МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ УКРАИНЫ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ «ХАРЬКОВСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ» Кафедра « Промышленная и биомедицинская электроника » Курсовое проектирование По дисциплине « Цифровая схемотехника » По теме « ЦИФРОВОЕ УСТРОЙСТВО С ВРЕМЕННЫМ РАЗДЕЛЕНИЕМ СИГНАЛОВ » ПКГ 4 Гаркуша О. Ю. Захаров И. А. Ясько А. С. Харьков, 2014

ВСТУПЛЕНИЕ ОБЪЕКТ ИССЛЕДОВАНИЯ – ЦИФРОВОЕ УСТРОЙСТВО С ВРЕМЕННЫМ РАЗДЕЛЕНИЕМ СИГНАЛОВ. ЦЕЛЬ РАБОТЫ – ПРОЕКТИРОВАНИЕ И РАСЧЕТ ЦИФРОВОГО УСТРОЙСТВА С ВРЕМЕННЫМ РАЗДЕЛЕНИЕМ СИГНАЛОВ. УСТРОЙСТВО РЕАЛИЗУЕТСЯ НА ЦИФРОВЫХ ИНТЕГРАЛЬНЫХ МИКРОСХЕМАХ И СОСТОИТ ИЗ КОМБИНАЦИОННОЙ СХЕМЫ, ГЕНЕРАТОРА, ФОРМИРОВАТЕЛЯ ТАКТОВЫХ ИМПУЛЬСОВ, ДЕЛИТЕЛЕЙ ЧАСТОТЫ, ФОРМИРОВАТЕЛЯ ФУНКЦИИ, СЧЕТЧИКОВ, ИНДИКАТОРОВ.

ИНДИВИДУАЛЬНОЕ ЗАДАНИЕ

СТРУКТУРНАЯ СХЕМА

ЗГ – ЗАДАЮЩИЙ ГЕНЕРАТОР, ЯВЛЯЮЩИЙСЯ ИСТОЧНИКОМ СИГНАЛА ИСХОДНОЙ ЧАСТОТЫ; ДЧ1, ДЧ2 – ДЕЛИТЕЛИ ИСХОДНОЙ ЧАСТОТЫ С НЕОБХОДИМЫМИ КОЭФФИЦИЕНТАМИ ДЕЛЕНИЯ; СТ1, СТ2 – ДВОИЧНЫЕ СЧЕТЧИКИ; ФФ – ФОРМИРОВАТЕЛЬ ФУНКЦИЙ, СЛУЖАЩИЙ ДЛЯ РЕАЛИЗАЦИИ ЗАДАННЫХ ФУНКЦИЙ F1=0,3,5,7,9,11,13 И F2=2,4,6,8,12,14; ФТИ – ФОРМИРОВАТЕЛЬ ТАКТОВЫХ ИМПУЛЬСОВ, ОБЕСПЕЧИВАЮЩИЙ РАЗДЕЛЕНИЕ ЗАДАННЫХ ФУНКЦИЙ ВО ВРЕМЕНИ; БИ1, БИ2 – БЛОКИ ИНДИКАЦИИ, ПРЕДНАЗНАЧЕННЫЕ ДЛЯ ВИЗУАЛИЗАЦИИ ПОЛУЧЕННОЙ ИНФОРМАЦИИ. Функциональная схема содержит следующие элементы :

