Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Скачиваний:
47
Добавлен:
08.08.2013
Размер:
4.2 Mб
Скачать

Зміст

Втуп 4

1 Синтез комбінаційних схем 5 1.1 Синтез комбінаційних схем в базисах 6

1.2 Синтез комбінаційних схем на мультиплексорах з описом та з схемою з загальною шиною . 10

1.3 Індикація буквених повідомлень 16

2. Автомати з пам'яттю 17

2.1 АП 2- 5 розрядний лічильник звортнього відліку по модулю 28 18

2.2 АП 1 Послідовний АП по знаходженню 4 – бітових рядків без перекриття 25

2.3 Перетворювач 4-розрядного двійкового кода в код 2 із 5, на CD і DC 28

2.4 Перетворювач 2-10 кода в додатковий код, на К4-1 30

2.5 Перетворювач кода Грея в 2-10 код, на базисі Пірса 32

3. Структурна схема розроблювального пристрою 34

Висновок 35

Список використаних джерел 36

Додаток А Схема індикації буквених повідомлень 37

Додаток В Схема АП 2- 5 розрядний лічильник звортнього відліку

по модулю 28 38

Вступ

За вікном ХХІ століття усе в цьому світі заміняється електронікою. У світі 55% від всієї праці виконується електронікою, людина не може без неї обійтись, все пов’язано з цифровою технікою. Вона наше життя, можна і казати, що і суть життя, електроніка розповсюдилась у всіх сферах діяльності людині. Найбільш розповсюдженні мобільні телефони та комп’юторне управління. У сучасних авто все працює за допомогою електроніки. Наприклад розглянемо GPS-навігатор з яким на багато простіше подорожувати сучасним водіям.

Ви автомобіліст, але, до нещастя, погано знаєте місто? Або, можливо, задумали поїздку в малознайомий район/місто? Вдобавок до цьому погано вмієте читати карту або відверто набридло возитися із цим безглуздим папірцем за кермом? Відповідь на всі питання один - вам потрібний GPS-навігатор. Ще недавно це було вузьке коло пристроїв, доступний далеко не всім через високу ціну. Зараз ситуація інша: пристрою дешевшають, список доступного програмного забезпечення з картами Росії і України розширюється, інтерес до GPS росте. Розмаїтість навігаторів велика, і цю тему ми неодмінно освітимо незабаром . Зараз же в мене в руках Odeon GM702 - автомобільний GPS-навігатор з убудованим програмним забезпеченням Destіnator 6.

Коли я одержав Odeon, мене а ні трошки не збентежили розміри коробки. Його розміри становлять 20,5*11,5*2,5. Майже вся лицьова поверхня - величезних розмірів 7-дюймовий сенсорний дисплей. В тім, дозвіл у нього не настільки вражаюче, як його розміри - усього 480х234 пикселя.

Працює пристрій під керуванням WіnCE 4.20. Розповім докладніше про кнопки збоку, оскільки вони, по суті, є ключем до розуміння основних функцій Odeon'а. Перша кнопка - включення. Апарат не зреагує на цю кнопку, якщо не буде в цей час підключений до електромережі або прикуривателю автомобіля, тому що в ньому банально немає акумулятора.

Друга кнопка - перехід у режим навігації, запуск програми Destіnator 6. Третя кнопка - активація режиму телефону. Тобто береті ви свій мобильник, підключаєте його через Bluetooth до апарата. Надалі телефон можна просто забрати в бардачок, щоб не мішався й не муляти очі. Через пристрій зручно набирати номера й відповідати на дзвінки, благо динамік, розташований на звороті , дійсно гарний - голосний і чіткий. Четверта кнопка - вибір джерела сигналу. Через це меню можливо підключити ряд зовнішніх пристроїв, у тому числі для програвання відео. Ну й, нарешті, п'ята кнопка - настроювання. Тут можна настроїти радіостанції і яскравість дисплея (небагато дивне сусідство).

