Составление таблицы истинности работы устройства
Создание таблицы истинности работы устройствапо следующему набору комбинаций 4, 6, 8, 9, A, B, D, E, F
N
| X1
| X2
| X3
| X4
| Y1
| Y2
| Y3
| Y4
| Y5
| Y6
| Y7
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| A
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| B
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| D
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| E
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| F
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Минимизация логической функции
Составить СДНФ по таблице, построить карты Карно и минимизировать их.
![](https://konspekta.net/stydopediaru/baza1/3690766665230.files/image004.gif)
![](https://konspekta.net/stydopediaru/baza1/3690766665230.files/image026.gif)
![](https://konspekta.net/stydopediaru/baza1/3690766665230.files/image032.gif)
![](https://konspekta.net/stydopediaru/baza1/3690766665230.files/image039.gif)
![](https://konspekta.net/stydopediaru/baza1/3690766665230.files/image047.gif)
![](https://konspekta.net/stydopediaru/baza1/3690766665230.files/image055.gif)
![](https://konspekta.net/stydopediaru/baza1/3690766665230.files/image058.gif)
Выбор и обоснование функциональной схемы устройства
На основе карт Карно составлена следующая функциональная схема.
![](https://konspekta.net/stydopediaru/baza1/3690766665230.files/image065.jpg)
![](https://konspekta.net/stydopediaru/baza1/3690766665230.files/image067.jpg)
![](https://konspekta.net/stydopediaru/baza1/3690766665230.files/image069.jpg)
![](https://konspekta.net/stydopediaru/baza1/3690766665230.files/image071.jpg)
![](https://konspekta.net/stydopediaru/baza1/3690766665230.files/image073.jpg)
![](https://konspekta.net/stydopediaru/baza1/3690766665230.files/image075.jpg)
1.5. Синтез электрической принципиальной схемы в базисе «И-НЕ».
Можно уменьшить количество наименований схем. Это можно сделать путем преобразования с помощью формул:
![](https://konspekta.net/stydopediaru/baza1/3690766665230.files/image077.gif)
![](https://konspekta.net/stydopediaru/baza1/3690766665230.files/image079.gif)
В результате получаем только схемы “И-НЕ” и схемы отрицания
![](https://konspekta.net/stydopediaru/baza1/3690766665230.files/image081.gif)
![](https://konspekta.net/stydopediaru/baza1/3690766665230.files/image083.gif)
![](https://konspekta.net/stydopediaru/baza1/3690766665230.files/image085.gif)
![](https://konspekta.net/stydopediaru/baza1/3690766665230.files/image087.gif)
![](https://konspekta.net/stydopediaru/baza1/3690766665230.files/image089.gif)
![](https://konspekta.net/stydopediaru/baza1/3690766665230.files/image091.gif)
![](https://konspekta.net/stydopediaru/baza1/3690766665230.files/image093.gif)
Повторяющиеся значения формул СДНФ
![](https://konspekta.net/stydopediaru/baza1/3690766665230.files/image095.gif)
![](https://konspekta.net/stydopediaru/baza1/3690766665230.files/image097.gif)
![](https://konspekta.net/stydopediaru/baza1/3690766665230.files/image099.gif)
![](https://konspekta.net/stydopediaru/baza1/3690766665230.files/image101.gif)
![](https://konspekta.net/stydopediaru/baza1/3690766665230.files/image103.gif)
![](https://konspekta.net/stydopediaru/baza1/3690766665230.files/image105.gif)
![](https://konspekta.net/stydopediaru/baza1/3690766665230.files/image107.gif)
![](https://konspekta.net/stydopediaru/baza1/3690766665230.files/image109.gif)
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.