СИНТЕЗ ЛОГИЧЕСКОЙ ФУНКЦИИ F1 В БАЗИСЕ И-НЕ МИНИМИЗАЦИЯ F1 ПО «0» И «1» С ПОМОЩЬЮ КАРТ КАРНО

СХЕМНАЯ РЕАЛИЗАЦИЯ F1 ПО «0» И «1» В БАЗИСЕ И-НЕ

СХЕМНАЯ РЕАЛИЗАЦИЯ ЛОГИЧЕСКОЙ ФУНКЦИИ F1 В БАЗИСЕ И-ИЛИ-НЕ

СИНТЕЗ ЛОГИЧЕСКОЙ ФУНКЦИИ F2 В БАЗИСЕ И-НЕ

СХЕМНАЯ РЕАЛИЗАЦИЯ F2 ПО «0» И «1» В БАЗИСЕ И-НЕ

СХЕМНАЯ РЕАЛИЗАЦИЯ ЛОГИЧЕСКОЙ ФУНКЦИИ F2 В БАЗИСЕ И-ИЛИ-НЕ

ВЫБОР ОПТИМАЛЬНОЙ СХЕМЫ F1 И F2

СИНТЕЗ ФОРМИРОВАТЕЛЯ ТАКТОВЫХ ИНТЕРВАЛОВ TF1

СХЕМНАЯ РЕАЛИЗАЦИЯ TF1 ПО «0» И «1» В БАЗИСЕ И-НЕ

СХЕМНАЯ РЕАЛИЗАЦИЯ TF1 ПО «0» И «1» В БАЗИСЕ И-ИЛИ-НЕ

СИНТЕЗ ФОРМИРОВАТЕЛЯ ТАКТОВЫХ ИНТЕРВАЛОВ TF2

СХЕМНАЯ РЕАЛИЗАЦИЯ TF2 ПО «0» И «1» В БАЗИСЕ И-НЕ

СХЕМНАЯ РЕАЛИЗАЦИЯ TF2 ПО «0» И «1» В БАЗИСЕ И-ИЛИ-НЕ

ВЫБОР ОПТИМАЛЬНОЙ СХЕМЫ TF1 И TF2

СИНТЕЗ ДВОИЧНОГО СЧЕТЧИКА С КСЧ В данном курсовом проекте используем счетчики К 155 ИЕ 5 и К 155 ИЕ 2 Так как данный счетчик 4- х разрядный, то при инкрементировании счетчика без управления сбросом его коэффициент счета 16. При этом счёт будет происходить с приходом каждого очередного импульса на тактовый воод счетчика. Для реализации других коэффициентов счета необходимо вводить цепь принудительного сброса. В данном проекте необходимо реализовать счетчики с коэффициентами счёта 7,8,14,16.

СИНТЕЗ СЧЕТЧИКОВ Счетчик К 155 ИЕ 5 с Ксч =16 Счетчик К 155 ИЕ 5 с Ксч =14 Делитель частоты на К 155 ИЕ 2 с Кс 1=7 Делитель частоты на К 155 ИЕ 5 с Кс 2=8

ЦЕПЬ СБРОСА Дифференцирующая RC- цепочка Параметры цепочки определяются из соотношения RC=t зад /ln(U п /U пор ), ( )*t з

ОБНУЛЕНИЕ СЧЕТЧИКА Схема обнуления счетчика с Ксч =14 Диоды VD1-VD5 являются развязывающими и при их выборе следует обращать внимание на выполнение следующего условия. I1 во >Imin, где I1 во – воодной ток логического элемента DD в единичном состоянии ; Imin – минимальное значение прямого тока диода, при котором он открыт.

ОБЩАЯ СХЕМА

ВРЕМЕННЫЕ ДИАГРАММЫ

РЕЗУЛЬТАТ РАБОТЫ УСТРОЙСТВА

ВЫВОД В данном курсовом проекте был произведен синтез и реализация цифрового устройства. В процессе проектирования были произведены минимизации логических функций с целью получения оптимальной структуры. Также произведен выбор схемы и электрический расчет автогенератора прямоугольных импульсов, выполнен синтез синхронных двоичных счетчиков с нужными коэффициентами счета, спроектированы формирователи тактовых интервалов. Выполнен расчет быстродействия цифрового устройства (t зад = 215 нс ) и потребляемой мощности, которая примерно составляет 2,98 Вт.

СПАСИБО ЗА ВНИМАНИЕ =)