Прийшов час розповісти про основну функцію моделі - навігації. Керування нею - одне з найпростіших й інтуїтивно зрозумілих. Недовгі

подорожі по меню полегшуються вже згаданими великими

позначеннями на сенсорному екрані. Це особливо коштовно, адже водієві ніколи відволікатися від дороги. Не буду перераховувати всі можливості й опції, оскільки вони багато в чому стандартні. Окремо згадаю можливість вибору денного або нічного режиму навігації. У денному режимі ви бачите звичайну карту - яскраву й багатобарвну, тоді як при переході в нічний режим усе в корені міняється. Тепер більша частина дисплея відображається в чорному кольорі, і тільки яскраві нитки доріг дають подання про місцезнаходження. Спочатку такий режим небагато спантеличує - позначається незвичність інвертованого зображення. Але от уже через 5 хвилин звикаєш і розумієш дійсну цінність - тепер ніщо не відволікає від дороги й не зліпить ока. До речі, у режимі навігації дуже сподобався голосовий супровід. Приємний голос вам завжди вчасно підкаже, що треба зробити й куди згорнути, причому зробить це голосно й чітко. Тепер про додаткові функції. Крім можливості програвання відео із зовнішніх джерел, в Odeon GM702 є плеер й FM-трансмітер. І якщо із приводу плеера питань бути не може (усе реалізовано просто й зрозуміло), те про трансмітер необхідно розповісти докладніше. Тут уже подвійний бездротовий зв'язок: спочатку від

телефону до навігатора по Bluetooth, потім від навігатора до стовпчиків по FM-частоті. Технічна довідка: якість передачі по FM дійсно високе, оскільки передавач і приймач перебувають поруч; радіус дії передавача до 30 метрів, так що навряд чи ваш сигнал почує хтось ще. Там же в меню настроювань можна знайти інформацію про пам'яті. У принципі доступно 512 мегабайт. Для додаткових карт і музики передбачений кардридер для пам'яті SD. Для обміну даними з комп'ютером можна скористатися й розніманням mіnіUSB.

1.Синтез комбінаційніх схем

Комбінаційна схема – схема яка складається з дискретних елементів.

Дискретний елемент – сукупність радіо електричних компонентів, які приймають сигнали «0» або «1» і приводять до яких не будь

перетворень.

1.1Синтез комбінаційних схем в базисах

Під комбінаційними схемами в базисах розуміють логічні схеми сигнал на виході яких в кожній момент часу однозначно оприділяються комбінацією вхідних сигналів в той же момент часу. Методи аналізу і синтезу всіх класів дискретних автоматів базуються на алгебрі логіки. Функція алгебри логіки (ФАЛ) як і її змінні може приймати тільки два значення «0» або «1».

Способи задання ФАЛ:

1.Таблічний

2. Графічний

3. Координатний

4. Аналітичний

Функції алгебри логіки можуть бути описані в виді досконалої диз’юнктивної нормальної форми (ДДНФ) та досконалої кон’юктивної нормальної форми (ДКНФ).

ДДНФ – це диз’юнкція елементарних кон’юнкцій в кожну із яких входять всі незалежні змінні з урахуванням значень змінних, відповідний рядку таблиці істиності, ФАЛ яких дорівнює одиниці.

ДКНФ – це кон’юнкція елементарних диз’юнкцій кожна із яких містить всі незалежні змінні від яких залежить функція. Елементарну диз’юнкцію записують для всіх рядків таблиці істиності на яких функція приймає значення нуля.

Синтез комбінаційних схем ділиться на 4 етапи:

1.Складання таблиці істиності для вихідної ФАЛ. Таблиця істиності – це таблиця в який для всіх наборів змінних приводиться значення ФАЛ.

2.Складання математичної форми для ФАЛ, описуюча роботу проектуючої логічної схеми в виді ДДНФ або ДКНФ.

3.Аналіз отриманої ФАЛ з метою побудови різних варіантів її математичного виразу і находження найкращого із них

відповідності з тим або іншим критерієм. Тобто на цьому етапі виконується мінімізація ФАЛ.

