Проект пересчетного устройства цифрового автомата
Проектирование цифрового автомата, формирующего четырехразрядный код на заданном числе тактов. Общая схема синтеза пересчетного устройства, векторная диаграмма работы. Разработка входного комбинационного устройства. Микросхема кодопреобразоателя.
| Рубрика | Коммуникации, связь, цифровые приборы и радиоэлектроника |
| Вид | курсовая работа |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 05.12.2012 |
| Размер файла | 2,2 M |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Размещено на http://www.allbest.ru/
Оглавление
Техническое задание в соответствии с вариантом
Структура автомата
Синтез счетчика
Синтез входного комбинационного устройства
Синтез кодопреобразователя
Общая схема устройства автомата
Заключение
Список использованной литературы
Техническое задание в соответствии с вариантом № 8
цифровой автомат пересчетное устройство
Постановка задачи:
Требуется спроектировать цифровой автомат, формирующий четырехразрядный код на заданном числе тактов. В автомате используются четыре триггера указанного в задании типа. Выходной код считывается с триггеров непосредственно, а также передается на сегментные светодиодные индикаторы для отображения цифровых значений. На автомат подается сигнал синхронизации, задающий смену тактов, и трехразрядный входной сигнал, определяющий один из трех режимов работы автомата:
Установку начального состояния
Приостановку работы
Функционирование со сменой состояний
Десятичные значения последовательности состояния счетчика
7,8, 9, 10, 13, 14, 15, 1, 2, 3, 4, 5, 6.
Тип триггера JK
Установка начального состояния
2, 6
Приостановка работы
1,4
Смена состояний
3,5,7
Структура автомата
Устройство должно быть построено с использованием JK триггеров.
Таблица переключения JK триггера:
Qn-1 | Qn | J | K |
0 | 0 | 0 | 1 |
0 | 1 | 1 | x |
1 | 0 | x | 1 |
1 | 1 | 1 | 0 |
На функциональных схемах JK триггер изображается:
Где:
J,K- Информационные входы
С- Синхровход
PRN- Вход установки в 1
CLRN- Вход установки в 0
Q- Выход
Структура автомата
Автомат представляет из себя, пересчетное устройства, состоящее из четырех JK триггеров(количество триггеров выбрано по максимальному значению пересчета 15- в двоичной системе счисления 1111, т.е четырехразрядное двоичное число).
Синтез счетчика
Для синтеза счетчика заданы десятичные значения последовательности состояний формирующихся на выходах пересчетного устройства:
7,8,9,10,13,14,15,1,2,3,4,5,6
Составим таблицу переключений устройства.
|
№ |
Состояния выходов до переключения |
Состояние выходов после переключения |
Состояние входного сигнала JK |
||||||||||||||
|
Qn-13 |
Qn-12 |
Qn-11 |
Qn-10 |
Qn3 |
Qn2 |
Qn1 |
Qn0 |
J3 |
K3 |
J2 |
K2 |
J1 |
K1 |
J0 |
K0 |
||
|
7 |
0 |
1 |
1 |
1 |
1 |
0 |
0 |
0 |
1 |
X |
X |
1 |
X |
1 |
X |
1 |
|
|
8 |
1 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
1 |
1 |
0 |
0 |
1 |
0 |
1 |
1 |
x |
|
|
9 |
1 |
0 |
0 |
1 |
1 |
0 |
1 |
0 |
1 |
0 |
0 |
1 |
1 |
x |
x |
1 |
|
|
10 |
1 |
0 |
1 |
0 |
1 |
1 |
0 |
1 |
1 |
