Logo GenDocs.ru


Поиск по сайту:  


Курсовая работа: Синтез дискретно-логического устройства управления - файл Курсовая работа.doc


Курсовая работа: Синтез дискретно-логического устройства управления
скачать (148.7 kb.)

Доступные файлы (2):

Курсовая работа.doc944kb.29.10.2006 01:31скачать
Общая функциональная схема.shs

содержание

Курсовая работа.doc

Реклама MarketGid:
МИНИСТЕРСТВО ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

УФИМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АВИАЦИОННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

ФИЛИАЛ В Г. ИШИМБАЙ


Кафедра АПП


Курсовая работа


по предмету Математические основы дискретно-логических систем

Синтез дискретно-логического устройства управления


Выполнил: ст. гр. АТП-208

Шарипов Д.В.

Проверил: к. ф.-м. н., ст. преп.

Мугафаров М.Ф.


Ишимбай 2006

План:


  1. Цель работы

  2. Граф управляющего автомата

  3. Общая структурная схема

  4. Кодирование входных и выходных воздействий

  5. Минимальные функции блоков F и FL

  6. Остановка часов

  7. Будильник

  8. Общая функциональная схема

  9. Функциональная схема блоков F и FL

  10. Определение площади микросхемы



Цель работы


Целью работы является синтез функциональной схемы электронных часов по описанию их дополнительных возможностей по отношению к возможности простого отображения времени (базовый вариант).


Граф управляющего автомата


Построим возможный граф перехода в состояния автомата.


b/z1




b/z5 a/z6 a/z6 b/z2


a/z6 a/z6


b/z4

b/z3

a/z6


Состояния автомата:


1 – отображение текущего времени. На индикаторах отображаются часы и минуты.

Однократное нажатие кнопки b включает/выключает будильник


2 – режим корректировки минут. На индикаторах отображаются минуты. Однократное

нажатие кнопки b добавляет единицу к значению минут.


3 – режим корректировки часов. На индикаторах отображаются часы. Однократное

нажатие кнопки b добавляет единицу к значению часов.


4 – режим установки минут будильника. На индикаторах отображаются минуты

будильника. Однократное нажатие кнопки b добавляет единицу к значению минут

будильника.


5 – режим установки часов будильника. На индикаторах отображаются часы

будильника. Однократное нажатие кнопки b добавляет единицу к значению часов

будильника.


Опишем управляющие сигналы:


L1 – разрешает или запрещает отображение минут

L2 – разрешает или запрещает отображение часов

L3 – управление МС, которая позволяет выводить на индикаторы текущее время или

время будильника.


i1 – подается для корректировки минут

i2 – подается для корректировки часов

i3 – подается для установки минут будильника

i4 – подается для установки часов будильника

i5 – включает/выключает будильник


Опишем режимы и связанные с ними микрокоманды:


1. Отображение времени

L1=1 L2=1 L3=0

По сигналу извне должен передаваться импульсный сигнал i5.


2. Режим корректировки минут

L1=1 L2=0 L3=0

По сигналу извне должен передаваться импульсный сигнал i1.


3. Режим корректировки часов

L1=0 L2=1 L3=0

По сигналу извне должен передаваться импульсный сигнал i2.


4. Режим установки минут будильника

L1=1 L2=0 L3=1

По сигналу извне должен передаваться импульсный сигнал i3.


5. Режим установки часов будильника

L1=0 L2=1 L3=1

По сигналу извне должен передаваться импульсный сигнал i4.


Общая структурная схема


Граф, построенный в предыдущем пункте, не является полностью определенным, поскольку переходы под воздействием сигнала a не имеют выходных сигналов. Поэтому, составим схему конечного автомата.





Изобразим общую структурную схему




^ Кодирование входных и выходных воздействий


Составим таблицу переходов.