Мінімізація –процедура спрощення аналогічних виразів шляхом скорочення у ньому кількість змінних і його числа мінімізація з допомогою карт Карно використовує операцію склеювання.

Сусідні клітинки – клітинки карти Карно відрізняються в координатах значенням тільки одного розряда або однієї змінною. Сусідні клітинки утворюють підкуби. Підкуб вносить вклад в аналітичний вираз для ФАЛ, де ФАЛ – це складова.

4.Скаладання функціональної схеми пристрою із елементів утворюючий вибраний базис.

Базис – це сукупність елементів функціювання, яки описуються елементарними функціями відповідаючи потребам теореми про функціональну повноту. Нашу функцію ми приведемо до базису ??? застосовуючи . Функція яку необхідно синтезувати в курсовому проекті задана числовим способом і має вигляд:

F = {1,2,3,4,5,6,7,9,11,13,15,18,19,20,22,23,24,26,27,28,30,31}х1х2х3х4х5

Складаємо таблицю істиності:

X1

X2

X3

X4

X5

F

0

0

0

0

0

0

0

1

0

0

0

0

1

1

2

0

0

0

1

0

1

3

0

0

0

1

1

1

4

0

0

1

0

0

1

5

0

0

1

0

1

1

6

0

0

1

1

0

1

7

0

0

1

1

1

1

8

0

1

0

0

0

0

9

0

1

0

0

1

1

10

0

1

0

1

0

0

11

0

1

0

1

1

1

12

0

1

1

0

0

0

13

0

1

1

0

1

1

14

0

1

1

1

0

0

15

0

1

1

1

1

1

16

1

0

0

0

0

0

17

1

0

0

0

1

0

18

1

0

0

1

0

1

19

1

0

0

1

1

1

20

1

0

1

0

0

1

21

1

0

1

0

1

0

22

1

0

1

1

0

1

23

1

0

1

1

1

1

24

1

1

0

0

0

1

25

1

1

0

0

1

0

26

1

1

0

1

0

1

27

1

1

0

1

1

1

28

1

1

1

0

0

1

29

1

1

1

0

1

0

30

1

1

1

1

0

1

31

1

1

1

1

1

1

Мінімізуєм нашу функцію з допомогою карти Карно і приводим її до базису

Для побудови комбінаційної схеми перетворимо F:

Приведемо мінімізовану функцію до потрібного базису:

Так як функцію потрібно реалізувати на схемі 555 ЛЕ4, то приведемо дану мінімізовану функцію до потрібного вигляду.

Інверсій – 24

1.2 Синтез комбінаційних схем на мультиплексорах.

В складі різних інтегральних мікросхемах, які використовуються в залізнодорожні автоматиці є елементи зі середньою степенню інтеграції – мультиплексори.

Мультіплексори – багатовходовий логічний елемент з одним виходом призначений для почергового включення входу. В залежності від кількості інформаційних входів відрізняють мультиплексори: К4-1, К8-1 і К16-1.

Входи мультіплексорів діляться: два керуючі, чотири інформаційних входа, а також стробіруючий вхід. Інформаційні входи позначаються B0,B1, B2 …,Bn.

Залежності від вибраного мультиплексора. Стробуючий вхід позначаються С. Вихід мультіплексора позначаються Q. Керуючі входи позначаються

А01…Аn. Якщо на інформаційний вихід подається одна із змінних, а

керуючі входи А01 (мультіплексора К4-1) комбінація «0-0», а на

стробуючий «0» то вхід В0 підключається до виходу. При подачі будь-якого

двійкового коду розрядність якого залежить від кількості керуючих: входів на керуючі входи мультіплексора то до входу підключається той вхід номер якого еквівалентний двійковому входу.

Таким чином двійкова кодова комбінація, яка подається на керуючі входи мультиплексора та додатковий сигнал на стробуючий вхід дозволяє з’єднувати інформацію на одні шині шляхом підключення до неї інформаційних входів B0,B1, B23.

