секундомера, возможно, осуществлять вручную в любой момент времени. Точность хода секундомера обуславливается стабильностью частоты задающего генератора.

Условия эксплуатации устройства

Рабочая температура окружающего воздуха от минус 30 до +50°С; относительная влажность воздуха до 98% при температуре до +35°С.

Устройство устойчиво к циклическому изменению температуры окружающего воздуха от предельной положительной до предельной отрицательной.

Комплектующие элементы

В данной схеме используются универсальные JK триггеры, элементы И-НЕ, И, ИЛИ.

Введение

В быту нередко бывает нужен прибор для отсчёта интервалов времени. Необходимость в нём возникает, например, при проявке фотоплёнок, приготовлении растворов, требующих дозировки времени, приготовлении пищи и во многих других случаях. Большую помощь здесь окажет цифровой таймер, позволяющий отсчитывать и индицировать время через 1с. Максимальная продолжительность отсчёта составляет 59 секунд.

Функциональная схема таймера изображена рис.1.

Рис.1.

Основой прибора является генератор тактовых импульсов, вырабатывающий последовательность импульсов с частотой 1 Гц. С генератора тактовых импульсов, импульсы попадают на счётчик секунд (единиц). Счётчик вырабатывает последовательность импульсов с периодом следования 1с. Счётчик содержит два сдвигающих регистра, выполняющих функции собственно счётчиков, два дешифратора, расшифровывающих их состояния, и управляющих сегментами индикаторов. Импульсы поступают на дешифратор. К выходам дешифратора подключаетсяиндикатор. (Рис.2.) Цифры на индикаторах такого типа формируются из семи сегментов высвечиваемыхв определённых сочетаниях.

Рис. 2

Объект "Семисегментный индикатор" служит для отображения поступающих на него данных в числовом виде.

Применение цифрового устройства

В настоящее время всё более широко применяются в качестве базового элемента устройств формирования и преобразования импульсов так называемые таймеры, непосредственно предназначенные для формирования стабильных временных интервалов. Схемы интегральных таймеров обычно содержат помимо элементов времязадающего моста и ряд других – триггеры, формирователи, ключи и другие, позволяющие реализовать на основе таймера различные импульсные устройства.

При необходимости цифровой таймер можно использовать не только для подачи звукового сигнала в определённое время, но и для включения или выключения какой-нибудь внешней нагрузки, например осветительной лампы, телевизора, радиоприёмника, магнитофона.

Общая часть и выбор триггера

Асинхронный десятичный счётчик .

Так как десятичный счётчик имеет десять состояний, то для его реализации необходимо четыре триггера. На рисунке 3. показана схема счётчика, а на рисунке 4. – его временные диаграммы.

Рис. 3.

Первоначально все триггеры установлены в состояние 0.Счёт осуществляется в соответствии с нормальной двоичной последовательностью чисел, включая число 8. В момент появления отрицательного фронта десятого тактового импульса первый триггер перебрасывается из состояния 1 в состояние 0. Поскольку сигнал с выхода триггера Т1 является тактовым для триггера Т2, то его изменение должно привести к переходу триггера Т2 в состояние 1. Однако этого не происходит по следующей причине. В момент входной сигнал J2 триггера Т2 равен D'=0 и, следовательно, триггер Т2 остаётся в состоянии сброса. В этот же момент в состоянии сброса необходимо установить и триггер Т4. Так как J4=BC=0 и K4=1, то когда в момент окончания импульса S9 триггер Т1 осуществляет переход 1®0, триггер Т4 устанавливается в состояние Т4=0. Теперь все триггеры установлены в нулевое состояние и готовы для приёма первого импульса и начала следующего цикла. Десятичный счётчик является так же схемой, производящей деление на10, поскольку в ответ на каждые десять импульсов, подаваемых на вход триггера Т1, на выходе триггера Т4 появляется один импульс.

Состояния счётчика

Xвх

Q 1

Q 2

Q 3

Q 4

0

0

0

0

0

1

1

0

0

0

1

0

1

0

0

1

1

1

0

0

1

0

0

1

0

1

1

0

1

0

1

0

1

1

0

1

1

1

1

0

1

0

0

0

1

1

1

0

0

1

1

0

0

0

0

Асинхронный счётчик с автоматическим сбросом (деление на пять)

В счётчике с автоматическим сбросом используется несколько иные методы счёта. Счётчик по модулю 5 производит счёт от 0 до 5, причём логический сигнал, представляющий число 5, используется для очистки всех триггеров счётчика. На рис.5. показана диаграмма состояний счётчика с автоматическим сбросом по модулю 5.

Счетчик остаётся в каждом из первых пяти состояний в течение интервала времени, равного периоду тактового сигнала. Но при записи шестого состояния (101) элемент И-НЕ вырабатывает сигнал сбросаr =(Т1 Т1' Т3)' . Как это делается, показано на рис.2.2. На рис.6.изображенывременные диаграммы, характеризующие работу схемы счётчика.

Рис.6

S5

Время сброса для разных триггеров, образующих счётчик, бывает разным.


Рис. 7.

Например, в следующей схеме рис. 7. триггер Р1 может сбрасываться быстрее, чем триггер Р3 .

В предыдущей схеме (Рис.7.) на выходе элемента 3 появляется логическая <<1>>, когда счётчик переходит в состояние S5 . Это означает, что на выходе Q появляется логический <<0>>.Следовательно, сигнал Q'=r используется для очистки триггеров счётчика. Схема запирания остаётся в состоянии Q=1 до тех пор, пока не появится шестой тактовый импульс. Этот импульс сбрасывает триггер, и значение Q'=r становится равным логической <<1>>. Цикл работы схемы запирания завершается, когда значение AB'C становится равным логической <<1>>.

