Проектирование схемы комбинированного устройства

Министерство образования и науки Республики Казахстан Международная Бизнес — Академия Бизнес — Колледж МБА КУРСОВАЯ РАБОТА На тему: «Проектирование схемы комбинированного устройства»

Специальность 1 304 000 — «Вычислительная техника и программное обеспечение»

Караганда 2012.

Задание на выполнение курсовой работы

Студент:

Форма обучения: Очная Группа:

Специальность: 130 400 — «Вычислительная техника и программное обеспечение»

1. Тема: Проектирование схемы комбинированного устройства

2. Дата выдачи темы «9» октября 2012 г.

3. Календарный график выполнения и содержание пояснительной записки.

Перечень графических работ

1. Спроектированная схема комбинированного устройства.

2. Схема комбинированного устройства после минимизации.

3. Структурная схема, принцип работы, области использования схем мультиплексоров

4. Описание ПЗУ Исходная информация и литература для разработки:

1. Вариант № 7

2. Алексенко А. Г., Шагурин И. И. Микросхематехника: Учебное пособие.

3. Угрюмов Е. П. Цифровая Схемотехника: учебное пособие — С-Пб, 2001 г.

Срок предоставления студентом законченного проекта (работы): «23» ноября 2012 г.

Руководитель Кулешова И.А.

• Введение
• 1. Спроектированная схема комбинированного устройства на языке релейно-контактной логики
• Логическое уравнение спроектированного устройства
• Таблица истинности
• Спроектированная схема комбинированного устройства на языке функциональных блоков
• 2. Мультиплексор
• Принцип работы и схема мультиплексора
• Использование мультиплексоров
• 3. Постоянное запоминающее устройство (ПЗУ)
• Заключение
• Список литературы

Методические указания к выполнению курсовой работы разработаны в соответствии с Государственным общеобразовательным стандартом среднего профессионального образования Республики Казахстан для специальности 130 400 «Вычислительная техника и программное обеспечение»

Настоящие методические указания разработаны для самостоятельного выполнения курсовой работы по окончанию изучения дисциплины «Микросхемотехника» и содержат требования и рекомендации по структуре, содержанию и оформлению курсовых работ.

Цель — углубленное изучение и синтезирование спроектированных логических схем комбинационных устройств, составление логического уравнения и составление таблиц истинности в процессе курсовой работы.

Задачи работы — спроектировать схему комбинационного устройства; записать логическое уравнение, составить таблицу истинности спроектированного устройства; упростить цифровые устройства, применив минимизацию функций.

Оформление пояснительной записки курсовой работы должно соответствовать требованиям нормативных документов Республики Казахстан:

ГОСТ 2.004−88 ЕСКД. Общие требования к выполнению конструкторских и технологических документов на печатающих и графических устройствах вывода ЭВМ.

ГОСТ 2.104−68 ЕСКД. Основные надписи.

ГОСТ 2.105−95 ЕСКД. Общие требования к текстовым документам.

ГОСТ 2.106−98 ЕСКД. Текстовые документы.

ГОСТ 2.109−73 ЕСКД. Основные требования к чертежам.

ГОСТ 2.301−68 ЕСКД. Форматы.

ГОСТ 2.304−81 ЕСКД. Шрифты чертежные.

микросхема мультиплексор комбинированное устройство ГОСТ 2.316−68 ЕСКД. Правила нанесения на чертежах надписей, технических требований и таблиц.

ГОСТ 2.321−84 ЕСКД. Обозначения буквенные.

1. Спроектированная схема комбинированного устройства на языке релейно-контактной логики

Схема комбинированного устройства предоставлена на рисунке 1. Данная схема состоит из следующих элементов:

— Контакт размыкающий: ;

— Контакт замыкающий: A, B, K1.1, K2.1;

— Резистор постоянный: K1, K2;

— Индикаторное устройство: HL1.

Рисунок 1 схема комбинированного устройства на языке релейно-контактной логики

Логическое уравнение спроектированного устройства

Логическое уравнение будем записывать с помощью функции СКНФ, функция предоставляется произведением групп. Каждая группа состоит из суммы, в которую входят все переменные.

K1 =

K2 = A+B

HL1 = K1*K2

HL1= () * (A+B) = * (A+B)

Таблица истинности

Таблица истинности — это такая таблица, в которой показываются все выходные состояния элемента для любых комбинации входных сигналов. Иными словами, с помощью таблиц истинности можно определять истинностное значение любого высказывания для всех возможных случаев значений истинности составляющих его высказываний. Общее количество всех возможных комбинаций в таблице можно определить по формуле N=2ⁿ; где N — общее число возможных комбинаций, n — количество входных переменных. Вычисления показаны на таблице 2.

Таблица 1 Таблица истинности

Спроектированная схема комбинированного устройства на языке функциональных блоков

Проектировать схему будем с помощью схем «И» и «ИЛИ». Схема «И» реализует конъюнкцию двух или более логических значений. Схема «ИЛИ» реализует дизъюнкцию двух или более логических значений. Схема комбинированного устройства после минимизации показана на рисунке 2.