0 |
1 |
x |
x |
1 |
1 |
x |
|
|
13 |
1 |
1 |
0 |
1 |
1 |
1 |
1 |
0 |
1 |
0 |
1 |
0 |
1 |
x |
x |
1 |
|
|
14 |
1 |
1 |
1 |
0 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
0 |
1 |
0 |
1 |
0 |
1 |
x |
|
|
15 |
1 |
1 |
1 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
x |
1 |
x |
1 |
x |
1 |
x |
1 |
|
|
1 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
1 |
0 |
1 |
1 |
x |
x |
1 |
|
|
2 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
1 |
1 |
0 |
1 |
0 |
1 |
1 |
0 |
1 |
x |
|
|
3 |
0 |
0 |
1 |
1 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
1 |
1 |
x |
x |
1 |
x |
1 |
|
|
4 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
1 |
0 |
1 |
1 |
0 |
0 |
1 |
1 |
x |
|
|
5 |
0 |
1 |
0 |
1 |
0 |
1 |
1 |
0 |
0 |
1 |
1 |
0 |
1 |
x |
x |
1 |
|
|
6 |
0 |
1 |
1 |
0 |
0 |
1 |
1 |
1 |
0 |
1 |
1 |
0 |
1 |
0 |
1 |
x |
С помощью карт Карно составим функции состояния входов J[3..0], K[3..0]
K0=1, J0=1
K1
|
X |
X |
1 |
0 |
|
|
1 |
x |
1 |
0 |
|
|
x |
x |
1 |
0 |
|
|
1 |
x |
x |
1 |
K1=0=(Q3vnQ1VQ0)(nQ3vnQ2vQ0)
J1
|
x |
1 |
x |
1 |
|
|
0 |
1 |
x |
1 |
|
|
x |
1 |
x |
1 |
|
|
0 |
1 |
x |
x |
J1=0=Q1vQ0
K2
|
x |
1 |
x |
1 |
|
|
0 |
0 |
1 |
0 |
|
|
x |
0 |
1 |
0 |
|
|
1 |
1 |
x |
x |
K2=0=(nQ2vnQ1vQ0)(nQ2vQ1)
J2
|
x |
0 |
1 |
0 |
|
|
1 |
1 |
x |
1 |
|
|
x |
1 |
x |
1 |
|
|
0 |
0 |
x |
1 |
J2=0=(Q3vQ2vQ0)(nQ3vQ2)(Q3vQ2vQ1)
K3
|
x |
1 |
1 |
1 |
|
|
1 |
1 |
X |
1 |
|
|
x |
0 |
1 |
0 |
|
|
0 |
0 |
x |
0 |
K3=0=(nQ3vnQ1)(nQ3vnQ1vQ0)
J3
|
X |
0 |
0 |
0 |
|
|
0 |
0 |
1 |
0 |
|
|
x |
1 |
x |
1 |
|
|
1 |
1 |
x |
1 |
J3=0=(Q3vQ2)(Q3vnQ2vnQ0)(Q3vnQ1vQ0)
Общая схема синтеза пересчетного устройства
Векторная диаграмма работы устройства
Микросхема пересчетного устройства
Синтез входного комбинационного устройства
Для разработки входного комбинационного устройства заданы следующие параметры
Установка начального состояния (UST)
2,6
Приостановка работы (OST)
1б4
Смена состояний (SMENA)
3,5,7
Таблица переключения входного комбинационного устройства
|
№ |
Х2 |
Х1 |
X0 |
UST |
OST |
SMENA |
|
|
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
1 |
0 |
|
|
1 |
0 |
0 |
1 |
1 |
0 |
0 |
|
|
2 |
0 |
1 |
0 |
0 |
1 |
0 |
|
|
3 |
0 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
|
|
4 |
1 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
|
|
5 |
1 |
0 |
1 |
1 |
1 |
1 |
|
|
6 |
1 |
1 |
0 |
0 |
1 |
0 |
|
|
7 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
С помощью карт Карно составим функции состояния выходов UST,OST,SMENA
|
1 |
1 |
1 |
0 |
|
|
1 |
1 |
1 |
0 |
UST=0=nX1vX0
|
1 |
0 |
1 |
1 |
|
|
0 |
1 |
1 |
1 |
OST=0=(X2vX1vnX0)(nX2vX1vX0)
|
0 |
0 |
1 |
0 |
|
|
0 |
1 |
1 |
0 |
SMENA=1=X2X0vX1X0
Схема комбинационного устройства
Векторная диаграмма работы комбинационного устройства
Микросхема комбинационного входного устройства
Синтез кодопреобразователя
По заданию курсовой работы требуется построить два кодопреобразователя, отражающих состояния выходов пересчетного устройства в десятичном виде(первый кодопребразователь отражает десятки числа, второй единицы).
