Курсовая работа: Проектирование и синтез дискретных устройств
МПС РФ
ДВГУПС
Кафедра: " Автоматика и телемеханика".
Курсовой проект
На тему: "Проектирование и синтез дискретных устройств".
К.П.2107.021.226.
Выполнил: Садохин Н. В.
Проверил: Годяев А. И.
Дата _________________
Хабаровск
2008 г.
Содержание:
1. Синтез дискретного устройства.
1.1 Структурная схема.
1.2 Расчет дешифратора и индикаторов.
1.3 Синтез счетной схемы.
1.4 Делитель частоты.
2. Проектирование конечного автомата.
2.1 Описание автомата.
2.2 Анализ сигналов и минимизация автомата.
3. Заключение.
4. Приложение.
5. Список литературы.
Структурная схема.
ГТИ - генератор тактовых импульсов.
F/n - делитель частоты.
1. Проектирование дешифратора.
В синтезируемом ДУ дешифратор расшифровывает значение выдаваемой в каждом состоянии счетной схемы кодовой комбинации, преобразуя ее в код, отображаемый на индикаторе в виде шестнадцатиричного числа.
| № | Кодовая комбинация | DEC | Высвеч. Символ. | Значения функции. | |||||||||||||||||
| Q4 | Q3 | Q2 | Q1 | А | В | А | В | ||||||||||||||
| x1 | x2 | x3 | x4 | x5 | x6 | x7 | x1 | x2 | x3 | x4 | x5 | x6 | x7 | ||||||||
| 1 | 0 | 0 | 0 | 1 | 1 | 0 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 0 | 1 | 1 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| 2 | 0 | 0 | 1 | 1 | 3 | 0 | 3 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 0 | 1 | 1 | 1 | 0 | 0 | 1 | 1 |
| 3 | 0 | 1 | 0 | 1 | 5 | 0 | 5 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 0 | 0 | 1 | 1 | 0 | 1 | 1 | 1 |
| 4 | 0 | 1 | 1 | 1 | 7 | 0 | 7 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 0 | 1 | 1 | 0 | 0 | 0 | 1 | 0 |
| 5 | 1 | 0 | 0 | 1 | 9 | 0 | 9 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 0 | 1 | 1 | 1 | 0 | 1 | 1 | 1 |
| 6 | 1 | 0 | 1 | 1 | 11 | 0 | B | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 0 | 0 | 1 | 1 | 1 | 1 | 0 | 1 |
| 7 | 1 | 1 | 0 | 1 | 13 | 0 | D | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 0 | 1 | 1 | 1 | 1 | 0 | 0 | 1 |
| 8 | 1 | 1 | 1 | 1 | 15 | 0 | F | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 0 | 0 | 0 | 0 | 1 | 1 | 1 | 1 |
Так как индикатор А постоянно показывает 0, то синтезируем дешифратор только на индикатор В.
Для синтеза дешифратора используем карты Карно.
|
|
00 | 01 | 11 | 10 |
| 00 | x | x | x | x |
| 01 | 1 | 0 | 1 | 1 |
| 11 | 1 | 1 | 0 | 0 |
| 10 | x | x | x | x |
| 00 | 01 | 11 | 10 | |
| 00 | x | x | x | x |
| 01 | 1 | 1 | 1 | 1 |
| 11 | 1 | 1 | 0 | 1 |
| 10 | x | x | x | x |
|
|
00 | 01 | 11 | 10 |
| 00 | x | x | x | x |
| 01 | 0 | 1 | 1 | 1 |
| 11 | 1 | 0 | 0 | 1 |
| 10 | x | x | x | x |
| 00 | 01 | 11 | 10 | |
| 00 | x | x | x | x |
| 01 | 0 | 0 | 1 | 0 |
| 11 | 0 | 0 | 1 | 1 |
| 10 | x | x | x | x |
|
|
00 | 01 | 11 | 10 |
| 00 | x | x | x | x |
| 01 | 0 | 1 | 0 | 1 |
| 11 | 0 | 0 | 1 | 1 |
| 10 | x | x | x | x |
| 00 | 01 | 11 | 10 | |
| 00 | x | x | x | x |
| 01 | 0 | 1 | 0 | 1 |
| 11 | 1 | 1 | 1 | 0 |
| 10 | x | x | x | x |
| 00 | 01 | 11 | 10 | |
| 00 | x | x | x | x |
| 01 | 0 | 1 | 1 | 1 |
| 11 | 1 | 0 | 1 | 1 |
| 10 | x | x | x | x |
Индикатор А
Индикатор В
3.Счетная схема
Схема предназначена для хранения числа и изменения его под воздействием входных сигналов на единицу или заданную константу.
