КУРСОВОЙ демультиплексор / ДЕМУЛЬТИПЛЕКСОР БГАА 8-1

МИНИСТЕРСТВА ТРАНСПОРТА И КОММУНИКАЦИЙ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ

УО «БЕЛОРУССКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ АКАДЕМИЯ АВИАЦИИ»

КАФЕДРА ТЕХНИЧЕСКОЙ ЭКСПЛУАТАЦИИ АВИАЦИОННОГО И РАДИОЭЛЕКТРОННОГО ОБОРУДОВАНИЯ

«К ЗАЩИТЕ ДОПУСТИТЬ» Доцент кафедры ТЭА и РЭО

«____»________________202 г.

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

к курсовому проекту

НА ТЕМУ: РАЗРАБОТКА ДЕМУЛЬТИПЛЕКСОРА 8 → 1

Курсант: ________________

Руководитель: ________________

МИНСК 2024

2

ВВЕДЕНИЕ

Тему данного курсового проекта «Разработка демультиплексора 8 → 1»

можно назвать актуальной для современного мира нано-технологий.

Демультиплексоры, в отличии от мультиплексоров нашли в современном цифровом мире не такое широкое применение, как получили мультиплексоры.

Основной задачей мультиплексора является передача сигнала с одного входа на один из нескольких выходов. Но все же данной цифровой элемент применяется в качестве составной части цифровых устройств, применяющихся в различных областях промышленности, в частности и авиации. Таким образом

актуальность разработки данного демультиплексора имеет место быть, хотя и не является такой, как при разработке мультиплексора.

Демультиплексоры напрямую связаны с авиацией, как с гражданской, так и военной, что свидетельствует об их широком применении в различных областях авиации.

Объектом разработки являются цифровые устройства.

Предметом курсового является демультиплексор 8→1.

Целью курсового проекта является разработка демультиплексора 8→1,

удовлетворяющего заданию проекта.

Задачами курсового проекта являются:

-анализ технического задания;

-проектирование функциональной схемы демультиплексора;

-выбор базовых элементов;

-проектирование принципиальной схемы демультиплексора;

-выбор ИМС;

-проектирование печатной платы.

3

РАЗДЕЛ 1. АНАЛИЗ СУЩЕСТВУЮЩИХ СТРУКТУР

ДЕМУЛЬТИПЛЕКСОРА

Демультиплексор – это логическое устройство, предназначенное для переключения сигнала с одного информационного входа на один из информационных выходов [1].

Входы демультиплексора можно разделить по их назначению:

-информационный;

-разрешающий;

-адресный

Если соотношение между числом выходов n и числом адресных входов m

определяется равенством, то такой демультиплексор называется полным, при:

Демультиплексор является неполным при:

Демультиплексор выполняет роль дешифратора, если на информационном входе будет подан неизменный уровень 0 или 1.

Способы наращивания разрядности демультиплексора:

-последовательный;

-пирамидальный.

Дешифраторы и демультиплексоры, оформленные как микросхемы средней степени интеграции, широко применяются в информационно-

измерительной технике. Как и мультиплексоры, они часто используются в сочетании со счетчиками и регистрами. Они служат в качестве коммутаторов-

распределителей информационных сигналов и синхроимпульсов, для демультиплексирования данных и организации адресной логики в оперативных

4

и постоянных запоминающих устройствах, а также для преобразования двоично-

десятичного кода в десятичный с целью управления индикаторными и печатающими устройствами. Число выходов и распределение сигналов на них определяются характером предполагаемой нагрузки. Дешифраторы для работы с газоразрядными индикаторными лампами имеют на выходе высоковольтные транзисторы и организацию выходов «один из десяти».

В пирамидальных схемах наращивание производится ступенями, причем каждая последующая ступень имеет больше элементов, чем предыдущая. Как пример, показан демультиплексор 1:32, составленный из демультиплексора 1:4

и четырех – 1:8 на рисунке 1.1.

Рисунок 1.1 – Пирамидальный демультиплексор вида 1:32

5

В обозначении как дешифраторов, так и демультиплексоров используются одинаковые буквы – ИД. Выпускают дешифраторы (демультиплексоры)

К155ИДЗ, К531ИД7 и др. Среди выпускаемых мультиплексоров-

демультиплексоров можно выделить такие, как К564КП1, К590КП1.

Мультиплексоры-демультиплексоры входят в состав серий К176, К561, К591,

К1564.

