Назначение проектируемого устройства

Колледж информатизации и управления «Радиополитехникум»

Федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего профессионального образования

«Санкт-Петербургский государственный политехнический университет»

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

Пояснительная записка

ЗАДАНИЕ

Электронные вычислительные машины (ЭВМ), или компьютеры (от англ. compute – вычислять, подсчитывать), – одно из самых удивительных творений человека. Простейшие устройства для облегчения счета появились в глубокой древности, несколько тысячелетий назад. По мере развития человеческой цивилизации они медленно эволюционировали, непрерывно совершенствуясь. Однако только в 40-е годы XX столетия было положено начало созданию вычислительных машин современной архитектуры и с современной логикой – современных электронных вычислительных машин. За исторически очень короткий срок компьютеры – благодаря огромным успехам электроники – проделали

такой путь в своем техническом совершенствовании, масштабах применения и влияния на человеческое общество, с каким не сравнится никакое другое изобретение человечества, включая атомную энергию и космическую технику. Да и последние не могли бы получить столь мощного развития без использования достижений вычислительной техники. Кратко характеризуя темпы развития вычислительной техники, можно сослаться на образное сравнение в журнале «Сайнтифик Америкэн» (декабрь 1982 г.): «Если бы авиапромышленность в последние 25 лет развивалась столь же стремительно, как и промышленность средств вычислительной техники, то сейчас самолет «Боинг-767» стоил бы 500 долларов, совершал бы облет земного шара за 20 минут, затрачивая при этом 5 галлонов (примерно 20 литров) топлива». Приведенные цифры весьма ярко отражают относительное снижение стоимости, рост быстродействия и повышение экономичности ЭВМ. Компьютер в первую очередь является машиной – не существующим в природе, а созданным человеком объектом, предназначенным для умножения природных возможностей человека. В отличие от инструментов, приспособлений и механизмов компьютер, как и любая машина, не использует для своего функционирования физическую силу (энергию) человека. При работе с любой машиной человек выполняет только функцию управления. Компьютер является особенной – вычислительной, информационной машиной, усиливающей не физические возможности человека, а его способность к вычислениям, накоплению и обработке информации, выполняющей разного рода вычисления или облегчающей этот процесс. Основные функциональные элементы компьютера построены с помощью электронных приборов, с использованием современной наиболее развитой технологии обработки сигналов, на базе применения достижений электроники. Возможно построение вычислительных машин на другой материальной базе: история знает механические, наши современники – оптические, а футурологи предсказывают появление биологических вычислительных машин.

По способу представления информации вычислительные машины разделяют натри группы:

• аналоговые вычислительные машины (АВМ), в которых информация представлена в виде непрерывно изменяющихся переменных, выраженных какими-либо физическими величинами;

• цифровые вычислительные машины (ЦВМ), в которых информация представлена в виде дискретных значений переменных (чисел), выраженных комбинацией дискретных значений какой-либо физической величины (цифр);

• гибридные вычислительные машины, в которых используются оба способа представления информации.

Каждый из этих способов имеет свои преимущества и недостатки. Основным достоинством ЦВМ, определившим их широкое распространение и преобладание среди всех ЭВМ, является то, что точность получаемых с их помощью результатов вычислений не зависит от точности, с которой они сами (т.е. ЦВМ) изготовлены, в отличие от АВМ. Этим объясняется и тот факт, что первое известное аналоговое вычислительное устройство – логарифмическая линейка – появилось лишь в XVII в., тогда как самыми древними цифровыми средствами для облегчения вычислений были человеческая рука и подручные предметы – камешки, палочки, косточки и т.п.: «Цифровое» приспособление для счета – абак – был известен уже древним египтянам. Понятие «вычислительная система» (ВС) появилось позже понятия «вычислительная машина» и является более общим, т. к. в структуре ВС есть нескольких равноправных и взаимодействующих обрабатывающих устройств. Таким образом, классическая вычислительная машина представляет собой всего лишь один из возможных видов ВС – однопроцессорную ВС.