Функція, яку необхідно реалізувати на мультиплексорах задано аналітично:

Побудувати схему на чотирьох і п’яти мультиплексорах К4-1. Для реалізації на чотирьох мультиплексорах К4-1 функцію п’яти незалежних змінних необхідно: на інверсні стробуючі входи мультиплексора подати:

Х1

Х2

С1

С2

С3

С4

0

0

1

0

0

0

0

1

0

1

0

0

1

0

0

0

1

0

1

1

0

0

0

1

На 1-й С1= На 2-й С2= На 3-й С3 = На 4-й С4=

На керуючі входи подаємо: на вхід А0- змінну х4, а на вхід А1 – змінну х3. На інформаційні входи подаємо сигнали отримані шляхом співставлення стовпчика значення функції F зі стовпчиком змінної х5. Виходи мультиплексорів необхідно об’єднати використовуючи елементи І-НЕ вихідна функція буде мати вигляд:

Роботу чергування комутаторів можна показати таблицею істиності

X1

X2

X3

X4

X5

F

В

0

0

0

0

0

0

0

Х5

1

0

0

0

0

1

1

2

0

0

0

1

0

1

1

3

0

0

0

1

1

1

4

0

0

1

0

0

0

Х5

5

0

0

1

0

1

1

6

0

0

1

1

0

0

Х5

7

0

0

1

1

1

1

8

0

1

0

0

0

0

Х5

9

0

1

0

0

1

1

10

0

1

0

1

0

0

Х5

11

0

1

0

1

1

1

12

0

1

1

0

0

0

Х5

13

0

1

1

0

1

1

14

0

1

1

1

0

0

Х5

15

0

1

1

1

1

1

16

1

0

0

0

0

1

1

17

1

0

0

0

1

1

18

1

0

0

1

0

1

1

19

1

0

0

1

1

1

20

1

0

1

0

0

1

1

21

1

0

1

0

1

1

22

1

0

1

1

0

0

Х5

23

1

0

1

1

1

1

24

1

1

0

0

0

0

0

25

1

1

0

0

1

0

26

1

1

0

1

0

1

Х5

27

1

1

0

1

1

0

28

1

1

1

0

0

1

1

29

1

1

1

0

1

1

30

1

1

1

1

0

1

1

31

1

1

1

1

1

1

Потрібно для реалізації функції на 5 комутаторах слідуюче:

  1. На стоби подати значення «0», тому що входи інверсні.

  2. На керуючі входи перших 4-х комутаторах треба подати аргументи х4 та х3, а на керуючі входи 5-го комутатора подати х1 та х2.

  3. На 5-й комутатор подали виходи 1-4 комутаторів.

1.3 Індикація буквених повідомлень

Індикація презначена для відображення інформації. В даному курсовому проекті при виводі інформації на семисигментний індикатор приміняються схеми в яких використовується дишифратори, шифратори і логічні елементи. Семисигментний індикатор приставляє собою сім сигментів. При подачі сигнала високого рівня на один із сигментів він загорається. Це дає змогу відображати цифри від 0 до 9, а також деякі букви. При подачі визначних сигналів високого рівня можна на одному індикаторі отримати декілька символів.

Шифратор (кодер) претворює унарний код в двоїчний.

Унарний код – двоїчний, багаторозрядний, паралельний код з сигналом високого рівня тільки в одному розряді.

Паралельний код – подача всіх сигналів трапляється одночасно. Шифратори бувають класичні і приоритетні. Класичні шифратори мають m входів і n виходів і при подачі сигнала на один із входів (тільки на один) на виході появляється доїчний код номера взбудженого входа. Число входів і виходів такого шифратора зв’язаного відношення m=2n. Пріорітетним шифратором називаєть той шифратор у якого при взбуджені деяких входів на виході формується сигнал одного із них наприклад старшого. Пріорітерний шифратор має також доповнюючі виходи Е0 – на входах немає ні одного сигнала високого рівня і GS – на входах є хоч би один сигнал високого рівня.