Вход

Состояние

След. Состояние

Выход

a

1

2

z6

b

1

1

z5

a

2

3

z6

b

2

2

z1

a

3

4

z6

b

3

3

z2

a

4

5

z6

b

4

4

z3

a

5

1

z6

b

5

5

z4


Закодируем входы и выходы состояний автомата и после этого построим таблицы истинности для элементов F и FL.

Для кодирования состояний возьмем 3 двоичных разряда:


  1. 000

  2. 001

  3.  010

  4.  011

  5.  100


Входных сигнала два:





x

a

1

b

0



Закодируем выходные импульсы





y1/i1

y2/i2

y3/i3

y4/i4

y5/i5

z1

1

0

0

0

0

z2

0

1

0

0

0

z3

0

0

1

0

0

z4

0

0

0

1

0

z5

0

0

0

0

1

z6

0

0

0

0

0



Проведем кодирование выходных сигналов для блока F


Вход

Текущ. Сост.

След. Сост.

Выход

q1

q2

q3

Q1

Q2

Q3

y1

y2

y3

y4

y5

1

0

0

0

0

0

1

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

1

1

0

0

1

0

1

0

0

0

0

0

0

0

0

0

1

0

0

1

1

0

0

0

0

1

0

1

0

0

1

1

0

0

0

0

0

0

0

1

0

0

1

0

0

1

0

0

0

1

0

1

1

1

0

0

0

0

0

0

0

0

0

1

1

0

1

1

0

0

1

0

0

1

1

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

1

0

0

1

0

0

0

0

0

1

0


Проведем кодирование выходных сигналов для блока FL


q1

q2

q3

L1

L2

L3

0

0

0

1

1

0

0

0

1

1

0

0

0

1

0

0

1

0

0

1

1

1

0

1

1

0

0

0

1

1



^ Минимальные функции блоков F и FL


При помощи карт Карно построим и минимизируем функции Q1,Q2,Q3,y1,y2,y3,

y4,y5 от аргументов x,q1,q2,q3, а также функции L1,L2,L3 от аргументов q1,q2,q3.


Q1: Q2: Q3:






q1

¬q1




x

0

-

0

0

¬q3

-

-

1

0

q3

¬x

-

-

0

0




1

-

0

0

¬q3




¬q2

q2

¬q2




0

-

1

0

-

-

0

1

-

-

1

0

0

-

1

0

0

-

1

1

-

-

0

0

-

-

1

1

0

-

0

0


y1: y2: y3:


0

-

0

0

-

-

0

0

-

-

0

1

0

-

0

0

0

-

0

0

-

-

0

0

-

-

0

0

0

-

1

0

0

-

0

0

-

-

0

0

-

-

1

0

0

-

0

0



y4: y5:


0

-

0

0

-

-

0

0

-

-

0

0

1

-

0

0

0

-

0

0

-

-

0

0

-

-

0

0

0

-

0

1



L1





q2

¬q2




q1

-

0

¬q3

-

-

q3

q2

1

1




0

1

¬q3


L2 L3


-

1

-

-

0

0

1

1

-

1

-

-

1

0

0

0



Q1 = xq2q3 \/ ¬xq1

Q2 = ¬xq2 \/ q2¬q3 \/ x¬q2q3

Q3 = ¬xq3 \/ x¬q1¬q3


y1 = ¬x¬q1¬q2q3

y2 = ¬xq2¬q3

y3 = ¬xq2q3

y4 = ¬xq1

y5 = ¬x¬q1¬q2¬q3


L1 = q3 \/ ¬q1¬q2

L2 = ¬q3

L3 = q1 \/ q2q3


По полученным формулам могут быть построены функциональные схемы блоков F и FL.


