Создание логической схемы для электронных часов
Рассмотрение структурной и функциональной схем для часов. Построение графа управляющего автомата. Кодирование входных и выходных сигналов. Разработка 12-часового режима работы и блока отключения индикаторов. Определение площади кристалла микросхемы.
| Рубрика | Коммуникации, связь, цифровые приборы и радиоэлектроника |
| Вид | курсовая работа |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 27.04.2011 |
| Размер файла | 314,3 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/
Содержание
- Цель работы
- 1. Граф управляющего автомата
- 2. Управляющие микрокоманды
- 3. Структурная схема устройства
- 4. Кодирование входных, выходных сигналов и состояний автомата
- 5. Минимизация блоков "F" и "FL"
- 6. Отключение индикаторов
- 7. 12-часовой режим работы
- 8. Общая функциональная схема
- Заключение
- Приложение
Цель работы
В данной работе необходимо разработать логическую схему электронных часов.
Кроме основных функций отображения и корректировки текущего времени требуется организовать:
· 12-часовой режим работы с указанием AM и PM;
· Отключение индикаторов с целью экономии энергии.
Решение данной задачи будет состоять из нескольких этапов:
1. Построение графа управляющего автомата. Граф представляет собой возможные переходы между состояниями часов, их связь с кнопками управления.
2. Построение структурной схемы. На данном этапе разрабатывается структурная схема, а также выделяются структурные блоки.
3. Кодирование входных и выходных сигналов и состояний автомата.
4. Минимизация функциональных блоков F и FL с помощью карт Карно. Блок F преобразует входные сигналы в управляющие сигналы, блок FL управляет состояниями индикаторов.
5. Разработка 12-часового режима работы.
6. Разработка блока отключения индикаторов с целью экономии энергии.
7. Построение общей функциональной схемы. На данном этапе проводится соединение блоков, разработанных на предыдущих этапах.
8. Определение приблизительной площади кристалла микросхемы, реализующей проектируемое устройство.
1. Граф управляющего автомата
Построим граф возможных переходов состояний автомата:
Размещено на http://www.allbest.ru/
Опишем режимы работы:
1. Режим отображения времени. При нажатии на кнопку a часы перейдут в режим корректировки минут. Нажатие кнопки b включает/выключает напоминание. Минуты и часы отображаются в нормальном режиме.
2. Режим корректировки минут. При нажатии на кнопку a часы перейдут в режим корректировки часов. Нажатие кнопки b увеличивает количество минут. На индикаторах отображаются минуты.
3. Режим корректировки часов. При нажатии на кнопку a часы перейдут в режим корректировки времени суток. Нажатие кнопки b увеличивает количество часов. На индикаторах отображаются часы.
4. Режим корректировки времени суток. При нажатии на кнопку a часы перейдут в режим отображения времени. Нажатие кнопки b изменяет время суток. На индикаторах отображается время суток, т.е. AM или PM.
2. Управляющие микрокоманды
Опишем микрокоманды, управляющее индикаторами:
L1 - режим отображение минут;
L2 - режим отображение часов;
L3 - отображение индикатора AM/PM.
Опишем микрокоманды, управляющее счетчиками:
i1 - подается для корректировки минут;
i2 - подается для корректировки часов;
i3 - подается для изменения времени суток.
Опишем режимы и связанные с ними микрокоманды:
1. Режим отображения времени. L1=1; L2=1; L3=1; Сигналы i1, i2, i3 не подаются.
2. Режим корректировки минут. L1=1; L2=0; L3=0; По внешнему воздействию подается сигнал i1.
3. Режим корректировки часов. L1=0; L2=1; L3=0; По внешнему воздействию подается сигнал i2.
4. Режим корректировки времени суток. L1=0; L2=0; L3=1; По внешнему воздействию подается сигнал i3.