Дишифратор (декодер) переворює двоїчний код в унарний. Із всіх m входів дишифратор активний тільки один. Повний дишифратор має n входів і m виходів які зв’язані відношенням m=2n. Ці пристрої використовуються як в позитівні так і в неативній логіці. Позитивна логіка – логіка в якій сигнал високого рівня одиниця, а в негвтивній логіці – нуль.

У даній курсовій роботі нам необхфдно індицировати дане повідомлення:

Адреса

Пов.

№інд

a

b

c

d

e

f

g

0000

Г

1

1

0

0

0

1

1

0

Р

2

1

1

0

0

1

1

1

А

3

1

1

1

0

1

1

1

Н

4

0

1

1

0

1

1

1

Ь

5

0

0

1

1

1

1

1

0010

С

1

1

0

0

1

1

1

0

Н

2

0

1

1

0

1

1

1

О

3

1

1

1

1

1

1

0

Б

4

1

0

1

1

1

1

1

0011

С

1

1

0

0

1

1

1

0

Р

2

1

1

0

0

1

1

1

Е

3

1

0

0

1

1

1

1

Д

4

0

1

1

1

1

0

1

А

5

1

1

1

0

1

1

1

1111

1

1

0

1

1

0

0

0

0

2

2

1

1

0

1

1

0

1

3

3

1

1

1

1

0

0

1

4

4

0

1

1

0

0

1

1

Схема індикації представлена на додатку А.

2.Автомати з пам’яттю

До цих пір ми розглядали тілки комбинаційні схеми, тобто схеми не включаючих в себе елементи пам’яті. Но в подальшому для побудови послідовного автомата заданого в умові буде необхідно запам’ятовувати деякі сигнали. І ми будемо використовувати автомати з пам’яттю (АП). Дискретні АП характерізуються тим, що стан їх виходах в даний момент часу так і від послідовності сигналів поступивших на входи автомата в попередній момент часу.

Функціонування АП визначається сигналами поступившими від деякого незалежного джерела синхроімпульсів (Сі) які в свою чергу визначаються такти роботи. АП діляться на синхронні і асинхронні. У синхронних АП є генератор синхроімпульсів і в дискретні моменти часу відстають один відносно одного на одинакову величину t. У асинхронних АП генератор синхроімпульсів ввідсутній, а робота АП виконується в дискретний час заданим зовнішньою подією (наприклад кнопка на пульті управління). Для успішньої побудови АП нам необхідно розглянути деякі принципи їх

побудови.

Трігер представляє собой послідовні елементарні автомати здатні залишатися в одному із двох стійких станів і після закінчення події вхідного сигнала. Одно із них рахується одиничним, а в іншому – нульовим. В загальному випадку трігер має два вихода – прямий Y і інверсний Y. Стан трігера прийнято визначити по значинню потенціала на прямому виході. Якщо наприклад на прямому виході маємо потенціал відповідаючий логічні «1», то трігер знаходиться в одиничному стані (при цьому потенціал на інверсному виході відповідає логічному «0») в іншому випадку трігер знаходиться в нульовому стані. В розробці АП ми будимо використовувати тільки JK – трігер.

2.1 АП 2- 5 розрядний лічильник звортнього відліку по модулю 28

Синтез 5-ти розрядного лічильника обратного счета по М=28. Лічильник імпульсів називається апрат з пам’яттю прзначений для підрахунку кількості імпульсів і перетворення їх впаралельний двійковий код.

Робота лічильника заключається внаступному. З допомогою вхідного сигнала в лічильник записують числа які дорівнюють кількості поступових на вхід активних сигналів. Коожному числу відповідає внутрішній стан лічильника. Між числами і станами існує взаємовідповідність. Робота лічильника складається в послідовному переході із одного стану в інший під впливом вхідного сигнала. Лічильник має визначну кількість внутрішніх станів. Після перехода послідовного активного сигнала лічильник переходить в початковий стан і починає цикл його роботи. Число станів лічильника

називають модулем.