^ Остановка часов


Необходимо организовать остановку часов после корректировки минут (только если была добавлена хотя бы одна минута). При этом следует учесть следующие условия:

а). остановка часов должна происходить только, если была добавлена хотя бы одна

минута

б). запуск часов осуществляется нажатием любой кнопки в режиме отображения времени

Для этого необходимо, чтобы импульсы от генератора тактовых импульсов не поступали на счетчик Счк1. Эту функцию будет реализовывать блок ST, схема которого имеет следующий вид:





Принцип работы блока ST следующий: если при корректировке минут была добавлена минута, то сигнал i1 сбросит триггер T7 в нулевое состояние, что не позволит пройти импульсам от генератора тактовых импульсов. Находиться в нулевом состоянии триггер T7 будет находиться до тех пор, пока на его вход s не подастся напряжение низкого уровня. Это произойдет, когда часы будут находиться в режиме отображении времени (q1=0 q2=0 q3=0) и будет нажата любая кнопка (нажатию кнопки соответствует появление синхроимпульса s, т.е. s=1).


Будильник


Для того, чтобы проектируемые часы имели будильник, заведем систему счетчиков Счк7-Счк10, которые будут хранить время, при наступлении которого необходимо подать звуковой сигнал. Таким образом, нам необходимо сравнивать значения счетчиков, хранящие время будильника, со значениями соответствующих счетчиков, отсчитывающих время. Сравнение будем производить с помощью свойства импликации функции эквивалентности:


p<=>q = ¬ p¬q \/ pq


Приведем схему блока сравнения пары соответствующих разрядов.





Qб – разряд со счетчика будильника

Q – разряд со счетчика, предназначенного для отсчета времени


Для того, чтобы сравнить значения пары соответствующих счетчиков, необходимо проверить все их разряды по этой схеме. Если хотя бы одна пара двоичных разрядов не эквивалентна, то счетчики хранят разные значения; если все разряды эквивалентны, то счетчики хранят одно и то же значения. Исходя из этого, построим схему блока, который будем обозначать <=>, сравнивающий значения пары соответствующих счетчиков.

Для трехразрядных счетчиков:




Таким образом, время, при наступлении которого необходимо подать звуковой сигнал, характеризуется логической единицей на выходе данного блока.

Для того, чтобы проектируемые часы были обеспечены возможностью отключения режима будильника введем счетчик Счк12 с коэффициентом пересчета к=2 и одним двоичным разрядом. Значению счетчика соответствует


0 – будильник выключен

1 – будильник включен


Значение счетчика Счк12 будет меняться при появлении сигнала i5, которому соответствует нажатие кнопки b в режиме отображения времени.

Для того, чтобы прекратить подачу звукового сигнала по истечению 10 секунд, построим следующую схему:





^ Общая функциональная схема


См. фрагмент «Общая функциональная схема»


Функциональная схема блоков F и FL





^ Определение площади микросхемы



ЭЛЕМЕНТ

^ КОЛИЧЕСТВО ТРАНЗИСТОРОВ

Инвертор

4

И

4

ИЛИ

6

И / ИЛИ

6

исключающее И

12

исключающее ИЛИ

10

D - триггер

20

Счетчик

16 * n , где n - количество двоичных разрядов

Индикаторный преобразователь

400


Для разработанного устройства:

ЭЛЕМЕНТ

^ КОЛИЧЕСТВО ТРАНЗИСТОРОВ

Инвертор

4*42=168

И

4*56=224

ИЛИ

6*24=144

И / ИЛИ

6*1=6

исключающее И

12*0=0

исключающее ИЛИ

10*0=0

D - триггер

20*7=140

Счетчик

16*1*1+16 *2*2+16*3*3+16*4*5=544

Индикаторный преобразователь

400*4+?*1=1600

Итого

2826



Число транзисторов, которые могут быть размещены в одном кристалле, составляет при средней степени интеграции несколько тысяч, при высокой - несколько сотен тысяч. Нашу оценку будем производить из расчета 1000 транзисторов на одном квадратном миллиметре площади кристалла:


Реклама:





Скачать файл (148.7 kb.)

Поиск по сайту:  

© gendocs.ru
При копировании укажите ссылку.
обратиться к администрации
Рейтинг@Mail.ru
Разработка сайта — Веб студия Адаманов