Генератор серій синхроімпульсів

[ виправити ] текст може містити помилки, будь ласка перевіряйте перш ніж використовувати.

скачати

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ ТА НАУКИ УКРАЇНИ
Національний технічний університет "Харківський політехнічній інститут"
Кафедра обчіслювальної технікі та програмування
УДК xxxxxxx
Інв №
ГЕНЕРАТОР серій СІНХРОІМПУЛЬСІВ
Альбом ДОКУМЕНТІВ курсового проекту по дісціпліні
"Комп'ютерна електроніка"
XXXXXXX.098033.010 ДКП
Харків 2000

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ ТА НАУКИ УКРАЇНИ
Національний технічний університет "Харківський політехнічній інститут"
Кафедра обчіслювальної технікі та програмування
УДК xxxxxxx
Інв №
ЗАТВЕРДЖУЮ
Завідуючий кафедрою XXXXXXX
__________( Xxxxxxx.)
"_____"_________ 2000 р..
ГЕНЕРАТОР серій СІНХРОІМПУЛЬСІВ
Відомість проекту
XXXXXXX.098033.010 ВП
Розробник
Керівник проекту
______( Xxxxxxx.)
"_____"_________ 2000 р..
Виконавець
______( Xxxxxxx.)
"_____"_________ 2000 р..
Харків 2000






Формат
Зона
Поз.
Позначення
Найменування
Кол. аркушів
Примітка
Документація
загальна
А4
XXXXXXX.098033.010 ТЗ
Технічне
завдання
2
А4
XXXXXXX.098033.010 ПЗ
Пояснювальна
записка
19
А4
XXXXXXX.098033.010 Е1
Схема
електрична
структурна
1
А4
XXXXXXX.098033.010 Е3
Схема
електрична
принципова
1
А4
xxxxxxxxxxx.04 ПЕ
Перелік
XXXXXXX.098033.010 ВП
Змін
Літ
№ докум
Підпис
Дата
Генератор серій синхроімпульсів
Відомість проекту
Літ
Лист
Листів
Розробник
Xxxxxxx Ф.
До
2
2
Перевір
Xxxxxxx
НТУ "XXX"
Кафедра XXX
Утв.
Xxxxxxx.

Анотація
У даному курсовому проекті розроблено генератор серій сінхроімпульсів.
Розробка виконан на мікросхемах ТТЛ-логікі малого та середо щаблі інтеграціі. У пояснювальній запісці пріведені необхідні обгрунтовувань, розрахунки та опису принципом дії Як пристрою вцілому, так І Його окремих функціональніх блоків та вузлів.
Альбом ДОКУМЕНТІВ курсового проекту крім пояснювальної записки вміщує такоже чертежи структурної та прінціпової схем пристрою.
Annotation
In the given project designed a generator of series of pulses.
Development is run for microcircuits TTL - logic of small and average degrees to integration's. In explanatory note brought necessary motivations, calculations and descriptions of principle of action as devices as a whole, so and its separate functional blocks and nodes.
Project document Album except explanatory notes is kept also drawings an structure and principle device schemes.

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ ТА НАУКИ УКРАЇНИ
Національний технічний університет "Харківський політехнічній інститут"
Кафедра обчіслювальної технікі та програмування
УДК xxxxxxx
Інв №
ЗАТВЕРДЖУЮ
Завідуючий кафедрою XXXXXXX
__________( Xxxxxxx.)
"_____"_________ 2000 р..
ГЕНЕРАТОР серій СІНХРОІМПУЛЬСІВ
Технічне Завдання
XXXXXXX.098033.010 ТЗ
Розробник
Керівник проекту
______( Xxxxxxx.)
"_____"_________ 2000 р..
Виконавець
_______( Xxxxxxx ..)
"_____"_________ 2000 р..
Харків 2000

Технічне завдання
Розробити генератор серії синхроімпульсів наведених на рис.1. Всі необхідні сигнали управління генератором (Скидання, тактові синхроімпульси СІ і т. п.) надходять із зовнішньої схеми управління.
SHAPE \ * MERGEFORMAT
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
t
Ф1
Ф2
Ф3
Ф4

Рис.1
Параметри сигналів наступні: t і = 1мкс, T і = 2мкс (де t і - тривалість імпульсів, T - період проходження імпульсів у серії).