Составим таблицу переключения кодопреобразователей:
|
№ |
Q3 |
Q2 |
Q1 |
Q0 |
a1 |
b1 |
c1 |
d1 |
e1 |
f1 |
g1 |
a |
b |
c |
d |
e |
f |
g |
|
|
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
|
|
1 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
1 |
0 |
0 |
1 |
1 |
1 |
1 |
|
|
2 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
1 |
0 |
|
|
3 |
0 |
0 |
1 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
1 |
0 |
|
|
4 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
1 |
0 |
0 |
1 |
1 |
0 |
0 |
|
|
5 |
0 |
1 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
1 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
|
|
6 |
0 |
1 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|
|
7 |
0 |
1 |
1 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
1 |
1 |
1 |
1 |
|
|
8 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|
|
9 |
1 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
|
|
10 |
1 |
0 |
1 |
0 |
1 |
0 |
0 |
1 |
1 |
1 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
|
|
11 |
1 |
0 |
1 |
1 |
1 |
0 |
0 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
0 |
0 |
1 |
1 |
1 |
1 |
|
|
12 |
1 |
1 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
1 |
1 |
1 |
1 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
1 |
0 |
|
|
13 |
1 |
1 |
0 |
1 |
1 |
0 |
0 |
1 |
1 |
1 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
1 |
0 |
|
|
14 |
1 |
1 |
1 |
0 |
1 |
0 |
0 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
0 |
0 |
1 |
1 |
0 |
0 |
|
|
15 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
0 |
0 |
1 |
1 |
1 |
1 |
0 |
1 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
С помощью карт Карно составим функции состояния выходов a1..g1, a..g
Синтез первого кодопреобразователя (десятки)
g1=1
b1=0
c1=0
a1=d1=e1=f1
|
0 |
0 |
0 |
0 |
|
|
0 |
0 |
0 |
0 |
|
|
1 |
1 |
1 |
1 |
|
|
0 |
0 |
1 |
1 |
a1=0=Q3(Q2VQ1)
Синтез второго кодопреобразователя(единицы)
|
0 |
1 |
0 |
0 |
|
|
1 |
0 |
0 |
0 |
|
|
0 |
0 |
0 |
1 |
|
|
0 |
0 |
1 |
0 |
a=1=nQ3 Q2 nQ1 nQ0 V nQ3nQ2 nQ1 Q0 V Q3 nQ2 Q1 Q0 V Q3 Q2 Q1 nQ0
|
0 |
0 |
0 |
0 |
|
|
0 |
1 |
0 |
1 |
|
|
0 |
0 |
1 |
0 |
|
|
0 |
0 |
0 |
0 |
b=1=nQ3 Q2 nQ1 Q0 V Q3 Q2 Q1 Q0 V nQ3 Q2 Q1 nQ0
|
0 |
0 |
0 |
1 |
|
|
0 |
0 |
0 |
0 |
|
|
1 |
0 |
0 |
0 |
|
|
0 |
0 |
0 |
0 |
c=1=Q3Q2 nQ1 Q0 V nQ3 nQ2 Q1 nQ0
|
0 |
1 |
0 |
0 |
|
|
1 |
0 |
1 |
0 |
|
|
0 |
0 |
0 |
1 |
|
|
0 |
0 |
1 |
0 |
d=1=nQ3 Q2 nQ1 nQ0 V nQ3 Q2 Q1 Q0 V Q3 nQ2 Q1 Q0 V Q3 Q2 Q1 nQ0
|
0 |
1 |
1 |
0 |
|
|
1 |
1 |
1 |
0 |
|
|
0 |
1 |
1 |
1 |
|
|
0 |
1 |
1 |
0 |
e=1=Q0 V nQ3 Q2 nQ1 V Q3 Q2 Q1
|
0 |
1 |
1 |
1 |
|
|
0 |
0 |
1 |
0 |
|
|
1 |
1 |
0 |
0 |
|
|
0 |
0 |
1 |
0 |
f=1=Q3 Q2 nQ1 V nQ3 nQ2 Q0 V nQ3 Q1 Q0 V nQ3 nQ2 Q1 V nQ2 Q1 Q0
|
1 |
1 |
0 |
0 |
|
|
0 |
0 |
1 |
0 |
|
|
0 |
0 |
0 |
0 |
|
|
0 |
0 |
1 |
1 |
g=1=nQ3 Q2 Q1 Q0 V Q3 nQ2 Q1 V nQ3 nQ2 nQ1
Схема кодопреобразователей
Векторная диаграмма работы кодопреобразователя
Микросхема кодопреобразователя
Общая схема устройства автомата
Векторная диаграмма
Заключение
В данной курсовой работе был разработан проект пересчетного устройства по заданным параметрам. Все устройства входящие в общую схему работают в соответствии с заданием, о чем подтверждают находящиеся в курсовой работе векторные диаграммы.
