Вычислитель, определяющий наибольшее число из двух введенных и выводящий его на сисесигментный индикатор

Методика разработки блок-схемы цифрового узла, принцип его действия, взаимосвязь составных элементов. Описание цифрового узла на языке AHDL. Привязка портов к сигналам и программирование заданной микросхемы, проводимые при этом отладочные работы.

Рубрика Математика
Вид лабораторная работа
Язык русский
Дата добавления 25.01.2014
Размер файла 313,9 K

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/

1. Техническое задание

Прикроватный монитор пациента «ПМП»

1 НАИМЕНОВАНИЕ И ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ

1.1 Прикроватный монитор пациента

(далее «ПМП»).

1.2 «ПМП» используется в больницах для поддержания и контроля жизнедеятельности пациента.

2 СОСТАВ КОМПЛЕКТА

2.1 «ПМП», -1 шт.

2.2 Кабель силовой, -1 шт.

2.3 Кабель ЭКГ на 3/6 электродов 3 м, -1 шт.

2.4 Кабель пациента на 3 отведения 0,8 м, -1 компл.

2.5 Одноразовые электроды (комплект 30 шт.)

2.6 Кабель пульсоксиметрии

2.7 Воздушный шланг для взрослых и детей 3,5 м

2.8 Комплект батареи

3 ТЕХНИКО-ТЕХНИЧЕСКИЕ ТРЕБОВАНИЯ

3.1 «ПМП» должна обладать функцией одновременного отображение на экране 5 линий (отображение 2 отведений) (12 цветов), замораживание кривых-обязательно.

3.1.1 «ПМП» должна обладать функцией отображаемые числовых данных таких как: ЧСС, частота VPC, уровень ST, частота дыхание, IBP (систолическое, диастолическое, среднее), NIBP (систолическое, диастолическое, среднее), SpO2, частота пульса, температура и ETCO2.
3.1.2 Введенные настройки должны отображаться на дисплее после их применения через равные промежутки времени (5-10 сек)

3.2 Программное обеспечение должно быть на русском и английском языке.

3.2.1Необходимо запоминание личных данных пациента.
3.2.2 Наличие настраиваемых функциональных кнопок не менее трех.

3.3 Типы звуков: тревога, синхронизация, нажатие кнопок

3.4 Индикация тревоги: индикатор сигнала тревоги, подсвеченное сообщение, звук сигнала тревоги.

3.5 Необходимо, чтобы «ПМП» определяло уровни важности тревог: rритический, предупредительный, рекомендательный.

3.6 Возможность работы в сети, как в проводной, так и в беспроводной без приобретения дополнительного программного обеспечения.

4 УСЛОВИЯ ЭКСПЛУАТАЦИИ И ХРАНЕНИЯ

4.1 «ПМП» должна сохранять работоспособность при воздействии следующих параметров окружающей среды:

· Температура: от +10 до + 40 єС

· Относительная влажность воздуха до 99%

4.2 «ПМП» должна сохранять работоспособность при наличии следующих механических воздействий:

· Вибрация с ускорением 10g

· Ударные нагрузки до 15g

4.4 «ПМП» должна сохранять работоспособность после механических воздействий в виде вибрации с ускорением 20g продолжительностью 15 минут и ударных нагрузок с ускорением 30g в количестве 10 раз.

5 КОНСТРУКТИВНОЕ ИСПОЛНЕНИЕ

· 5.1 «ПМП» должна быть исполнена в виде:

· Внутренние размеры около 320Ч170Ч280

· Вес «ПМП» 5,5 кг.

· Вес в коробке 9.5 кг.

6 ТРЕБОВАНИЯ К УСЛОВИЯМ ТРАНСПОРТИРОВКИ

6.1 Изделие должно транспортироваться в штатной упаковке

6.2 Изделие предназначено для транспортировки автомобильным, железнодорожным, авиационным и водным транспортом, без нарушения условий хранения.

7 ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИЕ ТРЕБОВАНИЯ

7.1 Стоимость комплекта изделия, при производстве 1000 шт., не должна превышать 50000 руб.

7.2 Срок гарантийного обслуживания - 2 года с момента покупки

2. Блок-схема цифрового узла

1. В ходе выполнения лабораторной работы №2 в среде разработки Quartus была разработана блок-схема цифрового узла (Рис. 1), схема «вычислителя, определяющего наибольшее число из двух введенных» (с выводом на семисегментный индикатор) выглядит следующим образом:

программирование порт цифровой микросхема

Рисунок 1 «Блок-схема цифрового узла»

В данной схеме используются следующие компоненты:

· Lpm_compare (компаратор)

· Lpm_dff (D-триггер)

· Lpm_divide (делитель)

· 7SegIndication (семисегментный индикатор)

· MyCompare (Вычислитель, определяющий наибольшее из двух чисел)

· OUTPUT - выходной порт:

Во время разработки цифрового узла, возникла надобность в создании кодера (7SegIndication) для вывода цифр на семисегментный индикатор, а также компаратора (MyCompare), сравнивающего два числа и выводящего наибольшее из двух чисел. Код этих элементов на языке AHDL приведен в приложении 1 и 2.