3. Структурная схема устройства
Дадим описание блоков структурной схемы:
· Блок "Преобразователь внешних воздействий": Преобразует нажатие кнопок a и b в сигнал x и синхроимпульса s. Синхроимпульс формируется в момент нажатия кнопки a и b.
· Блок "Устройство управления": преобразует входные сигналы в управляющие команды и управляет индикаторами.
4. Кодирование входных, выходных сигналов и состояний автомата
Закодируем состояния автомата:
|
Состояние |
Код |
|
|
Отображение времени |
00 |
|
|
Режим корректировки минут |
01 |
|
|
Режим корректировки часов |
10 |
|
|
Режим корректировки времени суток |
11 |
Входной сигнал можно закодировать 2 разрядами:
|
Входной сигнал |
x |
|
|
a |
0 |
|
|
b |
1 |
Входной сигнал c будет возникать в начале каждого часа. Для этого будем отслеживать одновременное переключение минут и часов.
Закодируем выходной сигнал:
|
Выходной сигнал |
i1 |
i2 |
i3 |
|
|
z1 |
1 |
0 |
0 |
|
|
z2 |
0 |
1 |
0 |
|
|
z3 |
0 |
0 |
1 |
|
|
z4 |
0 |
0 |
0 |
Закодируем выходные сигналы для блока F:
|
Вход |
Текущее состояние |
Следующее состояние |
выход |
|||||
|
x |
q1 |
q2 |
Q1 |
Q2 |
y1/i1 |
y2/i2 |
y3/i3 |
|
|
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
|
|
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|
|
0 |
0 |
1 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|
|
1 |
0 |
1 |
0 |
1 |
1 |
0 |
0 |
|
|
0 |
1 |
0 |
1 |
1 |
0 |
0 |
0 |
|
|
1 |
1 |
0 |
1 |
0 |
0 |
1 |
0 |
|
|
0 |
1 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|
|
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
0 |
0 |
1 |
Закодируем выходные сигналы для блока FL:
|
Текущее состояние |
выход |
||||
|
q1 |
q2 |
L1 |
L2 |
L3 |
|
|
0 |
0 |
1 |
1 |
1 |
|
|
0 |
1 |
1 |
0 |
0 |
|
|
1 |
0 |
0 |
1 |
0 |
|
|
1 |
1 |
0 |
0 |
1 |
5. Минимизация блоков "F" и "FL"
Минимизируем функции y1, y2, y3 с помощью карт Карно:
|
0 |
0 |
1 |
0 |
||
|
0 |
0 |
0 |
0 |
||
|
1 |
0 |
0 |
0 |
||
|
0 |
0 |
0 |
0 |
||
|
0 |
1 |
0 |
0 |
||
|
0 |
0 |
0 |
0 |
||
Минимизируем функции Q1, Q2 с помощью карт Карно:
|
1 |
1 |
0 |
0 |
||
|
1 |
0 |
1 |
0 |
||
|
0 |
1 |
1 |
0 |
||
|
1 |
0 |
0 |
1 |
||
Минимизируем функции L1, L2, L3 с помощью карт Карно:
|
0 |
0 |
||
|
1 |
1 |
|
0 |
1 |
||
|
0 |
1 |
|
1 |
0 |
||
|
0 |
1 |
6. Отключение индикаторов
Для отключения индикаторов требуется использовать потенциальные команды. Будем отключать индикаторы через 15 секунд после нажатия последней кнопки. Требуется подключить счетчик с коэффициентом k=16 к генератору частоты. Когда все разряды счетчика будут равны единице, перекрыть индикаторы и остановить счетчик. Для отслеживания нажатия кнопок подсоединим синхроимпульс s к входу принудительного обнуления счетчика.
7. 12-часовой режим работы
Для организации 12-часового режима работа необходимо:
1. Когда счетчики часов станут равными 13 необходимо установить счетчики часов в 1-ое значение. Для этого, когда часы станут равными 13, подадим 1 на входы принудительного обнуления счетчиков часов и через малый промежуток времени на тактовый вход младшего счетчика часов.