Схемотехнически дешифратор представляет собою совокупность конъюнкторов (или элементов И–НЕ в дешифраторах с инверсными выходами),

не связанных между собой. Каждый конъюнктор (элемент И–НЕ) вырабатывает одну из выходных функций. Демультиплексор на два выхода представлен на рисунке 1.2.

Рисунок 1.2 – Демультиплексор на два выхода

В данном разделе был произведен анализ существующей структуры демультиплексора, а именно на базе дешифратора, а также принцип работа дешифратора.

Вывод: Таким образом, проанализировав техническое задание курсового проекта, был определен алгоритм действий, рассмотрен принцип преобразования произвольных кодов по определенной формуле и было установлено, что в данном курсовом необходимо составить логические уравнения преобразователя произвольных кодов, провести их минимизацию для упрощения схемы; подобрать необходимую элементную базу, максимально подходящую по требуемым параметрам и условиям.

6

РАЗДЕЛ 2. РАЗРАБОТКА ФУНКЦИОНАЛЬНОЙ СХЕМЫ

ДЕМУЛЬТИПЛЕКСОРА 8→1

2.1 Функциональная схема демультиплексора 8→1 и ее описание

Функциональная схема демультиплексора 8 из 1 представлена на рисунке

2.1 [2]. Данная схема представлена на основе двух демультиплексоров 4 из 1.

Рисунок 2.1 – Функциональная схема демультиплексора 8→1

7

Логическая структура простого демультиплексора вида 1:4 представлена на рисунке 2.1:

-В и А – адресные входы;

-х – информационный вход;

-V – разрешающий.

Для определения элементной базы данного демультиплексора,

необходимо рассмотреть его функциональную схему.

Как можно отметить, функциональная схема строится на базисе таких логических элементов, как элементы И-НЕ, ИЛИ и НЕ.

Условно-графическое изображение данного демультиплексора представлено на рисунке 2.2.

Рисунок 2.2 – УГО демультиплексора

2.2 Таблица истинности и стандартная коньюктивная нормальная форма демультиплексора 8→1

Таблица истинности – таблица, описывающая логическую функцию.

Из таблицы следует, что при разрешающем сигнале V=1 демультиплексора при определенной комбинации кода, будет выбран соответствующий выход, на который будет поступать информационный сигнал [3].

8

В таблице 2.1 приведена таблица истинности демультиплексора 8→1,

описывающая ее работу.

Таблица 2.1 – Таблица истинности демультиплексора 1→8

2.3 Выбор элементов и интегральных микросхем

Интегральная микросхема – это совокупность электрически связанных компонентов (транзисторов, диодов, резисторов и др.), изготовленных в едином технологическом цикле на единой полупроводниковой основе (подложке).

9

Интегральная микросхема выполняет определенные функции обработки

(преобразования) информации, заданной в виде электрических сигналов:

напряжений или токов. Электрические сигналы могут представлять информацию в непрерывной (аналоговой), дискретной и цифровой форме.

Выбор элементов и интегральных микросхем зависит от конкретных требований и задач, с которыми вы сталкиваетесь в своем проекте в области цифровой электроники. Однако, вот несколько важных факторов, которые следует учитывать при выборе элементов и интегральных микросхем:

- функциональность. Определите требуемые функции и возможности,

которые должны быть реализованы в вашей схеме. Это поможет вам определить,

какие элементы и микросхемы могут быть использованы для достижения желаемого функционала;

-спецификации и характеристики. Изучите спецификации элементов и микросхем, такие как напряжение питания, рабочая температура, скорость работы, потребляемая мощность и другие характеристики;

-интерфейсы и совместимость. Учтите требования к подключению элементов и микросхем с другими компонентами вашей схемы. Убедитесь, что они совместимы с другими элементами;

-стоимость. Проверьте доступность выбранных элементов и микросхем на рынке электронных компонентов. Убедитесь, что их можно легко найти и приобрести;

-надежность и производительность. Оцените надежность и производительность элементов и микросхем. Изучите рецензии, рейтинги надежности и истории практического использования компонентов, чтобы удостовериться в их качестве и надежности;

-программирование и разработка. Если вам требуется программируемая интегральная микросхема (ПЛИС, микроконтроллер, FPGA и т.д.), убедитесь,

что вы можете программировать и разрабатывать надлежащим образом для

выбранного компонента.

10