Устройство прошло испытание на макете, установленным в лаборатории. Результаты испытания подтвердили правильность конструкции данного устройства.
Список использованной литературы
Угрюмов Е.П- Цифровая схемотехника
Лекции по дисциплине Выч.техника и информационные технологии
1. Размещено на www.allbest.ru
Подобные документы
Разработка топологии базисных элементов и цифрового комбинационного устройства в целом в программе Microwind. Моделирование базисных логических элементов и функциональная схема демультиплексора. Схемотехническое проектирование цифрового устройства.
курсовая работа [1,7 M], добавлен 27.02.2012Исследование структурной схемы цифрового автомата и операционного устройства. Алгоритм функционирования цифрового автомата в микрооперациях. Кодирование его состояний. Характеристика функций возбуждения триггеров и формирования управляющих сигналов.
курсовая работа [3,6 M], добавлен 06.12.2013Обобщенная схема конечного цифрового автомата. Структурная и каскадная схема мультиплексора. Кодирование входных и выходных сигналов и состояний автомата. Схема разработанного цифрового устройства. Синтез дешифратора автомата. Выбор серии микросхем.
контрольная работа [279,1 K], добавлен 07.01.2015Основные понятия о цифровом устройстве и главные принципы его построения. Этапы разработки цифрового автомата по алгоритму функционирования. Выбор микросхем, их учет и расчет мощности, потребляемой автоматом. Исследование цифрового автомата на переходе.
курсовая работа [1,0 M], добавлен 09.10.2009Выполнение синтеза цифрового автомата Мура, осуществляющего отображение информации, приведение алфавитного отображения к автоматному. Построение формализованного описания автомата, минимизация числа внутренних состояний. Функциональная схема автомата.
курсовая работа [2,8 M], добавлен 04.02.2013Проектирование цифрового устройства для передачи сообщения через канал связи. Разработка задающего генератора, делителя частоты, преобразователя кода, согласующего устройства с каналом связи, схемы синхронизации и сброса, блока питания конечного автомата.
курсовая работа [1,6 M], добавлен 28.01.2013Расчет схемы цифрового автомата, функционирующего в соответствии с заданным алгоритмом. Кодирование состояний. Составление таблицы функционирования комбинационного узла автомата. Запись логических выражений. Описание выбранного дешифратора и триггера.
курсовая работа [423,4 K], добавлен 18.04.2011Цифровые автоматы - логические устройства, в которых помимо логических элементов имеются элементы памяти. Разработка микропрограммного цифрового автомата на основе микросхем малой степени интеграции. Синтез преобразователя кода и цифровая индикация.
курсовая работа [2,7 M], добавлен 26.05.2012Канонические формы представления логической функций. Сущность методов минимизации Квайна, Квайна-Мак-Класки и карт Вейча, получение дизъюнктивной и конъюнктивной форм. Модели цифрового комбинационного устройства с помощью программы Electronics Workbench.
курсовая работа [416,4 K], добавлен 28.11.2009Конструирование цифрового автомата-регулятора угла опережения зажигания: разработка библиотеки символов и посадочных мест в системе P-CAD 2002, выбор конструкции модуля и печатной платы, создание сборочного чертежа устройства и карты спецификации.
курсовая работа [1,3 M], добавлен 14.06.2011