2. Организовать отображение и корректировку отображения времени суток. Для этого будем использовать индикаторный преобразователь ИП1, при подачи 0 на который отображается АМ, при 1 - PM.
8. Общая функциональная схема
Изобразим общую функциональную схему. Схемы блоков F, FL, ЭП находятся в приложениях. Данная схема удовлетворяет требованиям поставленной задачи.
Заключение
В данной работе разработана логическую схему электронных часов. Кроме основных функций отображения и корректировки текущего времени организовано:
· 12-часовой режим работы с указанием AM и PM;
· Отключение индикаторов с целью экономии энергии.
Дальнейшее усовершенствование данного устройства может происходить в следующих направлениях:
· возможность изменения времени, после которого индикаторы будут отключены.
Приложение
Схема блока ИП.
автомат микросхема кристалл часы
Размещено на Allbest.ru
Подобные документы
Описание структурной и функциональной схем электронных часов, выбор элементной базы. Разработка счетчика времени с системой управления на базе микроконтроллера. Экономический расчет затрат на проектирование, разработку и сборку макета электронных часов.
дипломная работа [223,5 K], добавлен 26.07.2015Алгоритм работы автомата Мили в табличном виде. Графический способ задания автомата. Синтез автомата Мили на Т-триггерах. Кодирование состояний автомата. Таблицы кодирования входных и выходных сигналов. Таблица переходов и выходов абстрактного автомата.
курсовая работа [24,7 K], добавлен 01.04.2010Формирование алфавитного оператора. Приведение оператора к автоматному виду. Построение графа переходов абстрактного автомата. Кодирование состояний, входных и выходных сигналов. Формирование функций возбуждения и выходных сигналов структурного автомата.
курсовая работа [66,3 K], добавлен 10.11.2010Разработка прибора на основе микроконтроллера AtMega8A-16PU и микросхемы часов реального времени DS1307. Типовая конфигурация двухпроводной шины. Изготовление печатной платы автомата. Микросхемы часов реального времени. Проект блок-схемы программы.
курсовая работа [1,1 M], добавлен 16.04.2015Процесс разработки функциональной схемы автомата Мура для операции деления без восстановления остатка. Кодировка состояний переходов, системы логических функций, сигналов возбуждения, их минимизация. Построение функциональной схемы управляющего автомата.
курсовая работа [868,4 K], добавлен 07.04.2012Описание работы электронных часов и микроконтроллера АТTiny2313 фирмы Atmel. Выходные буферы порта. Принципиальная схема электронных часов. Разработка печатной платы и практическое её применение. Принципы программирования и прошивки микроконтроллера.
курсовая работа [749,0 K], добавлен 29.05.2009Разработка цифровых часов, отображающих время посредством светодиодной индикации. Выбор и обоснование структурной схемы и электрорадиоэлементов: резисторов, светодиодов. Определение средней наработки на отказ. Процесс программирования PIC-контроллера.
дипломная работа [1,1 M], добавлен 12.05.2016Логическая схема как совокупность логических электронных элементов, соединенных между собой. Разработка схемы управляющего автомата. Выбор аналоговых элементов. Разработка управляющего автомата и проектирование его. Элементы цифровых электронных схем.
курсовая работа [507,2 K], добавлен 29.01.2015Разработка автомата турникета в метро, его условно-графическое изображение. Список входных и выходных сигналов устройства, построение графа состояний. Расчёт количества триггеров, комбинационные схемы входа и выхода. Уравнения и описание на языке AHDL.
курсовая работа [244,2 K], добавлен 07.09.2012Разработка функциональной и принципиальной схем управляющего устройства в виде цифрового автомата. Синтез синхронного счётчика. Минимизация функций входов для триггеров с помощью карт Карно. Синтез дешифратора и тактового генератора, функции выхода.
курсовая работа [1,5 M], добавлен 23.01.2011