На временной диаграмме, которая отражает логику работы цифрового узла, видно, что в результате, была разработана цифровая схема вычислителя, определяющего наибольшее из двух введенных чисел с выводом на семисегментный индикатор.

3. Описание цифрового узла на языке AHDL

При создании элемента с помощью графического редактора, создается и его текстовое описание на языке AHDL. Пользуясь оператором включения Include, импортируем эти элементы в нашу программу. Файлы с расширением.inc служат для вызова функционального блока с указанными (в файле) входами и выходами. Весь код программы находится в приложении 1.

4. Привязка портов к сигналам и программирование микросхемы

Через утилиту Pin Planner, встроенную в систему Quartus, привяжем сигналы к портам микросхемы. Изначально у нас имеется проект выполненный в виде блок-схемы, созданный под нашу плату (MAX700S EPM7128SLC84-7). Блок-схема описания цифрового узла была выбрана по следующим причинам:

1. Легко видно, какой сигнал куда подается.

2. Можно не пропустить необходимые данные.

3. Меньше литературы нужно изучить для выполнения ее построения.

После выполнения привязки портом получаем таблицу сигнал-порт и схематичное отображение портов, участвующих в дальнейшем программировании.

Рисунок 3. МС MAX7000S портами, привязанными к сигналам

Рисунок 4 «Таблица привязки портов к сигналам»

Для успешной компиляции проекта, необходимо удалить из таблицы порты конфигурирования платы (TMS, TCK, TDI, TDO), поскольку они уже привязаны. После компиляции создается программный образ для PLD (в папке проекта файл с расширением.pof), который можно внедрять в учебно-лабораторный макет UP-1.

Зелеными заштрихованными отображены те порты, сигналы к которым мы привязали вручную, и программа выполнила их идентификацию. Зеленым сплошным отображаются порты, которые программа заполнила самостоятельно - эти порты мы не задаем, так как они участвуют в программировании микросхемы.

После привязки портов мы должны выполнить подготовку платы, связав необходимые порты с DIP-переключателями, кнопкой и светодиодами. А затем запускаем программирование микросхемы через утилиту Programmer, так же встроенную в систему Quartus, задав необходимые параметры программирования (Рисунок 4).

После выполнения вышеуказанных действий мы можем протестировать работу платы (Рисунок 10), задавая значения через устройства ввода и наблюдая результат на устройствах вывода.

Вывод

В ходе лабораторной работы я изучил основные среды Altera Quartus по проектированию цифровых схем с помощью графического редактора, а так же с помощью языка AHDL. В результате, была разработана цифровая схема вычислителя, определяющего наибольшее из двух введенных чисел с выводом на семисегментный индикатор, временная диаграмма которой отражает логику работы цифрового узла.

Приложение 1

Title «MaxValue»;

INCLUDE «7SegIndication.inc»;

INCLUDE «MyCompare.inc»;

INCLUDE «lpm_compare0.inc»;

INCLUDE «lpm_dff0.inc»;

INCLUDE «lpm_divide0.inc»;

SUBDESIGN MAXVALUE

(

A [6..0]: INPUT;

B [6..0]: INPUT;

Clk: INPUT;

ShowMaxValue: INPUT;

Result [6..0]: OUTPUT;

a1, b1, c1, d1, e1, f1, g1: OUTPUT;

a2, b2, c2, d2, e2, f2, g2: OUTPUT;

)

VARIABLE

Compare1, Compare2: lpm_compare0;

D_FlipFlop: lpm_dff0;

Divider: lpm_divide0;

MyCompare1: MyCompare;

SevenSeg1, SevenSeg2: 7SegIndication; - Старшая и младшая цифра

EnableClock, Module [3..0]: NODE;

BEGIN

- для деления по модулю 10

Module [3..0] = 10;

-

- Описание условия разрешения импульсов

EnableClock = ShowMaxValue & Compare1. AlB & Compare2. AlB;

Compare1.dataa [6..0] = A [6..0];

Compare2.dataa [6..0] = B [6..0];

-

- Вычислитель максимального значения

MyCompare1. DataA [6..0] = A [6..0];

MyCompare1. DataB [6..0] = B [6..0];

-

- Запоминание максимального числа

D_FlipFlop.clock = Clk;

D_FlipFlop.enable = EnableClock;

D_FlipFlop.data [6..0] = MyCompare1. Result [6..0];

