Автор работы: Пользователь скрыл имя, 18 Января 2013 в 05:18, курсовая работа
Исходные данные к проекту: Спроектировать 12-и разрядный сдвиговый регистр с возможностью или последовательной загрузки или параллельной загрузки через 4х контактный разъем за 12 и 3 такта соответственно. Организовать возможность поразрядного сдвига уже загруженной информации вправо. Организовать 4 режима индикации: Загрузка, сдвиг, ошибка, индикация состояния регистра.
Алгоритм работы устройства 3
Введение 4
Анализ задачи 7
Перечень выбранных электронных компонентов 8
Синтез
Синтез логических функций для ПЗУ 15
Синтез КС 19
Моделирование
Структурное моделирование устройства 21
Поведенческое моделирование 21
Временные диаграммы
Временные диаграммы структурного описания 31
Временные диаграммы поведенческого описания 35
Анализ Временных задержек 40
Заключение 41
Библиографический список 42
Рис. 5. Корпус К531КП2
1 - вход разрешения V1;
2 - вход выборки разряда S2;
3 - вход информационный A3;
4 - вход информационный A2;
5 - вход информационный A1;
6 - вход информационный A0;
7 - выход A;
8 - общий;
9 - выход D;
10 - вход информационный D0;
11 - вход информационный D1;
12 - вход информационный D2;
13 - вход информационный D3;
14 - вход выборки разряда S1;
15 - вход разрешения V2;
16 - напряжение питания.
Рис. 6. Условное графическое обозначение К531КП2
Для реализации нужно 8 таких микросхем. Последний мультиплексор из двух в микросхеме будет не подключенным. Таким образом мы сформируем логический вектор из 15 значений. Зарубежными аналогами этого мультиплексора являются микросхемы SN74153N, SN74153J. При структурном моделировании в САПР maxplus2 ALTERA, взяты примитивы 74153, соответствующие данному мультиплексору, из стандартно включенной библиотеки.
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
11
Анисимов А. В. КП. ВМ-91.090700505
3.Дешифратор семисегментного диплея
В качестве дешифратора будем использовать ПЗУ К155РЕ3, которую предполагается запрограммировать для корректного отображения 16-ричных чисел и нескольких служебных символов. Индивидуальный набор индицируемых символов необходим для отображения состояния работы регистра.
Рис. 7. Корпус К155РЕ3
1 - выход B1;
2 - выход B2;
3 - выход B3;
4 - выход B4;
5 - выход B5;
6 - выход B6;
7 - выход B7;
8 - общий;
9 - выход B8;
10 - вход адресный A0;
11 - вход адресный A1;
12 - вход адресный A2;
13 - вход адресный A3;
14 - вход адресный A4;
15 - вход разрешения выборки PB;
16 - напряжение питания.
Рис. 8. Условное графическое обозначение К155РЕ3
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
12
Анисимов А. В. КП. ВМ-91.090700505
Для реализации потребуется 3 микросхемы по одной для каждого регистра К155ИР1. Режим отображения состояний регистра будет так же определяться входом PB постоянного запоминающего устройства РЕ3. Зарубежным аналогом этого ПЗУ является микросхема S8223. При структурном моделировании в САПР maxplus2 ALTERA, не использовались примитивы отвечающие за К155РЕ3.
4.Счетчик
Счетчик в данной схеме нужен чтобы переключить дисплеи в состояние «Ошибка». После переключения в состояние «Сдвиг» максимальное число тактов сдвига будет равно разрядности регистра т.е. 12. После 12 сдвигов в любом случае содержимое регистров будет – все нули. Счетчик необходим чтобы на 13-й такт вывести на дисплеии сообщение
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
13
Анисимов А. В. КП. ВМ-91.090700505
об ошибке. Для этих целей удобно исспользовать счетчик – делитель на 12 К155ИЕ4.
Рис. 9. Корпус К155ИЕ4
1 - вход счетный С2;
2,3,4,13 - свободные;
5 - напряжение питания +Uп;
6 - вход установки 0 R0(1);
7 - вход установки 0 R0(2);
8 - выход Q4;
9 - выход Q3;
10 - общий;
11 - выход Q2;
12 - выход Q1;
14 - вход счетный C1.