Етапи побудови лічильника:

1.Побудова функціональної таблиці

2.Прстроение карти Карно

3.Одержання рівнянь для кожного із входів

4.Побудова схеми лічильни

Таблиця 1 – Функціональна таблиця 5-ти розрядного лічильника обратного счета.

T

t+1

Тригери

X

Y1

Y2

Y3

Y4

Y5

Y1

Y2

Y3

Y4

Y5

YJ1

YK1

YJ2

YK2

YJ3

YK3

YJ4

YK4

YJ5

YK5

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

~

0

~

0

~

0

~

0

~

0

0

0

0

0

1

0

0

0

1

0

0

~

0

~

0

~

1

~

~

1

0

0

0

0

1

0

0

0

1

0

0

0

~

0

~

1

~

~

1

0

~

0

0

0

0

1

1

0

0

1

1

0

0

~

0

~

1

~

~

0

~

1

0

0

0

1

0

0

0

1

0

0

0

0

~

1

~

~

1

0

~

0

~

0

0

0

1

0

1

0

1

0

1

0

0

~

1

~

~

1

1

~

~

1

0

0

0

1

1

0

0

1

1

0

0

0

~

1

~

~

0

~

1

0

~

0

0

0

1

1

1

0

1

1

1

0

0

~

1

~

~

0

~

0

~

1

0

0

1

0

0

0

1

0

0

0

0

1

~

~

1

0

~

0

~

0

~

0

0

1

0

0

1

1

0

0

1

0

1

~

~

1

0

~

1

~

~

1

0

0

1

0

1

0

1

0

1

0

0

1

~

~

1

1

~

~

1

0

~

0

0

1

0

1

1

1

0

1

1

0

1

~

~

1

1

~

~

0

~

1

0

0

1

1

0

0

1

1

0

0

0

1

~

~

0

~

1

0

~

0

~

0

0

1

1

0

1

1

1

0

1

0

1

~

~

0

~

1

1

~

~

1

0

0

1

1

1

0

1

1

1

0

0

1

~

~

0

~

0

~

1

0

~

0

0

1

1

1

1

1

1

1

1

0

1

~

~

0

~

0

~

0

~

1

1

1

0

0

0

0

0

0

0

0

1

~

1

0

~

0

~

0

~

1

~

1

1

0

0

0

1

0

0

0

1

1

~

1

0

~

0

~

1

~

~

0

1

1

0

0

1

0

0

0

1

0

1

~

1

0

~

1

~

~

1

1

~

1

1

0

0

1

1

0

0

1

1

1

~

1

0

~

1

~

~

0

~

0

1

1

0

1

0

0

0

1

0

0

1

~

1

1

~

~

1

0

~

1

~

1

1

0

1

0

1

0

1

0

1

1

~

1

1

~

~

1

1

~

~

0

1

1

0

1

1

0

0

1

1

0

1

~

1

1

~

~

0

~

1

1

~

1

1

0

1

1

1

0

1

1

1

1

~

1

1

~

~

0

~

0

~

0

1

1

1

0

0

0

1

0

0

0

1

~

0

~

1

0

~

0

~

1

~

1

1

1

0

0

1

1

0

0

1

1

~

0

~

1

0

~

1

~

~

0

1

1

1

0

1

0

1

0

1

0

1

~

0

~

1

1

~

~

1

1

~

1

1

1

0

1

1

0

0

0

0

0

~

1

~

1

1

~

~

0

~

0

1

1

1

1

0

0

0

0

0

0

0

~

1

~

1

~

1

0

~

0

~

1

1

1

1

0

1

0

0

0

0

0

~

1

~

1

~

1

0

~

~

1

1

1

1

1

1

0

0

0

0

0

0

~

1

~

1

~

1

~

1

0

~

1

1

1

1

1

1

0

0

0

0

0

~

1

~

1

~

1

~

1

~

1

Робимо карти Карно і за допомогою їх робимо рівняння для наших вихідних данних. Рівняння і карти Карно:

Схема АП 2- 5 розрядний лічильник звортнього відліку по модулю 28 представлена на додатку В.

Соседние файлы в папке Асмоловський Є.В