Расчет выпрямителя, стабилизатора, расчетки (ttl)

Посмотреть архив целиком


Содержание.


1. Техническое задание.

1.1. Формулировка задания.

1.2. Общие требования.

1.3. Принцип работы устройства.

2. Выбор и обоснование структурной схемы устройства.

3. Выбор и обоснование функциональной схемы устройства.

3.1. Регистр.

3.2. Преобразователь двоичного кода в двоично-десятичный код.

3.3. Преобразователь из двоичного кода в код Грея.

3.4. Контроль по модулю 2.

4.1. Выбор серии ТТЛ.

4.2. Параметры выбранных микросхем.

5. Оценка потребляемой мощности.

6. Вывод.

7. Список литературы.


Приложение 1 «Базовый логический элемент серии К555».

Приложение 2 «Функциональная схема 16-ти разрядного сдвигового регистра».

Приложение 3 «Преобразователь двоичного кода в двоично-десятичный код, схема элементарного преобразователя».

Приложение 4 «Преобразователь двоичного кода в код Грея».

Приложение 5 «Реализация СВК для шестнадцатиразрядного регистра».

Приложение 6 «Принципиальная электрическая схема устройства».

1. Техническое задание.


1.1. Формулировка задания.


Спроектировать шестнадцатиразрядный сдвиговый регистр, обеспечить преобразование в код Грея и индикацию в десятичном коде. Разработать средство встроенного контроля сложением по модулю 2.

Условия к разработке:

  1. В разработке использовать серию ТТЛ с минимальной потребляемой мощностью.

  2. Нельзя использовать 155 серию.

  3. Нельзя использовать пямять для создания преобразователей.


1.2. Общие требования.


Разрабатывается только операционная часть заданного устройства, управляющий автомат не рассматривается. Преобразование из двоичного кода в код для отображения на семисегментных индикаторах осуществляется с помощью двух преобразователей, включенных последовательно: преобразователь двоичного кода в двоично-десятичный код и преобразователь двоично-десятичного в десятичный код. Преобразователь в код Грея является дополнительным устройством и индикация полученных на нем результатов не требуется.


1.3. Принцип работы устройства.


Шестнадцатиразрядный сдвиговый регистр может загружать и сдвигать в обе стороны шестнадцатиразрядные числа. Результат работы регистра одновременно попадает на преобразователь из двоичного кода в двоично-десятичный и из двоичного кода в код Грея. Последний не имеет выходных элементов. Далее происходит преобразование двоично-десятичного кода результата и его индикация.
















2. Выбор и обоснование структурной схемы устройства.

















На схеме указаны:

  1. Регистр – 16-ти разрядный сдвиговый регистр.

  2. СВК – схема встроенного контроля.

  3. X/Y №1 – преобразователь из двоичного кода в двоично-десятичный.

  4. X/Y №2 – преобразователь из двоично-десятичного кода в семисегментный

  5. X/Y №3 – преобразователь из двоичного кода в код Грея.

  6. Информационное табло – элементы индикации.


Устройство работает по следующему алгоритму. На входы “управление” регистра подаются управляющие сигналы, по которым в регистр записывается число, подаваемое на вход”. Затем на входы “управление” подаются управляющие сигналы сдвига влево или вправо. Результат поступает на СВК и преобразователи кодов. В случае обнаружения ошибки СВК посылает сигнал управляющему автомату (УА). УА в данной работе не рассматривается. После происходит одновременное преобразование числа в код Грея и двоично-десятичный код на преобразователях №1 и №3 соответственно. Преобразователь в код Грея необходим по условию задания и вывод данных с него не обеспечивается. Перевод двоично-десятичного в семисегментный код осуществляет преобразователь №2, который поставляет данные на индикатор.










3. Выбор и обоснование функциональной схемы устройства.


3.1 Описание регистра.


Можно составить необходимый регистр из четырёхразрядных универсальных регистров K555ИР11А. Функциональная схема 16-ти разрядного регистра приведена в приложении 2.


3.2. Преобразователь двоичного кода в двоично-десятичный код.