Рис. 8.


Дешифратор, с коэффициентом пересчёта 10 (включая 0), схема которого показана на Рис 8., имеет четыре входа и один выход и выполняет следующую функцию: каждому входному слову (m-разрядному коду), соответствует сигнал 1 (или в других случаях – сигнал 0) на выходе. Таким образом, для построения дешифратора можно использовать элементы И, на входы которых подаются входные сигналы и их инверсные значения.

Дешифратор преобразует поступающий на него двоичный код в десятичный.

Аналогично строится дешифратор с коэффициентом пересчёта 6 (включая 0)Рис.10.

Рис.10.

С выходов дешифратора десятичные импульсы поступают на индикатор Рис.11.

Принцип синтеза цифр в семисегментном коде иллюстрируется Рис.11. На Рис.11. приведена семисегментная матрица.

Рис. 11


Её отдельные сегменты, соответствующие определённым выходам дешифраторов, D1-D7, обозначены последовательностью прописных букв латинского алфавита (A-G). На рис.12. приведена конфигурация цифр 0…9, выраженная в семисегментном коде.

Рис.12.

Такое представление цифр является наиболее распространённым, хотя используются и другие начертания.

Исходя из того, что светящемуся сегменту индикатора соответствует уровень 1 на выходе дешифратора, а несветящемуся – уровень 0, можно рассмотреть примеры формирования отдельных цифр. Для формирования цифры 5 необходимо обеспечить уровень 0 на выходах «b» и «e», а на остальных - уровень 1.

Выводы

Выполняя курсовую работу, можно сделать вывод, что с помощью электронной среды «ElectronicsWorkbench» эффективно моделируются и конструируются различные цифровые устройства на логических элементах.

С помощью данной среды можно моделировать схемы до начала их изготовления, так что можно с самого начала быть уверенным в адекватностиих архитектуры. Она детально показывает, из каких элементов состоит схема и как она функционирует, поэтому разработчики могут использовать ее в качестве эскиза или чертежа создаваемого устройства. С помощью готовой модели недостатки проекта легко обнаружить на стадии, когдаих исправление не требует еще значительных затрат.


Литература

1. Гольденберг Л.М.«Импульсные устройства»; Москва; Радио и связь, 1981г.

2. Научно-популярный радиотехнический журнал «Радио» №2 1976г. статья кандидата технических наук С. Бирюкова

3. «В помощь радиолюбителю»: Сборник. Выпуск 72 статья Р. Майзульса 1981г.

4. «В помощь радиолюбителю»: Сборник. Выпуск 74 статья С. Горшкова 1981г.

5. «В помощь радиолюбителю»: Сборник. Выпуск 80 статья В. Скрыпника 1983г.

6. Научно-популярный радиотехнический журнал «Радио» №5 1979г. статья С. Алексеева

7. Б. Голдсуорт; под ред. Директора техн. наук проф. Ю.И. Топчеева; Москва 1995г.

Похожие работы

  • Аналого-цифровой преобразователь АЦП

    МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ ТА НАУКИ УКРАЇНИ Національний технічний університет “Харківський політехнічний інститут” Кафедра обчислювальної техніки та програмування

  • Дослiдження цифрових iнтегральних мiкросхем

    Міністерство освіти та науки України Тернопільський державний технічний університет імені Івана Пулюя Кафедра автоматизації Технологічних цесів

  • Расчет загрузки трансформаторов

    ІНЕСТЕРСТВО ОСВІТИ ТА НАУКИ УКРАЇНИ ДЕРЖАВНИЙ ВИЩИЙ УЧБОВИЙ ЗАКЛАД ДОНЕЦЬКИЙ НАЦІОНАЛЬНИЙ ТЕХНІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ Кафедра ЕПМ КОНТРОЛЬНА РОБОТА з курсу

  • Розрахунок номіналів компонентів електронних схем

    Національний технічний університет України “КПІ” Кафедра Фізичної та біомедичної електроніки КУРСОВА РОБОТА з курсу Аналогова схемотехніка тема Розрахунок номіналів компонентів електронних схем

  • Розрахунок кіл несинусоїдного струму

    Міністерство освіти та науки України Вінницький національний технічний університет Кафедра ТЕЕВ Розрахунково–графічне завдання №1 «Розрахунок кіл несинусоїдного струму»

  • Складання логічних схем з метою проектування комбінаційних пристроїв

    Міністерство освіти України. Львівський технічний коледж. радіотехнічний факультет з курсу ’’Аналогова та цифрова техніка’’. Тема: ’’Складання логічних схем з метою проектування

  • 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.

  • Розкладання в ряд Фур'є несинусоїдальної періодичної функції напруги та дослідження її впливу на лінійне коло

    Пошук повного вхідного опору ланцюга щодо затисків. АЧХ і ФЧХ комплексного коефіцієнта передачі по напрузі. Розкладання в ряд Фур'є несинусоїдальної періодичної функції. Побудова лінійчатого амплітудного і фазового спектру вхідної і вихідної напруги.

  • Теорії лінійних одноконтурних автоматичних систем регулювання

    Визначення перехідної функції об’єкта керування. Побудова кривої розгону об’єкта. Обчислення і побудова комплексно-частотної характеристики (КЧХ) об’єкта. Побудова КЧХ розімкнутої автоматичної системи регулювання. Запас сталості за модулем і фазою.

  • Мечников І І - видатний український біолог

    Мечников Ілля Ілліч (1845-1916) біолог; один з основоположників ембріології, порівняльної патології, імунології і мікробіології Народився в селi Іванівка Харківської губернії. Закінчив Харківський університет (1864 р.). Працював у Новоросійському (1867—1868 рр.) та Петербурзькому (1868 —1870 рр.) університетах.