![](https://konspekta.net/stydopediaru/baza1/3690766665230.files/image111.jpg)
![](https://konspekta.net/stydopediaru/baza1/3690766665230.files/image113.jpg)
![](https://konspekta.net/stydopediaru/baza1/3690766665230.files/image115.jpg)
![](https://konspekta.net/stydopediaru/baza1/3690766665230.files/image117.jpg)
![](https://konspekta.net/stydopediaru/baza1/3690766665230.files/image119.jpg)
![](https://konspekta.net/stydopediaru/baza1/3690766665230.files/image120.jpg)
![](https://konspekta.net/stydopediaru/baza1/3690766665230.files/image122.jpg)
![](https://konspekta.net/stydopediaru/baza1/3690766665230.files/image123.jpg)
![](https://konspekta.net/stydopediaru/baza1/3690766665230.files/image127.jpg)
![](https://konspekta.net/stydopediaru/baza1/3690766665230.files/image131.jpg)
![](https://konspekta.net/stydopediaru/baza1/3690766665230.files/image133.jpg)
![](https://konspekta.net/stydopediaru/baza1/3690766665230.files/image135.jpg)
![](https://konspekta.net/stydopediaru/baza1/3690766665230.files/image137.jpg)
![](https://konspekta.net/stydopediaru/baza1/3690766665230.files/image138.jpg)
![](https://konspekta.net/stydopediaru/baza1/3690766665230.files/image140.jpg)
![](https://konspekta.net/stydopediaru/baza1/3690766665230.files/image141.jpg)
Расчетная часть
Расчет быстродействия и потребляемой мощности устройства
Расчет номиналов резисторов
![](https://konspekta.net/stydopediaru/baza1/3690766665230.files/image143.gif)
![](https://konspekta.net/stydopediaru/baza1/3690766665230.files/image145.gif)
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
![](https://konspekta.net/stydopediaru/baza1/3690766665230.files/image149.gif)
![](https://konspekta.net/stydopediaru/baza1/3690766665230.files/image151.gif)
![](https://konspekta.net/stydopediaru/baza1/3690766665230.files/image153.gif)
![](https://konspekta.net/stydopediaru/baza1/3690766665230.files/image155.gif)
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
![](https://konspekta.net/stydopediaru/baza1/3690766665230.files/image159.gif)
![](https://konspekta.net/stydopediaru/baza1/3690766665230.files/image161.gif)
![](https://konspekta.net/stydopediaru/baza1/3690766665230.files/image163.gif)
Ориентировочный расчет
![](https://konspekta.net/stydopediaru/baza1/3690766665230.files/image169.gif)
Окончательный расчет
![](https://konspekta.net/stydopediaru/baza1/3690766665230.files/image171.gif)
![](https://konspekta.net/stydopediaru/baza1/3690766665230.files/image173.gif)
![](https://konspekta.net/stydopediaru/baza1/3690766665230.files/image175.gif)
![](https://konspekta.net/stydopediaru/baza1/3690766665230.files/image177.gif)
![](https://konspekta.net/stydopediaru/baza1/3690766665230.files/image179.gif)
![](https://konspekta.net/stydopediaru/baza1/3690766665230.files/image181.gif)
![](https://konspekta.net/stydopediaru/baza1/3690766665230.files/image183.gif)
![](https://konspekta.net/stydopediaru/baza1/3690766665230.files/image185.gif)
![](https://konspekta.net/stydopediaru/baza1/3690766665230.files/image187.gif)
![](https://konspekta.net/stydopediaru/baza1/3690766665230.files/image189.gif)
![](https://konspekta.net/stydopediaru/baza1/3690766665230.files/image191.gif)
![](https://konspekta.net/stydopediaru/baza1/3690766665230.files/image193.gif)
![](https://konspekta.net/stydopediaru/baza1/3690766665230.files/image195.gif)
Графическая часть проекта
![](https://konspekta.net/stydopediaru/baza1/3690766665230.files/image197.jpg)
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 Tср.
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:
©2015 - 2024 stydopedia.ru Все материалы защищены законодательством РФ.
|