| № | t | t+1 | T3 | T2 | T1 | |||||||
| Q4 | Q3 | Q2 | Q4 | Q3 | Q2 | J3 | K3 | J2 | K2 | D1 | ||
| 1 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 1 | 0 | x | 0 | x | 1 | |
| 2 | 0 | 0 | 1 | 0 | 1 | 0 | 0 | x | 1 | x | 0 | |
| 3 | 0 | 1 | 0 | 0 | 1 | 1 | 0 | x | x | 0 | 1 | |
| 4 | 0 | 1 | 1 | 1 | 0 | 0 | 1 | x | x | 1 | 0 | |
| 5 | 1 | 0 | 0 | 1 | 0 | 1 | x | 0 | 0 | x | 1 | |
| 6 | 1 | 0 | 1 | 1 | 1 | 0 | x | 0 | 1 | x | 0 | |
| 7 | 1 | 1 | 0 | 0 | 1 | 1 | 1 | x | 0 | x | 0 | 1 |
| 8 | 1 | 1 | 1 | 0 | 0 | 0 | x | 1 | x | 1 | 0 |
|
|
00 | 01 | 11 | 10 |
| 0 | 0 | 0 | x | x |
| 1 | 0 | 1 | x | x |
|
|
00 | 01 | 11 | 10 |
| 0 | x | x | 0 | 0 |
| 1 | x | x | 1 | 0 |
|
|
00 | 01 | 11 | 10 |
| 0 | 0 | x | x | 0 |
| 1 | 1 | x | x | 1 |
|
|
00 | 01 | 11 | 10 |
| 0 | x | 0 | 0 | x |
| 1 | x | 1 | 1 | x |
| 00 | 01 | 11 | 10 | |
| 0 | 1 | 1 | 1 | 1 |
| 1 | 0 | 0 | 0 | 0 |
4. Делитель частоты
В связи с тем, что частота тактового генератора равна 210Гц, нам необходимо понизить ее до приемлемого для снятия показаний уровня.
| Элементная база. | |
Часть 2
Синтез конечного автомата
Задание: а- 11 Базис - " Или-не"
в- 10 Триггеры - RS
с- 01 Серия – любая
d- 00 Схема - 1
| Сост-я | Входные сигналы | Выходные сигналы | ||||||
| a | b | c | d | a | b | с | d | |
|
S1 |
S2 |
S1 |
S4 |
S1 |
ay |
by |
ay |
ay |
|
S2 |
S2 |
S2 |
S2 |
S1 |
ay |
cy |
by |
ay |
|
S3 |
S4 |
S3 |
S4 |
S3 |
cy |
by |
cy |
by |
|
S4 |
S2 |
S4 |
S4 |
S4 |
cy |
ay |
ay |
ay |
|
S1 |
S2 |
S3 |
S4 |
|
|
S1 |
b,d | a | - | c |
|
S2 |
d | a,b,c | - | - |
|
S3 |
- | - | b,d | a,c |
|
S4 |
- | a | - | b,c,d |
Минимизация по входным сигналам:
а S1 |-- S2 ; b S1 |-- S1 ; c S1 |-- S4 ; d S1 |-- S1 ;
a S2 |-- S2 ; b S2 |-- S2 ; c S2 |-- S2 ; d S2 |-- S1 ;
a S3 |-- S4 ;b S3 |-- S3 ; c S3 |-- S4; d S3 |-- S3 ;
a S4 |--
S2 ;b S4 |-- S4 ;c S4 |-- S4
;d S4 |-- S4 . 
; 
; 
; 
. 
.
Минимизация по выходным сигналам:
a S1 |--ay ; b S1 |--by; c S1 |--ay; d S1 |--ay;
a S2 |--ay; b S2 |--cy; c S2 |--by; d S2 |--ay;
a S3 |--cy; b S3 |--by; c S3 |--cy; d S3 |--by;
a S4 |--cy;
b S4 |--ay; c S4 |--ay; d S4 |--ay.
| Элементная база. | |
Заключение
Целью данного курсового являлось научиться проектировать цифровые автоматы и их отдельные узлы. При расчете этого курсового я научился делать необходимые расчеты для синтеза конечных автоматов и счетных схем.
Список литературы
1. Годяев А. И. "Проектирование дискретных устройств".
2. Годяев А. И. "Методические указания по автоматике и телемеханике".
3. Лекции Крамаренко Е. Р.