Рис. 10. Корпус К155ИЕ4
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
14
Анисимов А. В. КП. ВМ-91.090700505
Рис. 11. Функциональная схема К155ИЕ4
Счетчик представляет собой отдельный делитель на 2 со своим синхровходом, два делителя на 3 и один делитель на 6 с общим синхровходом. Ввиду этого для организации делителя на 12 необходимо соединить выход Q1 со входом C2. Зарубежными аналогами этого регистра являются микросхемы SN7492N, SN7492J. Обнаружено некоторое несоответствие аналогов отечественной микросхеме. Западный аналог является отдельным делитель на 2 со своим синхровходом, двумя делителя на 2 и одним делитель на 3 с общим синхровходом. При структурном моделировании в САПР maxplus2 ALTERA, взяты два примитива 7492, соответствующие данному счетчику, из стандартно включенной библиотеки.
5.Дисплеи
В качестве дисплея взяты три обычных желто-зеленых индикатора АЛС338Б1 его достоинства: удобство монтажа и низкая цена порядка 30р. В качестве аналога можно использовать строенный желтый семисегментный индикатор BC56-11YWA фирмы Kingbright с еще более низкой ценой около 75р. Его размер почти идентичен трем отечественным дисплеям.
Таблица. 1. Итоговый список микросхем и их аналогов
Отечественная ИМС |
количество |
Аналог |
количество |
|
3 |
SN7495N, SN7495J |
3 |
|
8 |
SN74153N, SN74153J |
8 |
|
3 |
S8223 |
3 |
|
1 |
SN7492N, SN7492J |
2 |
|
3 |
BC56-11YWA |
1 |
Синтез логических функций для ПЗУ:
Необходимо синтезировать набор логических функций, управляющий показаниями семисегментного дисплея. Построим таблицу учитывающую 19 значений: 16 для индикации 16-ричных чисел и символы “L”, “H” и “r”
Таблица. 2. Таблица дешифрации значений
символ |
A4A3A2A1A0 |
abcdefg | |
0 |
0 |
00000 |
0000001 |
1 |
1 |
00001 |
1001111 |
2 |
2 |
00010 |
0010010 |
3 |
3 |
00011 |
0000110 |
4 |
4 |
00100 |
1001100 |
5 |
5 |
00101 |
0100100 |
6 |
6 |
00110 |
0100000 |
7 |
7 |
00111 |
0001111 |
8 |
8 |
01000 |
0000000 |
9 |
9 |
01001 |
0000100 |
10 |
A |
01010 |
0001000 |
11 |
b |
01011 |
1100000 |
12 |
C |
01100 |
0110001 |
13 |
d |
01101 |
1000010 |
14 |
E |
01110 |
0110000 |
15 |
F |
01111 |
0111000 |
- |
L |
10000 |
1110001 |
- |
H |
10001 |
1001000 |
- |
r |
10010 |
1111010 |
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
15
Анисимов А. В. КП. ВМ-91.090700505
заполним карты Карно, составим ДНФ и определим примерное количество требуемых микросхем логики без учета инверсий:
Лист № докум. Подпись Дата Лист 16 Анисимов А. В. КП. ВМ-91.090700505
|
000 |
001 |
011 |
010 |
110 |
111 |
101 |
100 |
00 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
01 |
0 |
1 |
0 |
0 |
1 |
0 | ||
11 |
X |
X |
X |
X |
X |
X |
X | |
10 |
1 |
1 |
X |
1 |
X |
X |
X |
X |
Для реализации на логических элементах потребуется как минимум 2 микросхемы К155ЛА1 и одна К155ЛЕ1.
000 |
001 |
011 |
010 |
110 |
101 |
100 | ||
00 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
1 |
0 |
01 |
0 |
1 |
1 |
1 | ||||
X |
X |
X |
X |
X |
X |
|||
10 |
1 |
0 |
X |
1 |
X |
X |
X |
X |
Для реализации на логических элементах потребуется как минимум 1 микросхемы К155ЛА1, одна К155ЛА4, одна К155ЛА3 и одна К155ЛЕ.
000 |
001 |
010 |
110 |
111 |
101 |
100 | ||
00 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
01 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
1 | ||
X |
X |
X |
X |
X |
X |
X |
||
10 |
1 |
0 |
X |
1 |
X |
X |
X |
X |
Для реализации на логических
элементах потребуется как
001 |
011 |
010 |
110 |
111 |
100 | |||
00 |
0 Лист № докум. Подпись Дата Лист 17 Анисимов А. В. КП. ВМ-91.090700505
|
1 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
1 |
01 |
0 |
0 |
1 |
1 |
0 |
0 | ||
11 |
X |
X |
X |
X |
X |
X |
X | |
10 |
1 |
X |
1 |
X |
X |
X |
X |