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ ТА НАУКИ УКРАЇНИ
Національний технічний університет "Харківський політехнічній інститут"
Кафедра обчіслювальної технікі та програмування
УДК xxxxxxx
Інв №
ЗАТВЕРДЖУЮ
Завідуючий кафедрою XXXXXXX
__________( Xxxxxxx.)
"_____"_________ 2000 р..
ГЕНЕРАТОР серій СІНХРОІМПУЛЬСІВ
Пояснювальна записка
XXXXXXX.098033.010 ПЗ
Розробник
Керівник проекту
______( Xxxxxxx.)
"_____"_________ 2000 р..
Виконавець
_______( Xxxxxxx ..)
"_____"_________ 2000 р..
Харків 2000

Реферат
Даний документ являє собою пояснювальну записку обсягом 17 аркушів. У пояснювальній записці представлено 4 таблиці, 9 рисунків, використано 6 джерел літератури.
Ключові слова: генератор серій синхроімпульсів, генератор, синхроимпульс.
У даному курсовому проекті розроблений генератор серій синхроімпульсів.
Розробка виконана на мікросхемах ТТЛ-логіки малої і середньої ступені інтеграції. в пояснювальній записці приведені необхідні обгрунтування, розрахунки й описи принципу дії як пристрою в цілому, так і його окремих функціональних блоків і вузлів.
Альбом документів курсового проекту крім пояснювальній записки містить також креслення структурної та принципової схем пристрою.

Зміст
Введення
1. Розробка структурної схеми пристрою та обгрунтування прийнятих рішень
1.1. Вибір і обгрунтування структурної схеми
1.2. Розробка функціональних схем окремих блоків устрою
1.3. Алгоритм і тимчасова діаграма роботи генератора і його окремих блоків
1.4. Опис принципу дії
2. Розробка принципової схеми
3. Розрахунок основних параметрів і характеристик
3.1. Розрахунок часових характеристик
3.2. Розрахунок надійності
4. Моделювання пристрої
4.1. Моделювання генератора
Список використаної літератури
Висновок

Введення
Робота будь-який ЕОМ і будь-якого цифрового пристрою супроводжується передачею даних по тракту їх обробки від попередніх функціональних блоків і вузлів до наступним. Взаємодія цих блоків і вузлів у часі організується різними способами, розглянутими в [1]. Особливо важливу роль серед способів організації взаємодії частин цифрових пристроїв і ЕОМ в часі грає синхронізація, здійснювана за допомогою спеціальних пристроїв синхронізації (синхронізаторів), сигнали від яких розподіляються по всіх частинах ЕОМ. Ці сигнали дозволяють прийом і видачу даних, а також тактирующие процес їх обробки. Існують однофазні і багатофазні системи синхронізації. Багатофазна синхронізація характеризується наявністю більш ніж двох серій (наборів) синхроімпульсів і застосовується для збільшення швидкодії тактируемого пристроїв. Це здійснюється за допомогою розбивки періоду проходження синхросигналов на кілька частин і використання в окремих блоках ЕОМ або інших цифрових пристроїв синхросигналов більш високою, ніж основна, частоти. У даному випадку необхідно розробити пристрій синхронізації аналогічного призначення, яке формує чотири серії синхроімпульсів відповідно до початкового ТЗ.

1. РОЗРОБКА Структурна схема пристрою та обгрунтування прийнятих рішень
1.1. Вибір і обгрунтування структурної схеми
Генератор може бути побудований на підставі чотирирозрядний кільцевого лічильника і неповного лінійного дешифратора, який можна реалізувати на логічних елементах, що виконують функцію 2И.
Структурна схема генератора наведена на рис.1.1.
SHAPE \ * MERGEFORMAT
СІ ()
СКИДАННЯ ()
Ф1
Ф2
Ф3
Ф4
Q0. . . Q3
4
Q0. . . Q3
4
G
СT
DC

Рис. 1.1.Структурная схема генератора
СІ - тактові синхроімпульси
CT - кільцевий лічильник
DC - дешифратор
1.2. Розробка функціональних схем окремих блоків устрою
На рис.1.2 наведена функціональна схема кільцевого лічильника, побудованого на основі звичайного сдвигового регістра із зсувом управо. Як розрядних тригерів використані D - тригери з прямим динамічним управлінням. Завдяки тому, що тригери мають як прямий (Q), так і інверсний (Q) вихід, на вході схеми дешифратора, підключеного до прямих і інверсним виходів лічильника, немає необхідності використовувати додаткові інвертори для отримання парафазного кодів. Таблиця станів і тимчасова діаграма роботи лічильника наведені відповідно в табл.1.1 і на рис.1.5.
На рис.1.3 наведена функціональна схема дешифратора, який являє собою простий неповний лінійний дешифратор. Робота дешифратора в статичному режимі повністю описується за допомогою таблиці станів (табл.1.1). Відповідно до цієї таблиці функціональна схема може бути реалізована на основі наступних логічних виразів:
Q1 = Q3 Ù Q2 (1)
Q2 = Q1 Ù Q0 (2)
Q3 = Q2 Ù Q3 (3)
Q4 = Q0 Ù Q1 (4)
Для реалізації даних логічних виразів достатньо скористатися чотирма елементами, що реалізують функцію 2И.
1.3 Алгоритм і тимчасова діаграма роботи генератора і окремих блоків
Тимчасова діаграма, що ілюструє роботу як генератора в цілому, так і його окремих блоків, наведена рис. 1.3.

