Составление таблицы истинности работы устройства

Создание таблицы истинности работы устройствапо следующему набору комбинаций 4, 6, 8, 9, A, B, D, E, F

Минимизация логической функции

Составить СДНФ по таблице, построить карты Карно и минимизировать их.

		1
			1
				1

				1
		1	1

		1		1
			1	1

		1		1
		1

		1

				1
			1
				1
		1

Выбор и обоснование функциональной схемы устройства

На основе карт Карно составлена следующая функциональная схема.

1.5. Синтез электрической принципиальной схемы в базисе «И-НЕ».

Можно уменьшить количество наименований схем. Это можно сделать путем преобразования с помощью формул:

В результате получаем только схемы “И-НЕ” и схемы отрицания

Повторяющиеся значения формул СДНФ

Выбор и обоснование элементной базы.

Для проектирования было предложено выбрать элементы ТТЛ серий 155 и 555. После сравнения характеристик этих двух серий мною была выбрана 555 серия.

Потому что:

-во-первых, коэффициент разветвления у неё в два раза больше, чем у 155 серии, что в дальнейшем даст возможность не использовать дополнительные резисторы на входе схемы

-во-вторых, элементы 555 серии потребляют меньше мощности в отличие от серии 155, так как их максимальное напряжение и сила тока меньше, чем у 155 серии.

В 555 серию входят различные логические элементы общим числом 98 наименований. Их назначение заключается в построении узлов ЭВМ и устройств дискретной автоматики с высоким быстродействием и малой потребляемой мощностью.

Элементы И – НЕ в 555 серии содержат простые n-p-n транзисторы VT2 – VT4, многоэмиттерный транзистор VT1, а так же резисторы и диоды, количество которых зависит от конкретного элемента. Такая схема обеспечивает возможность работы на большую емкостную нагрузку при высоком быстродействии и помехоустойчивости.

В качестве индикатора выбран семисегментный индикатор АЛС113А, т.к он способен отображать не только цифровую информацию, но и буквенную, что необходимо в проектируемом устройстве.

В схеме используется следующие микросхемы серии К555:

К555ЛА1, К555ЛА2, К555ЛА4, К555ЛА9, К555ЛН1, К555ЛП5 и регистр К555ИР25.

Расчетная часть

Расчет быстродействия и потребляемой мощности устройства

Расчет номиналов резисторов

Расчет быстродействия

Быстродействие рассчитывается на основе максимальных задержек микросхем в каскадах схемы. Суммарное время задержки данной схемы будет:

Таким образом, из расчета, время задержки составляет 152нс.

Расчет мощности

Таким образом, из расчета я получил потребляемую мощность равную 321,45мВт

Расчет вероятности безотказной работы устройства и среднего времени наработки на отказ.

Наименее	Обозначение на схеме	Кол-во элементов	lо 10-6	Режим работы	Усл. раб. Кl	Коэф. а	li =a×кl×lо 10-6	10-6
Кн	tс
Резисторы	R1						1,7	1,7	1,7
R2-8		0,4	0,68	4,76
ИМС	DD1-DD15		0,1				2,7	0,27	4,05
ИМС (К555ЛН1)	DD15-DD16		0,8				2,7	0,216	0,432
Индикатор	VD						1,6

λi = a * Kλ * λо * 10^-6

Прикидочный расчет

Ориентировочный расчет

Окончательный расчет

Графическая часть проекта

Заключение

В курсовом проекте я разработал электрическую принципиальную схему управления семисегментного индикатора.

Изначально, по заданию, составив таблицы истинности и минимизировав логическую функцию, получили те сигналы, которые поступят непосредственно на индикатор (пройдя предварительную инверсию). Преобразовав полученные формулы и выделив повторяющиеся блоки, оптимизировал работу схемы. В ней используются микросхемы серии К555, т.к. они являются более новыми, чем серия К155, а также рассчитывались номинал резисторов, быстродействие, потребляемая мощность и вероятность безотказной работы устройства.

Значение прикидочного расчета больше, так как при его расчете было взято максимальное значение коэффициента интенсивности отказов, а в ориентировочном расчете для каждого элемента свое. Из-за этой разницы в ориентировочном расчете увеличилось P(t) и T_ср.

Список литературы

1. Нефедов А.В., Интегральные микросхемы и их зарубежные аналоги. Серии К544-К564.-Москва: РадиоСофт, 1997г.

2. Иванов В.И., Аксенов А.И., Юшин А.М., Полупроводниковые оптоэлектронные приборы.-Москва: Энергоатомиздат, 1984г.

3. Мышляева И.М., Цифровая схемотехника.-Москва: Академия, 2005г.

4. Васильева И.А., Методическое пособие для проведения практических занятий по курсу «Конструкция ЭВМ».-СПб: СПбФМИК,1999г.

5. Тарабин, Справочник по интегральным микросхемам Москва 1981г.

6. Богданович М.И., Грель И.Н., Похоренко В.А., Шалимо В.В. Цифровые интегральные

микросхемы Минск, Беларусь 1991г.

7. Швайка О.Г., Балдина В.Е. Методические указания к выполнению курсового проекта по предметам: «Микропроцессоры и микропроцессорные системы», «Конструирование, производство и эксплуатация средств вычислительной техники».

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту: