Министерство образования Республики Беларусь
Министерство образования и наукиРоссийской Федерации
Государственное учреждение высшего профессиональногообразования
«Белорусско-Российский Университет»
Кафедра Автоматизированные системыуправления
Курсовая работа
по дисциплине Организация ЭВМ и систем
Разработка счетчика, состоящего издвух частей
Могилев, 2010
Содержание
Введение
1. Описаниеработы устройства
2. Составныеэлементы устройства
3.Функциональная схема разработанного устройства
4.Электрическая схема устройства, выполненная на микросхемах
Заключение
Список использованныхисточников
Введение
В работе необходимо разработатьсчетчик до 30, состоящий из двух частей, одна из которых десятичный счетчик.Реализация устройства производилась с помощью среды разработки Electronics Workbench версии 5.12.
В пункте 1 работы представленоописание работы устройства.
В пункте 2 работы представленысоставные элементы устройства.
В пункте 3 приводится функциональнаясхема разработанного устройства.
В пункте 4 представлена электрическаясхема устройства, выполненная на микросхемах.
1. Описание работы устройства
Счетчиком называют устройство,предназначенное для подсчёта числа импульсов поданных на вход. Они, как исдвигающие регистры, состоят из цепочки триггеров. Разрядность счетчика, аследовательно, и число триггеров определяется максимальным числом, до которогоон считает. Количество импульсов, которое может подсчитать счетчик определяетсяиз выражения N = 2n — 1, где n — число триггеров, аминус один, потому что в цифровой технике за начало отсчета принимается 0.
/>
Рисунок 1 — Микросхема К155ИЕ5(счетчик до 16)
Микросхема К155ИЕ5 рисунок 1 содержитсчетный триггер (вход С1) и делитель на восемь (вход С2) образованный тремясоединенными последовательно триггерами. Триггеры срабатывают по срезу входногоимпульса (по переходу из 1 в 0). Если соединить последовательно все четыретриггера как на рисунке 1, т получится счетчик по модулю 24=16.Максимальное хранимое число при полном заполнении его единицами равно N=24-1=15=111в двоичной системе. Такой счетчик работает с коэффициентом счета К (модулем),кратным целой степени 2, и в нем совершается циклический перебор К=2nустойчивых состояний. Счетчик имеет выходы принудительной установки в 0.
Часто нужны счетчики с числомустойчивых состояний, отличным от 2n Например, о электронных часахесть микросхемы с коэффициентом счета 6 (десятки минут). 10 (единицы минут). 7(дни недели). 24 (часы).
Для построения счётчика с модулем К≠2nможно 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 цепямкоторых счетчик переключается в нулевое состояние в том такте работы когда ондосчитывает до числа К.
Для счетчика с К=10 нужны четыретриггера (так как 23
/>
Рисунок 2 — Микросхема К155ИЕ5(счетчик до 10)
Счетчик до 30 выполнен на 6 JK триггерах с сигналом сброса (4 JK триггера для счета до десяти и 2 JK триггера для счета до трех). Для счетчика до десяти нужнычетыре триггера (так как 2324),счетчик должен иметь десять устойчивых состояний N==0,1...,8,9, а для счетчикадо трех нужны два триггера (так как 2122),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 значениев десятичной системе равно 10 или 0101 в двоичной системе слева на право), аэта единица (сигнал сброса) передастся на второй счетчик. Как только значениена втором счетчике на выходе Q11 и Q22 триггера будет равно «1»,произойдет сброс второго счетчика (это значение в десятичной системе равно 3или 11 в двоичной системе счисления).
2. Составные элементы устройства
Генератор импульсов
Генератор импульсов–предназначен длясоздание импульсов различной формы. Эти импульсы мы и будем считать.Обозначение: />
Пробник
Пробник предназначен дляопределения логического уровня сигнала. Обозначение: />
Источник питания «+Vcc»
«+Vcc» является упрощенной модельюбатареи, 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 этогоэлемента:X1 X2 Y 1 1 1 1 1
JKтриггер
Является самымраспространенным видом триггера, имеет булеву функцию вида:
/>,
при условии что RS=1.
JK триггер удобен тем, что приразличных 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 до10:Q1 Q2 Q3 Q4 Значение в 10-ой системе счисления 1 1 1 2 1 1 3 1 4 1 1 5 1 1 6 1 1 1 7 1 8 1 1 9 1 1 10
При значении 10 происходит сброс счетчика.
Таблица истинности, для счетчика до3:Q11 Q22 Значение в 10-ой системе счисления 1 1 1 2 1 1 3
При значении 3 происходит сброс счетчика.
4. Электрическая схема устройства,выполненная на микросхемах
/>
Рисунок 4 – Электрическаясхема устройства, выполненная на микросхемах
/>
7490 (Decade Counter) – десятичный счетчик, русский аналог микросхемыК155ИЕ6. Считает до 10, для того чтобы изменить его счет (если необходимкоэффициент счета К
Заключение
В ходе выполнения курсового проектабыл разработан счетчик до 30, состоящий их двух частей, одна из которыхдесятичный счетчик. Задача реализована на базе JK- триггеров. Также были разработаны функциональная схемыустройства и электрическая схема, собранная на микросхемах, описан принципработы данной схемы. К плюсам схемы, собранной на микросхемах, можно отнестинаглядность, простоту исполнения и визуальный контроль на каждой стадии работыустройства.
Список использованныхисточников
1. Конспект лекций по дисциплине «Организация ЭВМ и систем».
2. Справка программы Electronics Workbench версии 5.12.
3. URL: cxem.net/beginner/beginner18.php Датаобращения: 11.11.2010.