Таблиця 1.1.
Т Абліцов станів лічильника
СІ
ВИХОДИ
Q3
Q2
Q1
Q0
0
1
2
3
4
5
6
7
8
0
1
1
1
1
0
0
0
0
0
0
1
1
1
1
0
0
0
0
0
0
1
1
1
1
0
0
0
0
0
0
1
1
1
1
0
Таблиця 1.1.
Таблиця станів лічильника
Входи
ВИХОДИ
Q3
Q2
Q1
Q0
Ф1
Ф2
Ф3
Ф4
0
1
1
1
1
0
0
0
0
0
0
1
1
1
1
0
0
0
0
0
0
1
1
1
1
0
0
0
0
0
0
1
1
1
1
0
0
1
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
1
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
1
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
1
0
SHAPE \ * MERGEFORMAT
Q3
D
C
R
T
Q2
D
C
R
T
Q1
D
C
R
T
Q0
D
C
R
T
Q3
Q2
Q1
Q0
СІ
Скидання

Рис 1.2. Функціональна схема лічильника
SHAPE \ * MERGEFORMAT
&
Q3
Q2
Ф1
&
Q2
Q3
Ф3
&
Q0
Q1
Ф4
&
Q1
Q0
Ф2

Рис 1.3. Функціональна схема дешифратора
Функціональна схема генератора, що задає (G) наведена на рис.1.4.
SHAPE \ * MERGEFORMAT
1
R2
DD 1.2
C1
1
R1
DD 1.1
XT


Рис 1.4. Функціональна схема генератора
1.4. Опис принципу дії
Так як після включення живлення тригери лічильника можуть встановитися в будь-який стан (''0''або''1''), то перед початком роботи необхідно встановити всі розрядні тригери в нульовий стан. Для цього на всі входи установки в''0''розрядних тригерів (R) необхідно подати на короткий час сигнал низького рівня, тому що запропоновані в завданні тригери мають інверсний асинхронний вхід установки в''0''.
Тривалість цього сигналу повинна бути не менше часу встановлення в''0''розрядних тригерів. Перший тактовий синхроимпульс, наступний після закінчення сигналу''скидання'', викликає поява на виході генератора перший фазового імпульсу Q1.
Робота генератора в статичному режимі повністю описується таблицями станів лічильника (табл. 1.1) і дешифратора (табл. 1.2). У динамічному режимі робота генератора здійснюється відповідно до тимчасового діаграмою, наведеною на рис. 1.5. З цієї тимчасової діаграми видно, що з'являється на виході дешифратора послідовно в часі імпульси управління з чотирьохфазним кроковим двигуном Ф1, Ф2, Ф3 і Ф4 відповідають тимчасовій діаграмі завдання. Період проходження і тривалість імпульсів Ф1, Ф2, Ф3, Ф4 визначаються частотою проходження тактових синхроімпульсів (СІ), що надходять від зовнішнього тактового генератора
SHAPE \ * MERGEFORMAT
Q0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
СІ
Скидання
Q3
Q2
Q1
Ф1
Ф2
Ф3
Ф4

Рис 1.5. Тимчасова діаграма роботи генератора і його окремих блоків

2. Розробка принципових схем
На підставі структурної схеми генератора імпульсних послідовностей, наведеної на рис. 1.1, а також функціональних схем окремих блоків, розроблених в розд. 1.2, розроблена принципова схема пристрою, наведена на рис. XXXXXXX.098033.010 Е3.
Генератор тактових імпульсів побудований на двох інверторах DD1.1 і DD1.2, охоплених ланцюгом позитивного зворотного зв'язку. Стабільність частоти генерованих прямокутних імпульсів забезпечується за рахунок кварцового резонатора XT, включеного в ланцюг позитивного зворотного зв'язку по постійному струмі між двома інверторами DD1.1 і DD1.2. Резистори R1 і R2 призначені для зміщення робочої точки на амплітудно - передавальних характеристиках (АПХ) інверторів DD1.1 і DD1.2 на кордон лінійної області.
Для побудови кільцевого лічильника на основі сдвигового регістру використана інтегральна мікросхема (ІМС) DD2 типу 1533 ТМ8, яка містить чотири D - тригера з прямим динамічним управлінням, загальними ланцюгами синхронізації (С) і установки в нуль (R). Зовнішнім монтажем всі розрядні тригери з'єднані послідовно один з одним.
Інвертор DD1.3 призначений для створення синхровхід лічильника із зворотним динамічним управлінням. Для побудови неповного дешифратора з виходами Ф1, Ф2, Ф3 і Ф4 використана ІМС DD3 типу 1533 ЛІ1, яка містить чотири логічних елемента, що реалізують функцію 2И.
Вибір будь-який з чотирьох серій синхроімпульсів Ф1, Ф2, Ф3 або Ф4 здійснюється за допомогою мультиплексора розмірністю 4 ® 1, реалізованого в мікросхемі DD4.1 типу 1533 ІП2.
Вибір кожного з чотирьох вхідних напрямків 01, 02, 03 або 04 здійснюється за допомогою двухразрядний адресного коду, що подається на відповідні входи А1 і А2 мультиплексора. У ІМС 1533 КП2 міститься два ідентичних мультиплексора з загальними адресними входами. Вибір необхідного MUX здійснюється за допомогою дозвільних входів Е0 і Е1 (Enable). Для цього на вхід Е0 поданий сигнал логічного нуля.