ВС – это комплекс технических средств, имеющих общее управление, предназначенный для преобразования информации и обеспечивающий автоматическую обработку данных по заданной программе.

Важную роль в развитии вычислительной техники, средств обработки информации и управляющих устройств, являющихся основой автоматизации в различных сферах человеческой деятельности, сыграло появление микропроцессоров. Неослабевающий интерес к микропроцессорам объясняется такими их свойствами, как низкая стоимость, высокая надежность, компактность и значительные вычислительные и функциональные возможности, позволяющие применять их даже там, где использование средств цифровой обработки информации ранее считалось нецелесообразным.

В любой стране достижение высоких экономических и социальных результатов в значительной степени зависит от масштабов и темпов информатизации общества, использования информационных технологий во всех сферах человеческой деятельности.

Информатизациюможно рассматривать как процесс преобразования производственно-хозяйственных, научных и социально-бытовых структур путем производства информации, необходимой для выработки и реализации решений, направленных на достижение качественно новых результатов деятельности человека, на базе внедрения и использования средств вычислительной техники, связи и информационных технологий. Несмотря на различие процессов информатизации в различных областях человеческой деятельности, ее объединяют три составляющие: единство основных средств производства (средства вычислительной техники и информации), единство сырья (данные, подлежащие анализу и обработке), единство выпускаемой продукции (информация, используемая для управления и совершенствования деятельности человека).

Инфраструктура информатизациивключает системы коммуникаций, вычислительных машин и сетей, программное обеспечение этих систем; информационные средства; систему подготовки кадров для эксплуатации аппаратного, программного и информационного обеспечения; экономические и правовые механизмы, обеспечивающие эффективное развитие процесса информатизации.

Ключевая роль в современной инфраструктуре информатизации принадлежит системам телекоммуникаций и компьютерным сетям, в которых сосредоточены новейшие средства вычислительной техники, информатики, связи, а также самые прогрессивные информационные технологии. Именно они обеспечивают пользователям широкий набор информационно-вычислительных услуг с доступом к локальным и удаленным машинным ресурсам, технологиям и базам данных. По мере развития сетей с начала 70-х годов расширяется перечень предоставляемых ими услуг и повышается их уровень.

Общая часть

Назначение проектируемого устройства

Рисунок 1.1 – Пример семисегментного индикатора

На вход схемы подаются различные комбинации входной последовательности: D ( X1, X2, X3, X4), P ( паритет или контроль четности или нечетности ), синхронизированные сигналом С и сбрасываемые сигналом R. На индикатор предполагается выводить лишь отдельные цифры из множества шестнадцатеричных цифр. На выходе Y должен быть сигнал «1», если соединенный с этим выходом сегмент должен загореться при отображении цифры. Если количество единиц на Х1-Х4 – четное (нечетное), то загорается цифра, заданная на Х1-Х4. Если количество единиц не соответствует условию, то должен загореться только сегмент Y4.

При создании схемы использовать сдвигающий регистр входных значений. Требуется:

1. Составить совмещенную таблицу истинности для Х1-Х4, комплект карт Карно для функций Y, провести минимизацию в СДНФ и записать логические формулы, выражающие Y через Х1-Х4. Выполнить преобразование этих формул к виду, обеспечивающему минимально возможную реализацию контрольной схемы в системе логических элементов ТТЛ серий 155 или 555.

2. Разработать схему паритета ( контроля четности или нечетности ). Эта схема будет осуществлять контроль на наличие обрывов проводов в схеме. В случае обрыва, будет принудительно загораться сегмент Y4, а все остальные – принудительно выключаться

3. Выполнить принципиальную электрическую схему устройства.

4. Привести расчет быстродействия и мощности.

5. Выполнить расчет надежности устройства

В данном курсовом проекте будет разрабатываться схема для комбинации 4, 6, 8, 9, A, B, D, E, F (Чётность).

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту: