Формирователь псевдослучайной последовательности

Размещено на http://www.allbest.ru/

Федеральное агентство по культуре и кинематографии

Санкт-петербургский Государственный

Университет Кино и Телевидения

Кафедра Видеотехники

Контрольная работа

на тему: "Формирователь псевдослучайной последовательности"

Выполнил:

студент 813 группы

Горбунов А.А.

Руководитель: Покопцева М.Н..

Санкт-Петербург, 2010 год

Содержание

Введение

1. Разработка и описание структурной схемы

2. Разработка схем отдельных функциональных узлов

2.1 Генератор тактовой частоты

2.2 Ключ с устройством антидребезга

2.3 Схема сброса счетчика при включении питания

2.4 Счетчик нажатий

2.5 Блок индикации

2.6 Счетчик-делитель частоты

2.7 Блок регистров

3. Определение требований к источнику питания

Заключение

Список используемой литературы

Приложение

Введение

Целью данной работы является проектирование формирователя псевдослучайной последовательности 32-разрядного слова.

Граничная частота задается нажатием кнопки (Выбором из ряда: 3,5,7,8,12 кГц). Семисегментные индикаторы показывают значение текущей граничной частоты.

Для выполнения поставленной задачи будет выполнена структурная схема, после чего каждый блок структурной схемы будет разработан отдельно.

Для устройства разработаны требования к источнику питания.

1. Разработка и описание структурной схемы

Структурная схема состоит из: Генератора тактовых импульсов (ГТИ), счетчика-делителя частоты (K), кнопки с устройством антидребезга, счетчика нажатий, блока индикации, преобразователя кода на индикацию, преобразователя кода на счетчик-делитель частоты.

Граничная частота задается нажатием кнопки (Выбором из ряда: 3,5,7,8,12 кГц). Сигнал с выхода устройства антидребезга идет на счетчик. Счетчик нажатий необходим для того, чтобы его выходной код определял дальнейший режим работы и индикацию граничной частоты. Для него существует система сброса при включении схемы. Выходной бинарный код счетчика преобразуется в двоично-десятичный с помощью логических устройств и подается на блок дешифраторов (через ПР2), и счетчик делитель частоты (через ПР1). Блок дешифраторов преобразует код для индикации граничной частоты и подает его на семисегментные индикаторы. Счетчик-делитель позволяет получить на выходе импульсную последовательность, частота которой меньше частоты входного сигнала в определенное количество раз. Генератор берется с той частотой, которая является наименьшим общим кратным для граничных частот. Импульсы с (:K) подаются на блок регистров сдвига вправо, формирующих псевдослучайную последовательность. Блок снабжен особой обратной связью, обеспечивающую работу формирователя, а также системой защиты от запрещенного состояния (000..0), блокирующего работу схемы.

2. Разработка схем отдельных функциональных узлов

2.1 Генератор тактовой частоты

Используется генератор на основе кварцевого резонатора ZQ1 с частотой 840 кГц.

2.2 Ключ с устройством антидребезга

Использован механический ключ. Из-за вибраций контактов каждое замыкание или размыкание цепи сопровождается неопределенным числом импульсов (дребезгом). Для устранения влияния вибрации и формирования одиночного импульса используется асинхронный RS-триггер.

2.3 Схема сброса счетчика при включении питания

Схема реализована на инверторе, на вход которого подается напряжение с конденсатора, заряжаемое напряжением питания через сопротивление. Постоянная времени заряда конденсатора достаточно велика. При включении питания на входе инвертора присутствует низкое напряжение, на выходе, высокий уровень, сбрасывающий счетчик. По мере зарядки конденсатора, напряжение инвертора растет, и после преодоления порогового уровня формирование импульса сброса прекращается.

2.4 Счетчик нажатий

Используется синхронный суммирующий счетчик К555ИЕ10. Так как в схеме необходимо задавать 5 вариантов числа, то используются входы C и L и выходы Q0-Q2.

2.5 Блок индикации

Выходы счетчика Q0…Q3 соединяются с блоком дешифраторв.

Блок дешифраторов состоит из двух дешифраторов КР514ИД2. И служит для преобразования двоичного сигнала счетчика в двоично - десятичный код и тем самым определяет выбор граничной частоты из ряда: 3,5,7,8,12 кГц.

Для индикации цифровых данных в десятичной системе используются индикаторы АЛС324Б с красным цветом свечения.

2.6 Счетчик-делитель частоты

Выполнен с использованием трех синхронных суммирующих счетчиков К555ИЕ9, соединенных особым образом для наращивания разрядности. На входы Dn подается двоично-десятичный код со счетчика нажатий, определяющий модуль счета (коэффициент деления) счетчика.

2.7 Блок регистров

Формирует псевдослучайную последовательность. Для генерации 32-разрядного слова необходимо использовать 4 микросхемы К155ИР13.

Они соединены между собой для наращивания разрядности, схема охвачена особой обратной связью для формирования 32-разрядной псевдослучайной последовательности. Выходные сигналы Q0 и Q1 поступают на логический элемент ИЛИ-НЕ с целью получения "1" в запрещенном состоянии (000..0).

Такое соединение не нарушает правильности работы схемы. Псевдослучайная последовательность может быть снята с любого выхода. В данной работе используется Q31.

3. Требования к источнику питания

Напряжение питания микросхем ТТЛ Uп=5В±5%. Не рекомендуется применять напряжение ниже 4,75В, чтобы не ухудшить эксплуатационные параметры схемы, в том числе и быстродействие. Напряжение питания не должно превышать 5,5В, так как существует опасность пробоя между эмиттерами у многоэмиттерного транзистора на входе ИМС.

Помимо напряжения, источник питания должен обеспечивать необходимый ток нагрузки. Для устройств, выполненных на микросхемах ТТЛ, ток нагрузки определяется типом и числом используемых микросхем. Он является суммой тока потребления всех микросхем.

генератор тактовый микросхема индикатор

Суммарный потребляемый ток

Мощность источника питания

На практике необходимо выбирать источник питания с запасом по мощности в два раза.

Заключение

В результате курсовой работы было спроектировано устройство для формирования псевдослучайной последовательности 32-разрядного слова.

Граничная частота задается нажатием кнопки (Выбором из ряда: 3,5,7,8,12 кГц). Семисегментные индикаторы показывают значение текущей граничной частоты.

Список использованной литературы

1. Шило В. Л. Популярные цифровые микросхемы: Справочник. - М.: Радио и связь, 1987.

2. К.Ф. Гласман. Электроника в кинотехнике. Импульсная и цифровая техника. - Л.: ЛИКИ, 1987.

3. Л.А. Алексеева, М.П. Буль, К.Ф. Гласман, М.Н.Покопцева. Цифровые устройства и микропроцессоры. Методические указания по выполнению лабораторных работ. Спб, СПбГУКиТ, 2002г.

Размещено на Allbest.ru