Курсовая работа
Дисциплина: Компьтернаяэлектроника
Разработка устройствасравнения декодирования
Дніпропетровськ
2008
Содержание1. Выбор задания2. Функциональная схема и алгоритм работы устройства3. Техническое обоснование выбора серии ИМС4. Краткие электрические параметры необходимых ИМС5. Состав и описание работы узлов устройства6. Расчёт потребляемой мощности и тока7. Расчёт необходимых сопротивлений резисторов8. Построение и анализ временных диаграммСписоклитературыСписок литературы
1. Выбор задания
Номермоей зачетной книжки 061111, при делении его на 150 получается остаток 117, этономер моего варианта. Вариант 117 соответствует заданию 4:
Разработатьустройство сравнения декодирования. Устройство имеет два 8-ми разрядных входныхканала X и Y,на которые поступают кодовые комбинации параллельного двоичного кода. Сигналвысокого уровня на входе синхронизации сопровождает кодовые комбинации.Устройство сравнивает между собой кодовые комбинации Xи Y, и, если последовательно во времениимело место 6 совпадений, включается узел светодиодной индикации.
Начальныеданные для проектирования берутся из соответствующих таблиц:
- потребляемыйток – не больше 2000 мА;
- потребляемаямощность – не больше 10 Вт.
- тактоваячастота – 500кГц.
Рекомендованныйсостав устройства: узел сравнения, дешифратор количества последовательных вовремени совпадений кодовых комбинаций, узел индикации. Также необходимопредусмотреть установку в нулевое состояние регистра (дешифратор совпадений) итриггера (узел индикации).
2. Функциональнаясхема и алгоритм работы устройства/> /> /> /> /> /> /> /> />
На входыустройства поступают кодовые комбинации. На выходе узла сравнения появляетсясигнал высокого уровня в случае совпадения кодовых комбинаций и низкого – вслучае несовпадения. На выходе дешифратора количества совпадений высокийуровень сигнала только в том случае, если имело место совпадение шести подрядидущих пар кодовых комбинаций.3. Техническоеобоснование выбора серии ИМСПривыборе серии ИМС, используемой в устройстве, необходимо учесть:
- получениенаиболее простой схемной реализации с использованием специальных ИМС,находящихся в составе серии;
- потребляемыемикросхемами токи и мощности;
- быстродействиеИМС.
В результате стало ясно,что наиболее подходящей для данного устройства является 555 серия ИМС (ТТЛШ).4. Краткиеэлектрические параметры необходимых ИМС ИМС
Iпот., мА
tзад. распр, нс
Uпит., В К555ТМ2 5 25-40 5+ 10%
К555ИР8 17 30-32 5+ 10%
К555ЛН1 5 18-21 5+ 10%
К555СП1 20 30-36 5+ 10%
К555ЛИ3 5 10-13 5+ 10% 5. Состав и описание работы узловустройства
декодирование устройствоалгоритм
1. Узел сравнения состоит из двухчетырёхразрядных цифровых компаратора К555СП1 и одного трёхвходовогологического элемента И (К555ЛИ3). Этот компаратор имеет четыре пары входовкоторые принимают два четырёхразрядных слова, три входа I(АВ) и I(А=В),которые нужны для создания схемы наращивания и три выхода результатов сравнения(АВ и А=В). Использоваться будет только один выход (А=В) т.к.необходимо знать только было совпадение или нет. Два компаратора работаютпараллельно – один сравнивает 4-е младшие разряда, а другой 3-и старшие.Результаты сравнения вместе с синхроимпульсом поступают на входы логического И.
2. Дешифратор количествапоследовательных во времени совпадений кодовых комбинаций состоит из восьмиразрядногосдвигового регистра с последовательным входом и параллельными выходами К555ИР8и трёх трёхвходовых логических И (К555ЛИ3). Регистр имеет асинхронный сброс(вход не R) и два входа для последовательныхданных DSa и DSb (логика и). Поданные через эти входы данные двигаютсяна одну позицию в сторону старших разрядов согласно каждому положительномуперепаду импульса, пришедшего на тактовый вход С. Перед приходом тактовогоимпульса уровни на входах следует зафиксировать. С параллельных выходоврегистра данные анализируются посредством трёх трёхвходовых логических И. Такимобразом дешифратор кол-ва совпадений анализирует 6 подряд идущих результатовсравнения кодовых комбинаций. На выходе дешифратора сигнал высокого уровняговорит о том, что имело место совпадения шести подряд идущих кодовыхкомбинаций.
3. Узел индикации состоитиз D-триггера (с асинхронными входамисброса и установки и входом синхронизации (К555ТМ2)) и светодиода.
Такжев устройстве для обеспечения необходимых задержек используется одна микросхемаК555ЛН1. Для сброса регистра и D-триггерасветодиода используется D-триггер(с асинхронными входами сброса и установки и входом синхронизации (К555ТМ2)).6. Расчётпотребляемой мощности и тока
В состав разрабатываемого устройствавходят:
- две ИМС К555СП1;
- одна ИМС К555ИР8;
- две ИМС К555ЛИ3;
- одна ИМС К555ТМ2;
- одна ИМС К555ЛН1.
Потребляемый устройством токрасчитывается по формуле:
I= />=2*20+17+2*5+8+5=80мА
Потребляемую мощность расчитываетсяпо формуле:
/>5*80*10-3=400мВт
Израсчёта видно, что потребляемая мощность и ток не превышают допустимогопредела.7. Расчётнеобходимых сопротивлений резисторов
Резистор R3 необходим для ограничения токапроходящего через светодиод АЛ 102А узла индикации. Значение этого тока недолжно превышать 5мА т.к. это максимальный выходной ток ИМС К555ТМ2 к которойподключён светодиод. Рабочее напряжение взятого светодиода (Uпр) 3В. Поэтому:
/>
Сопротивления резисторы R1 и R2 расчитываются исходя из того, что Iпот ИМС К555ТМ2 не более 8мА и уровень логической единицы неменее 2.5В:
/>