Данный преобразователь строится на основе каскадного включения элементарных преобразователей на 4 разряда каждый. Это каскадное включение отображено в приложении 3. В виду того, что элементарный преобразователь на 4 входа нельзя сиснтезировать с использованием памяти, то соберем его на основе сумматоров. Для этого используем стандартный сумматор К555ИМ6 (см. приложение 3), а также микросхему, реализующую логическую функцию “НЕ” –

- К555ЛН1.


3.3. Преобразователь из двоичного кода в код Грея.


Коды Грея – непозиционная система счисления, каждое следущее число которой отличается от предыдущего только одним разрядом. Для перевода двоичного числа в код Грея используется следующий алгоритм: каждый из разрядов

числа складывается с предыдущим по модулю 2. Для операции сложения по модулю 2 используем логические элементы К555ЛП5.


3.4. Схема встроенного контроля.


Чтобы проконтролировать работу регистра, введём схему контроля, которая будет проверять передачу данных сложением по модулю 2. Для схемы контроля используем логические элементы К555ИП5, которые позволяют складывать по модулю 2 сразу 9 разрядов. Это значительно упрощает схему, избавляя от пирамидального включения элементов логического сложения по модулю 2.













4. Выбор серии ТТЛ.


Для проектируемого устройства выберем серию К555. Элементы этой серии достаточно экономичны, также в 555-й серии большой выбор разных элементов.

4.1. Типовые параметры серии К555:


время задержки элемента 9,5 нс

потребляемая элементом мощность 2 мВт

напряжение источника питания 5 В

-Выходное напряжение:

высокий уровень логического сигнала: 3,3 В

низкий уровень логического сигнала: 0,2 В

-Входное напряжение:

высокий уровень логического сигнала: 3,3 В

  • низкий уровень логического сигнала: 0,2 В






























4.2. Параметры выбранных микросхем.

4.2.1. Универсальный сдвиговый регистр К555ИР11А

















Режим

работы

Вход

Выход



Cr

Род работы



CK



L




R

Параллельная запись



QA



QB



QC



QD

S1

S0

A

B

C

D

Установка “0”

0

X

X

X

X

X

X

X

X

X

0

0

0

0

Хранение

1

X

X

0

X

X

X

X

X

X

QA0

QB0

QC0

QD0

Параллельная запись

1

1

1


X

X

A

B

C

D

A

B

C

D

Сдвиг вправо

1

1

0

0

1

1


X

X

0

1

X

X

X

X

X

X

X

X

0

1

QAn

QAn

QBn

QBn

QCn

QCn

Сдвиг влево

1

1

1

1

0

0


0

1

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

QBn

QBn

QCn

QCn

QDn

QDn

0

1

Хранение

1

0

0

X

X

X

X

X

X

X

QA0

QB0

QC0

QD0


Примечание. A,B,C,D - состояние “0” или ”1” на входах параллельной записи;

QA0,QB0,QC0,QD0 - состояние триггера перед подачей фронта синхронизации;

QAn,QBn,QCn,QDn – состояние триггера после подачи фронта синхронизации.


Выводы: 8-общий, 16-напряжение питания

Потребляемая мощность 120,8 мВт

Время задержки <=30 нс


4.2.2. Четыре двухвходовых элемента Исключающее ИЛИ К555ЛП5.












Выводы: 7-общий, 14-напряжение питания

Потребляемая мощность 52,5 мВт

Время задержки <=30 нс

4.2.3. Сумматор К555ИМ6.










Микросхема ИМ6 представляет собой 4-х разрядный полный сумматор с ускоренным переносом. Схема выполняет операцию сложения двух 4-х разрядных чисел в двоичном коде с учетом переноса из младшего разряда и выдает сумму этих чисел и перенос в старший разряд. Суммирование производится согласно уравнению:

Выводы: 8-общий, 16-напряжение питания

Потребляемая мощность 191,6 мВт

Время задержки <=24 нс


4.2.4. Шесть логических элементов НЕ К555ЛН1.











