Проектирование цифрового устройства

 

Содержание:


Задание на проектирование

Теоретическая часть

Структурная схема триггера

Проектирование цифрового счётчика

Вывод

Литература

Приложение

Схема электрическая принципиальная

Перечень элементов


Задание на проектирование:


Спроектировать цифровой синхронный счетчик при следующих исходных данных:

.Модуль счета - 4

.Направление счета - реверсивный

. Тип элементов памяти - К155ТВ1

. Тип логических элементов - И-НЕ

. Дополнительные требования: предусмотреть управление реверсом и индикацию направления счета


Теоретическая часть


Счетчиком называется последовательное устройство, предназначенное для счета входных импульсов и фиксации их числа в двоичном коде. Счетчики так же, как и сдвиговые регистры, строятся на основе N однотипных связанных между собой разрядных схем, каждый из которых в общем случае состоит из триггера и некоторой комбинационной схемы, предназначенной для формирования сигналов управления триггером.

В цифровых схемах счетчики могут выполнять следующие микрооперации над кодовыми словами:

) установка в исходное состояние (запись нулевого кода);

) запись входной информации в параллельной форме;

) хранение информации;

) выдача хранимой информации в параллельной форме;

) инкремент - увеличение хранящегося кодового слова на единицу;

) декремент - уменьшение хранящегося кодового слова на единицу.

Основным статическим параметром счетчика является модуль счета М, который характеризует максимальное число импульсов, после прихода которого счетчик устанавливается в исходное состояние.

Основным динамическим параметром, определяющим быстродействие счетчика, является время установления выходного кода tK, характеризующее временной интервал между моментом подачи входного сигнала и моментом установления нового кода на выходе.


Структурная схема триггера К155ТВ1


Корпус К155ТВ1 типа 201.14-2, масса не более 1 г.

Корпус ИМС К155ТВ1


Условное графическое обозначение


- свободный;

- вход R;

-5 - входы J1-J3;

- выход Y2;

- общий;

- выход Y1;

-11 - входы K1-K3;

- вход C;

- вход S;

- напряжение питания;

Электрические параметры

1 Номинальное напряжение питания5 В 5 %2 Выходное напряжение низкого уровняне более 0,4 В3 Выходное напряжение высокого уровняне менее 2,4 В4 Напряжение на антизвонном диодене менее -1,5 В5 Входной ток низкого уровня по входам 3-5, 9-11 по входам 2,12,13 не более -1,6 мА не более -3,2 мА6 Входной ток высокого уровняне более 0,04 мА7 Входной пробивной токне более 1 мА8 Ток короткого замыкания-18...-55 мА9 Ток потребленияне более 20 мА10 Потребляемая статическая мощностьне более 105 мВт11 Время задержки распространения при включениине более 40 нс12 Время задержки распространения при выключениине более 25 нс13 Тактовая частотане более 15 мГц

Зарубежные аналоги: SN7472N, SN7472J

Микросхема представляет собой один независимый тактируемый J-K триггер с установкой в 0 и 1. Считывание информации с входов J и K происходит во время положительного перепада на входе С, а на выходы она передается во время отрицательного перепада. Наличие низкого уровня на входах R и S одновременно дает неопределенное состояние на выходах. Логические уровни на J и K не должны изменяться, пока на С высокий уровень. Если соединить выводы J и K триггер будет работать как обычный счетный (делить частоту на 2).

Таблица истинности триггера К155ТВ1

ВходыВыходыRSCJKQ01XXX1010XXX0100XXXНеопределённое11?00Q11?101011?010111?11Инверсия? - Спад фронта


Проектирование цифрового счетчика


Модуль счёта - 4, значит, счётчик должен иметь 2 триггера

Синхронный - импульсы подаются на входы C всех микросхем

Реверсивный - нужно предусмотреть снятие сигнала с инверсного выхода предыдущего триггера и подачу его на вход разрешения E последующего при подаче на вход направления V низкого уровня сигнала

Сброс осуществляется при подаче на вход S низкого уровня при наличии на R высокого, тогда на триггере будет 0 на выходе Q (это следует из таблицы истинности триггера).


Таблица истинности счётчика

ПроцессНомер испульсаВходыВыходыREVQ2Q1СложениеИсходное11100111101211110311111411100ВычитаниеИсходное11000111011211010311001411000СбросX0XX00ОстановкаX10XQ2Q1

Пусть в некоторый момент времени t1 на вход R приходит сбрасывающий импульс. Схема обнуляется. На первый триггер поступает сигнал, и он переходит в единичное состояние, при следующем импульсе первый триггер переходит в нулевое состояние, а второй в единичное и так далее.

Схема счётчика


Принцип работы счетчика

При подаче сигнала на вход R счетчик сбрасывается на ноль, при подаче сигналов на С и при наличии на разрешающем входе E логической «1» счетчик начинает считать импульсы по порядку циклом по 4 импульса, выводя на выходах соответствующий двоичный код. Направление счёта задаёт вход V: при наличии на нём «1» счётчик считает в прямом направлении, при «0» - в обратном. Если же на вход C перестают приходить импульсы или на вход E пришёл «0» (независимо от входа C), счётчик хранит своё состояние, пока его не «сбросят», «разрешат» или не начнут «гонять».

Моделирование счётчика в программе Micro-Cap


Временная диаграмма работы счётчика(2) - Сигнал на входе E(3) - сигнал на входе C(4), d(8) - сигналы на выходах Q1 и Q2 соответственно(5) - сигнал сброса R(11) - сигнал направления счёта V

цифровой счетчик триггер моделирование

Из данной временной диаграммы видно, что счетчик работает правильно.


Вывод


В данной курсовой работе мы спроектировали цифровой синхронный счетчик на элементе памяти К155ТВ1 с реверсивным направлением счета и типе логического элемента И-НЕ. С помощью программы Micro-Cap построили временную диаграмму. Из временной диаграммы видно, что счетчик спроектирован верно.


Литература


1. Савельев А.Я. Прикладная теория цифровых автоматов. - М.: Высшаяшкола, 1987.

. Гутников В.С. Интегральная электроника в измерительных устройствах.2-е изд., перераб. и доп. - Л.: Энергоатомиздат. Ленингр. отд-ние,1988.- 304 с.

. Шило В.Л. Линейные интегральные схемы. - М.: Советское радио, 1983.

. Автоматизация проектирования БИС. В 6 кн.: Практическое пособие.

Кн. 2. П.В. Савельев, В.В. Коняхин. Функционально-логическое проектирование БИС/ Под ред. Г.Г. Казеннова. - М.: Высшая шк., 1990.


Приложение



Содержание: Задание на проектирование Теоретическая часть Структурная схема триггера Проектирование цифрового счётчика Вывод Литература

Больше работ по теме:

КОНТАКТНЫЙ EMAIL: [email protected]

Скачать реферат © 2017 | Пользовательское соглашение

Скачать      Реферат

ПРОФЕССИОНАЛЬНАЯ ПОМОЩЬ СТУДЕНТАМ