МИНОБРНАУКИ РОССИИ

Санкт-Петербургский государственный

электротехнический университет

«ЛЭТИ» им. В.И. Ульянова (Ленина)

Кафедра ЭПУ

КУРСОВАЯ РАБОТА

по дисциплине «Цифровая схемотехника»

Тема: Разработка электронного устройства

Вариант 151

Студентка гр. 1283		Григорьева В.В.
Преподаватель		Ухов А. А.

Санкт-Петербург

2024

ЗАДАНИЕ НА КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

Студентка Григорьева Виктория Вячеславовна
Группа 1283 № задания 151
Инкрементный счетчик
Основа блока – шестнадцатеричный 10-ти разрядный инкрементный счетчик (на увеличение числа) Максимальное значение – 1021. Минимальное значение – 0. Блок имеет 5 дискретных цифровых входов, 3 дискретных цифровых выхода и параллельный выход шестнадцатеричного числа. Внешнее управление осуществляется импульсами с длительностью не более 10 мс. Импульс – переход из 0 в 1 и затем в 0. Фронт импульса на входе 1 увеличивает число в счетчике. Фронт импульса на входе 2 устанавливает счетчик в исходное минимальное значение. Фронт импульса на входе 3 записывает в счетчик число 1010. При достижении счетчиком максимального значения счет на увеличение блокируется и на выходе 1 появляются импульсы с частотой 8 кГц. При любых других значениях счетчика на этом выходе лог. 0. При достижении счетчиком значения 1000 на выходе 2 появляется лог. 1. При любых других значениях счетчика на этом выходе лог. 0.
Дата выдачи задания: 16.10.2024
Дата сдачи проекта:
Студентка 1283		Григорьева В.В.
Преподаватель		Ухов А.А.

Аннотация

В данном курсовом проекте будет разрабатываться цифровая схема инкрементного счетчика.

Устройства, в которых возможно использование данной схемы: подсчет людей, проходящих через турникеты, подсчет количества транспортных средств на территории объекта.

Annotation

In this term project, a digital circuit of an incremental counter will be developed.

Devices in which this unit can be used: counting people passing through turnstiles, counting the number of vehicles on the territory of the object.

СОДЕРЖАНИЕ

1. ПРЕДВАРИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ УСТРОЙСТВА 5

1.1 Блок схема 5

1.2 Тактовая частота 5

2. СОЗДАНИЕ ФУНКЦИОНАЛЬНЫХ БЛОКОВ УСТРОЙСТВА 6

2.1 Схема выделения фронта импульса 6

2.2 Счетчик 7

3. МОДЕЛИРОВАНИЕ УСТРОЙСТВА 10

ЗАКЛЮЧЕНИЕ 13

Список использованной литературы 14

1. ПРЕДВАРИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ УСТРОЙСТВА

1.1 Блок схема

Составим предварительный вид устройства в виде блок схемы:

1.2 Тактовая частота

Тактовую частоту для данной схемы выберем 0.125 мс или 8 кГц

2. СОЗДАНИЕ ФУНКЦИОНАЛЬНЫХ БЛОКОВ УСТРОЙСТВА

2.1 Схема выделения фронта импульса

В задании курсовой необходимо фронтом импульса управлять входными сигналами, для этого создадим функциональный блок для выделения фронта.

Рисунок 1 – Схема выделения фронта

Рисунок 2 - Тактовая диаграмма схемы выделения фронта

2.2 Счетчик

Для инкрементного 10-ти разрядного счетчика используем три шестнадцатеричных синхронных счетчиков 74163 составив из них каскад.

По фронту импульса с первого входа счетчик должен делать шаг вперед, вход 1 подключен к входу счетчика ENT и ENP через схему выделения фронта и ЛЭ AND2, ко входу последнего также подключено устройство ограничения. На выход MAX подается лог.1 и счетчик может считать до тех пор, пока счетчик не достигнет числа 1021 (11 1111 1101), на выходе AND12 лог.1, через инвертор – лог.0, условие на входе ЛЭ AND2 не выполнятся, счетчик перестает считать.

По заданию при максимальном числе в счетчике на выход 1 должны поступать импульсы частотой 8 кГц, это выполняется через ЛЭ AND2, на второй вход которого поступает лог.1 с AND12, когда счетчик достигнет числа 1021.

На входы параллельной загрузки подключены лог.1 и лог.0 для получения числа 1010 (11 1111 0010) в двоичном виде, которые появляются там по фронту импульса со входа 3, и одновременно импульс поступает на вход LDN через OR2 и осуществляется загрузка числа. Если поступает фронт импульса со входа 2, через OR2 он поступает на LDN, на входе 3 лог.0, поэтому в счетчик записывается число 0.

Рисунок 3 – Схема счетчика

Рисунок 4 - Тактовая диаграмма счетчика

3. МОДЕЛИРОВАНИЕ УСТРОЙСТВА

Соберём итоговую схему.

По фронту импульса на входе 1 увеличивается число в счетчике, по фронту импульса на входе 2 в счетчик записывается минимальное число, фронту импульса на входе 3 в счетчик записывается число 1010.

При достижении максимального числа на выходе 1 появляются импульсы частотой 8 кГц.

Согласно заданию курсовой работы, при достижении числа 1000 (11 1110 1000), на цифровых выходах устройства должны появляться лог.1, иначе лог.0. Создадим такой блок на ЛЭ AND12. На выходе 2 лог.1, если счетчик достигает числа 1000, иначе лог.0.

Рисунок 5 – Схема устройства

Рисунок 6 – Тактовая диаграмма схемы устройства

Рисунок 7 – Тактовая диаграмма схемы устройства, число 1000

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В ходе выполнения проекта было разработано устройство инкрементного счетчика. Все условия, данные в задании проекта, выполнены и протестированы. В работе использовали интегральные схемы серии 74HC и примитивы из библиотеки MAX+plus II.

Список использованной литературы

1. Цифровая схемотехника - Методические указания по проведению лабораторных занятий – 2024

2. Видео-курс лекций «Цифровая схемотехника» профессора кафедры ЭПУ Ухова А.А.

3. Интерактивный справочник по MAX+plus II (https://studfile.net/preview/488361/

4. Учебник «ИСКУСТВО СХЕМОТЕХНИКИ» П. Хоровиц, У. Хилл