Рисунок 2 схема комбинированного устройства на языке функциональных блоков

2. Мультиплексор

Принцип работы и схема мультиплексора

Мультиплексор — устройство, имеющее несколько сигнальных входов, один или более управляющих входов и один выход. Мультиплексор позволяет передавать сигнал с одного из входов на выход; при этом выбор желаемого входа осуществляется подачей соответствующей комбинации управляющих сигналов. Аналоговые и цифровые мультиплексоры значительно различаются по принципу работы. Первые электрически соединяют выбранный вход с выходом (при этом сопротивление между ними невелико — порядка единиц/десятков Ом). Вторые же не образуют прямого электрического соединения между выбранным входом и выходом, а лишь «копируют» на выход логический уровень ('0' или '1') с выбранного входа. Аналоговые мультиплексоры иногда называют ключами или коммутаторами. Устройство, противоположное мультиплексору по своей функции, называется демультиплексором. В случае применения аналоговых мультиплексоров (с применением ключей на полевых транзисторах) не существует различия между мультиплексором и демультиплексором и такие устройства могут называться коммутаторами. Схема мультиплексора показана на рисунке 3.

Рисунок 3. Схема мультиплексора

Схематически мультиплексор можно изобразить в виде коммутатора, обеспечивающего подключение одного из нескольких входов (их называют информационными) к одному выходу устройства. Коммутатор обслуживает управляющая схема, в которой имеются адресные входы и, как правило, разрешающие (стробирующие). Сигналы на адресных входах определяют, какой конкретно информационный канал подключен к выходу. Если между числом информационных выходов n и числом адресных входов m действует соотношение n=2^m, то такой мультиплексор называют полным. Если n<2^m, то мультиплексор называют неполным. Разрешающие входы используют для расширения функциональных возможностей мультиплексора. Они используются для наращивания разрядности мультиплексора, синхронизации его работы с работой других узлов. Сигналы на разрешающих входах могут разрешать, а могут и запрещать подключение определенного входа к выходу, то есть могут блокировать действие всего устройства. В качестве управляющей схемы обычно используется дешифратор. В цифровых мультиплексорах логические элементы коммутатора и дешифратора обычно объединяются. Входные логические сигналы X_i поступают на входы коммутатора и через коммутатор передаются на выход Y. На вход управляющей схемы подаются адресные сигналы A_k (от англ. Address). Мультиплексор также может иметь дополнительный управляющий вход E (от англ. Enable), который разрешает или запрещает прохождение входного сигнала на выход Y. Кроме этого, некоторые мультиплексоры могут иметь выход с тремя состояниями: два логических состояния 0 и 1, и третье состояние — отключённый выход (выходное сопротивление равно бесконечности, высокоимпедансное Z-состояние). Перевод мультиплексора в третье состояние производится снятием управляющего сигнала OE (от англ. Output Enable).

Использование мультиплексоров

Мультиплексоры могут использоваться в делителях частоты, триггерных устройствах, сдвигающих устройствах и др. Мультиплексоры часто используют для преобразования параллельного двоичного кода в последовательный. Для такого преобразования достаточно подать на информационные входы мультиплексора параллельный двоичный код, а сигналы на адресные входы подавать в такой последовательности, чтобы к выходу поочередно подключались входы, начиная с первого и заканчивая последним. Условное графическое обозначение (УГО) мультиплексора показано на рисунке 4.

Рисунок 4. Условное графическое обозначение мультиплексора

3. Постоянное запоминающее устройство (ПЗУ)

ПЗУ (в англоязычной литературе — Read Only Memory, ROM, что дословно переводится как «память только для чтения»), перепрограммируемое ПЗУ, ППЗУ (в англоязычной литературе — Programmable Read Only Memory, PROM), и флэш-память (flash memory). Название ПЗУ говорит само за себя. Информация в ПЗУ записывается на заводе-изготовителе микросхем памяти, и в дальнейшем изменить ее значение нельзя. В ПЗУ хранится критически важная для компьютера информация, которая не зависит от выбора операционной системы. Программируемое ПЗУ отличается от обычного тем, что информация на этой микросхеме может стираться специальными методами (например, лучами ультрафиолета), после чего пользователь может повторно записать на нее информацию. Эту информацию будет невозможно удалить до следующей операции стирания информации.

Классификация

Массив данных совмещён с устройством выборки (считывающим устройством), в этом случае массив данных часто в разговоре называется «прошивка» :

— микросхема ПЗУ;

— Один из внутренних ресурсов однокристальной микроЭВМ (микроконтроллера), как правило FlashROM.

Массив данных существует самостоятельно:

— Компакт-диск;

— перфокарта;

— перфолента;

монтажные «1» и монтажные «0» .

Заключение

С помощью предоставленной схемы комбинированного устройства на языке релейно-контактной логики, мной было составлено логическое уравнение и таблица истинности для проектирования схемы комбинированного устройства на языке функциональных блоков. Поставленная задача по проектированию схемы устройства на языке функциональных блоков была выполнена, в ходе выполнения курсовой работы я научился вычислять логические уравнения и составлять таблицу истинности. Так же мной был изучен и описан в курсовой работе дополнительный материал по двум устройствам Мультиплексор и ПЗУ.

1. Алексенко А. Г., Шагурин И. И. Микросхемотехника: Учебное пособие.

2. Угрюмов Е. П. Цифровая Схемотехника: учебное пособие — С-Пб, 2001 г.

3. Калабеков Б. А. Цифровые устройства и микропроцессорные системы: учебник для техникумов — М., «Радио и связь» 2000 г.

4. Пятибратов А. П., Гудыно Л. П., Кириченко А. А. Вычислительные системы, сети и телекоммуникации — М., «Финансы и статистика» 1998 г.

5. Справочные пособия по микропроцессорам и микро ЭВМ.