3. Розрахунок основних параметрів і характеристик
3.1. Розрахунок часових характеристик
Основне завдання цього розділу - визначення допустимих значень часових характеристик (мінімальна тривалість імпульсу) вхідних сигналів і як наслідок, значень параметрів, що характеризують швидкодію всього пристрою в цілому.
Складемо таблицю, що характеризує параметри мікросхем.
3.2. Розрахунок надійності
Інтенсивність відмов l характеризується відношенням числа відмовили виробів на одиницю часу до числа виробів, що продовжують залишатися справними до початку аналізованого проміжку часу:
l = m / Nt, (3.1)
де m - число виробів, які відмовили за час t,
N - число справно працюючих виробів до початку проміжку часу.
Якщо припустити, що відмови різних елементів взаємно незалежні і кожна відмова носить катастрофічний характер, тобто повністю порушує працездатність, то інтенсивність відмов пристрою дорівнює сумі інтенсивностей відмов елементів складових пристрій.
, (3.2)
де li - інтенсивність відмов елементів i-го типу;
Сi - кількість елементів i-го типу, що входять в пристрій.
Напрацювання на відмову дорівнює:
Т = 1 / l (3.3)
Інтенсивність відмови елементів наступна:
Мікросхеми 1533 ої серії 0,85 * 10 -6 (1 / ч);
Резистори 0,9 * 10 -6 (1 / ч);
Тоді,
l = (17.0, 85 +2 · 0,9) · 10 -6 = 16,25 · 10 -6 1 / год,
Т = 1 / 16, 25 · 10 -6 = 0,062 · 10 -6 = 6,2 · 10 -4 (ч).
Позначення
Найменування
Кількість
Конденсатори
С1
КМ - 6 - 9 - 0,47 + - 10% ожо 464. 023 ТУ
1
С2
К73 - 9 - 10 ожо 468. 030 ТУ
1
С3, С4
КМ - 6 - 9 - 0,068 + - 10% ожо 464. 023 ТУ
2
Резистори
R1, R2
МЛТ - 0,125 - 100 кОм + - 10%
2
Мікросхеми
DD1, DD3
КР1533 ЛН1
2
DD2
КР 1533 ТМ8
1
DD4
КР 1533 ЛП2
1
Кварц
XT
РВ - 72 - 20 МГц ТУ 18 - 780 - 780
1

4. МОДЕЛЮВАННЯ ПРИСТРОЇ
4.1. Моделювання генератора
Моделювання пристрою здійснювалося за использовани-їм пакета прикладних програм''Electronics Workbench''4.0 (EWB 4.0). Була продемонстрована робота основних блоків устрою - лічильника і дешифратора. Тактові синхроімпульси на С-вхід лічильника подавалися від зовнішнього генератора, наявного в бібліотеці приладів пакету EWB 4.0.
Тригери і логічні елементи, необхідні для побудови лічильника і дешифратора, були взяті з відповідних бібліотек елементів пакета EWB 4.0. У зв'язку з тим, що моделювання здійснювалося на основі функціональних схем, розроблених в розд. 1.2, бібліотеки інтегральних мікросхем пакету EWB 4.0 не використовувалися.
Контроль необхідних сигналів відповідно до тимчасового діаграмою, розробленої в розд. 1.3, здійснювався за допомогою восьмиканального логічного аналізатора з бібліотеки приладів пакету EWB 4.0.
Результати, отримані в процесі роботи на логічному аналізаторі збігаються з результатами, представленими на тимчасовій діаграмі роботи генератора і окремих його блоків.
Додати в блог або на сайт

Цей текст може містити помилки.

Комунікації, зв'язок, цифрові прилади і радіоелектроніка | Курсова
129.6кб. | скачати


Схожі роботи:
Генератор електричних іскор генератор нових ідей
Що таке генератор
Синхронний генератор
Універсальний генератор
Мостовий RC-генератор
Генератор псевдотекстов
Генератор трикутних напруг
Генератор випадкових чисел
Генератор випадкових чисел
© Усі права захищені
написати до нас