МИНИСТЕРСТВО ЦИФРОВОГО РАЗВИТИЯ СВЯЗИ И МАССОВЫХ

КОММУНИКАЦИЙ

Ордена Трудового Красного Знамени федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования

«МОСКОВСКИЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ СВЯЗИ И ИНФОРМАТИКИ»

ФАКУЛЬТЕТ

«РАДИО И ТЕЛЕВИДЕНИЕ»

КАФЕДРА

«РАДИООБОРУДОВАНИЕ И СХЕМОТЕХНИКА (РОС)»

ОТЧЁТ ПО РАСЧЁТНО-ГРАФИЧЕСКОЙ РАБОТЕ

по дисциплине «Цифровая схемотехника»

     

Выполнил
Студент группы БРВ2201	_______________________
Проверил
К.т.н., доцент	_______________________	Андреев И.Б.

1. ВВЕДЕНИЕ

Задание для РГР (вариант №4):

Устройство ввода кода повышенной секретности.

Длина кода – 3 символа.

Ввод производится одновременным нажатием 2 кнопок, младшая цифра из двух нажатых цифр – символ кода.

Нажатие более чем двух кнопок – ошибка, ввод блокируется.

Введенный код последовательно сравнивается с образцом.

При ошибке – сигнал.

1.1 ОПИСАНИЕ АЛГОРИТМА

Все наши 10 кнопок цифр подключены к двум D-триггерам, чтобы запомнить, какие две кнопки нажал наш пользователь, далее через шину и элементы «И» нужные для блокировки определенной цифры поступает в дешифратор 10 линий в двоичный код, выход двоичного кода идет снова в триггер D-типа. Далее мы пользуемся тем, что дешифратор дешифрует вначале наибольшую цифру: т.е. если поступает 10 и 2, у нас на выходе дешифратора будет 10 в двоичной системе. Далее, благодаря задержке, мы блокируем значение большей цифры и записываем в триггер значения наименьшей нажатой цифры. Далее мы будем проводить взаимодействие с ней в блоке проверки кода.

Рисунок 1.1.2 – Общий вид схемы

2. ЛОГИКА РАБОТЫ СХЕМЫ

   1. БЛОК КНОПОК

Рисунок 2.1.1 – Блок с кнопками

Этот блок состоит из кнопок и конструкции из резисторов и диодов, позволяющих избежать дребезга при нажатии. Каждая из кнопок имеет свой символ от 0 до 9. Также стоит элемент «И» для отключения питания.

2. БЛОК ЗАПОМИНАНИЯ КНОПОК

Рисунок 2.2.1 – Часть блока запоминания кнопок

Этот блок состоит из шины, двух триггеров, элементов «И» и инверторов. Нужен для запоминания нажатых кнопок и отключения определенной кнопки.

3. БЛОК ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ КОДА

Рисунок 2.3.1 – Блок с преобразователем кода.

Сигнал с кнопок поступает на входы преобразователя кода, а также идет в триггер D‑типа. После снова идет в дешифратор и блокирует нужный нам сигнал.

4. БЛОК ПРОВЕРКИ КОДА

Рисунок 2.4.1 – Блок проверки кода

Этот блок состоит из источника питания, компаратора, двух мультиплексоров, счетчиков, дешифратора и некоторых элементов логики. Наша цифра поступает на компаратор, а на мультиплексорах, благодаря ключам, задается наш код. Считывая нажатия, мы поочередно сравниваем наш код, и при правильных значениях увеличиваем значения счетчиков правильных цифр, иначе сбрасываем.

5. БЛОК БЛОКИРОВКИ ТРЕХ НАЖАТИЙ

Рисунок 2.5.1 – Блок блокировки трех нажатий

Этот блок состоит из набора резисторов, выводов шин и дифференциального компаратора, а также триггера Т-типа. Как только мы нажимаем более трех кнопок, наше напряжение превышает 1 В и блокируется питание нашей схемы.

3. ПРИМЕР РАБОТЫ СХЕМЫ

По умолчанию код стоит «123», поэтому вначале попробуем ввести неверно «25», затем последовательно «14», «27», «38», чтобы верно ввести код. Также нажмем более трех кнопок.

Рисунок 3.1 – Вводим «25»

Рисунок 3.2 – Секретный код введен неверно

Рисунок 3.3 – Вводим «14», «27», «38»

Рисунок 3.4 – Код введен верно

Рисунок 3.5 – Стандартное состояние схемы

Рисунок 3.6 – Нажали три кнопки «1», «2», «3»

Рисунок 3.7 – Схема отключена

4. ЭЛЕМЕНТЫ СХЕМЫ

Название элемента	Обозначение	Модель элемента	Кол-во корпусов
Логический элемент «And»	U13, U15, U14, U23, U18, U11	74LS08D	6 шт.
Логический элемент «Or»	U12, U17, U21, U8	74F32N 4072BT_5V	4 шт.
Инвертор	U3, U4, U5	74LS04D	3 шт.
Четыре D-триггера с общими входами управления и сброса	U2, U6	74LS175D 74F379D	2 шт.
Шесть триггеров D-типа с сбросом	U1	74LS174N	1 шт.
Кодировщик с 10 строк в 4 строки	U9	74LS147D	1 шт.
Декодер из двоичного в десятичный	U10	74LS145D	1 шт.
Декодер из двоичного в десятичный	U24	4028BD_5V	1 шт.
DIP переключатель с 4 ключами	S12, S13, S14	-	3 шт.
Двоичный счётчик	DD8	4516BP_5V	1 шт.
Двойной двоичный счётчик	U16A	74LS393N	1 шт.
Компаратор	U28	7485N	1 шт.
Мультиплексор	U20, U7	74LS153N	2 шт.
Дифференциальный компаратор	U19A	LM393AD	1 шт.
Диод	VD1-VD8	1N4149	8 шт.
Триггер Т-типа	U25	T_FF	1 шт.
Источник питания 5V	VCC	-	3 шт.
Земля	GROUND	-	2 шт.
Источник питания 1V	VDC1	-	1 шт.
Резистор 1к Ом	R1-R11	-	11 шт.
10 резисторов 10к Ом	R13	-	1 шт.
Кнопка	S0-S10	-	10 шт.

5. ВЫВОД

В результате выполнения РГР, мы смогли создать цифровую версию устройства ввода кода повышенной секретности, которую мы можем реализовать в жизни и получить наши созданные функции. Схема реализована на логических элементах счётчиках регистрах. Также обрели навыки создания таких больших схем, структуру и шаги создания, поняли моменты, которые могут вызывать ошибки, о которых раньше не догадывались.

Москва 2024