Выводы: 7-общий, 14-напряжение питания

Потребляемая мощность 23,63 мВт

Время задержки <=20 нс












4.2.5. Девятиразрядная схема контроля чётности/нечётности К555ИП5.










Выводы: 7-общий, 14-напряжение питания

Число низких уровней на входах D0…D8: 0,2,4,6,8 – Y1=1, Y2=0;

1,3,5,7 – Y1=0, Y2=1.

Потребляемая мощность 148,5 мВт

Время задержки <=50 нс


4.2.6. Дешифратор двоично-десятичного кода в семисегментный К555ИД18.










Выводы: 8-общий, 16-напряжение питания

Потребляемая мощность 68,3 мВт

Время задержки <=100 нс


4

.2.7.
Индикатор цифровой АЛС324Б.


Цвет свечения - красный

Iпр=20мА

Pрас max=500 мВт





5. Оценка потребляемой мощности.


Потребляемая мощность складывается из мощностей всех элементов т.е.

К555ИР11А - 120,8*4 = 483,2 мВт.

К555ЛП5 - 52,5*4 = 210 мВт.

К555ИМ6 - 191,6*68 = 13028,8 мВт.

К555ЛН1 - 23,63*9 = 212,67 мВт

К555ИП5 - 148,5*4 = 594 мВт

К555ИД18 - 68,3*5= 341,5 мВт

Блок индикации 500*5 = 2500 мВт.


Итого 17370,17 мВт. = 17,3 Вт.






6.Вывод.


В результате проделанной работы спроектировано устройство, удовлетворяющее требования ТЗ, получены навыки в проектировании нестандартных устройств, схем контроля передач данных.

7. Список литературы.


  1. Пархоменко П.П., Согомонян Основы технической диагностики. – М.: Энергоиздат, 1981.

  2. Согомонян Е.С., Слабаков Е.В. Самопроверяемые устройства и отказоустойчивые системы. – М.: Радио и связь, 1989.

  3. Угрюмов Е.П. Проектирование элементов и узлов ЭВМ. – М.: Высшая школа, 1987.

  4. Файзулаев Б.Н., Тарабрин Б.В. Применение интегральных микросхем в электронной вычислительной технике. Справочник. – М.: Радио и связь, 1986.

  5. Шило В.Л. Популярные цифровые микросхемы. Справочник. – М.: Радио и связь, 1988.

  6. Якубовский С.В., Нисельсон Л.И. и др. Цифровые и аналоговые микросхемы. Справочник. – М.: Радио и связь, 1989.
































Приложение 1.


Базовый логический элемент серии К555.























Приложение 2.

Функциональная схема 16-ти разрядного сдвигового регистра.




























Примечание. Элементы пронумерованы от 1 до 4. 1-й элемент хранит младшие 4 разряда числа, 4-й – старшие; выходы элементов: D – младший разряд, A-старший.














Приложение 3.


Преобразователь двоичного кода в двоично-десятичный.


















На вход подаётся 16-ти разрядное двоичное число – на выходе, соответственно, получается 5 четырёхразрядных чисел в двоичном коде.


Схема элементарного преобразователя двоичного кода в двоично-десятичный код с четырьмя входами и четырьмя выходами, выполненная на четырёхразрядных сумматорах.



















Приложение 4.


Преобразователь двоичного кода в код Грея.







































На вход подаётся двоичное число X (x15,…,x0) , x0 – младший разряд,

на выходе получается число Y(y15,…,y0) в коде Грея.



Приложение 5


Реализация СВК для шестнадцатиразрядного регистра.

























A0…A15 – число, подаваемое на вход устройства, B0…B15 – число, получающееся на выходах сдвигового регистра.


Случайные файлы

Файл
184050.doc
74725-1.rtf
21848-1.rtf
162942.rtf
34181.rtf




Чтобы не видеть здесь видео-рекламу достаточно стать зарегистрированным пользователем.
Чтобы не видеть никакую рекламу на сайте, нужно стать VIP-пользователем.
Это можно сделать совершенно бесплатно. Читайте подробности тут.