Result [6..0] = D_FlipFlop.q [6..0];

-

- Вывод максимального числа на семисегментный индикатор

Divider.numer [6..0] = D_FlipFlop.q [6..0];

Divider.denom [3..0] = Module [3..0];

SevenSeg1.data [3..0] = Divider.quotient [3..0];

SevenSeg2.data [3..0] = Divider.remain [3..0];

a1 = SevenSeg1.a; b1 = SevenSeg1.b; c1 = SevenSeg1.c;

d1 = SevenSeg1.d; e1 = SevenSeg1.e; f1 = SevenSeg1.f;

g1 = SevenSeg1.g; a2 = SevenSeg2.a; b2 = SevenSeg2.b;

c2 = SevenSeg2.c; d2 = SevenSeg2.d; e2 = SevenSeg2.e;

f2 = SevenSeg2.f; g2 = SevenSeg2.g;

END;

Приложение 2

программирование порт цифровой микросхема

7SegIndication.inc

FUNCTION 7SegIndication (data[3..0])

RETURNS (a, b, c, d, e, f, g);

MyCompare.inc

FUNCTION MyCompare (DataA[6..0], DataB [6..0])

RETURNS (Result [6..0]);

lpm_dff0.inc

FUNCTION lpm_dff0 (clock, data [6..0], enable)

RETURNS (q [6..0]);

lpm_compare0.inc

FUNCTION lpm_compare0 (dataa[3..0])

RETURNS (AlB);

lpm_divide0.inc

FUNCTION lpm_divide0 (denom [3..0], numer [6..0])

RETURNS (quotient [6..0], remain [3..0]);

Размещено на Allbest.ru


Подобные документы

  • Нахождение частной производной первого порядка. Определение области определения функции. Расчет производной от функции, заданной неявно. Полный дифференциал функции двух переменных. Исследование функции на экстремум, ее наименьшее и наибольшее значения.

    контрольная работа [1,1 M], добавлен 12.11.2014

  • Нахождение минимального пути от фиксированной до произвольной вершины графа с помощью алгоритма Дейкстры, рассмотрение основных принципов его работы. Описание блок-схемы алгоритма решения задачи. Проверка правильности работы разработанной программы.

    курсовая работа [495,4 K], добавлен 19.09.2011

  • Основные этапы математического моделирования - приближенного описания класса явлений или объектов реального мира на языке математики. Методы кодирования информации. Построение устройства, которое позволяет переводить код азбуки Морзе в машинный код.

    курсовая работа [507,2 K], добавлен 28.06.2011

  • Оценка вероятности простоя цеха в виде схемы движения заявок или в виде соответствия "состояния системы"-"события". Выбор единицы моделирования и погрешности измеряемых параметров. Создание блок-схемы и листинга программы, отладка модели на языке GPSS.

    лабораторная работа [213,6 K], добавлен 15.04.2012

  • Доказательство гипотезы Гольдбаха-Эйлера. Гипотезы о том, что любое четное число, большее двух, может быть представлено в виде суммы двух простых чисел и любое нечетное число М, большее семи, представимо в виде суммы трех нечетных простых чисел.

    задача [28,3 K], добавлен 07.06.2009

  • Фибоначчи Леонардо Пизанский — первый крупный математик средневековой Европы. Ряд чисел Фибоначчи - элементы числовой последовательности, в которой каждое последующее число равно сумме двух предыдущих чисел. Примеры ряда Фибоначчи в повседневной жизни.

    доклад [25,5 K], добавлен 24.03.2012

  • Описание метода сведения краевой задачи к задаче Коши. Решение системы из двух уравнений с четырьмя неизвестными. Метод Рунге-Кутта. Расчет максимальной погрешности и выполнение проверки точности. Метод конечных разностей. Описание полученных результатов.

    курсовая работа [245,2 K], добавлен 10.07.2012

  • Определение минимальной и максимальной точек для функции, имеющей на отрезке [a; b] конечное число критических точек. Ознакомление с примерами нахождения наибольшего и наименьшего значений квадратической, кубической, логарифмической и иных функций.

    презентация [355,9 K], добавлен 20.12.2011

  • Биографические данные Пафнутия Львовича Чебышева. Детские годы ученого, получение образования. Переезд в Петербург и защита в Петербургском университете диссертации. Наибольшее число работ Чебышева посвящено математическому анализу. Теория механизмов.

    реферат [17,8 K], добавлен 22.12.2009

  • Математическое объяснение метода Эйлера, исправленный и модифицированный методы. Блок-схемы алгоритмов, описание, текст и результаты работы программы. Решение обыкновенных дифференциальных (нелинейных) уравнений первого порядка с начальными данными.

    курсовая работа [78,1 K], добавлен 12.06.2010

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.