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 12.11.2014Нахождение 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 19.09.2011Основные 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 28.06.2011Оценка 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 15.04.2012Доказательство 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 07.06.2009Фибоначчи 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 24.03.2012Описание 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 10.07.2012Определение 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 20.12.2011Биографические 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 22.12.2009Математическое 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