Схемотехника и основы электроники
Принципиальная схема цифрового семисегментного индикатора, с мощностью 215,5 мВт и быстродействием 85 нс. Анализ таблицы истинности для логической функции, реализуемой устройством, минимизация параметра. Расчет быстродействия и потребляемой мощности.
| Рубрика | Коммуникации, связь, цифровые приборы и радиоэлектроника |
| Вид | контрольная работа |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 12.10.2020 |
| Размер файла | 227,1 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Размещено на http://www.allbest.ru/
ГАПОУ ЛО «КиПТ»
Схемотехника и основы электроники
Выполнил студент группы Мдивнишвили И.Б.
Кириши, 2020
1. Построение таблицы истинности для логической функции, реализуемой устройством
схема семисегментный индикатор
|
X4 |
X3 |
X2 |
X1 |
a |
b |
c |
d |
e |
f |
g |
|||
|
1 |
( |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
1 |
1 |
1 |
0 |
|
|
2 |
I |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
1 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|
|
3 |
L |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
1 |
1 |
0 |
|
|
4 |
y |
0 |
0 |
1 |
1 |
0 |
1 |
1 |
1 |
0 |
1 |
1 |
|
|
5 |
A |
0 |
1 |
0 |
0 |
1 |
1 |
1 |
0 |
1 |
1 |
1 |
|
|
6 |
b |
0 |
1 |
0 |
1 |
0 |
0 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
|
|
7 |
o |
0 |
1 |
1 |
0 |
0 |
0 |
1 |
1 |
1 |
0 |
1 |
|
|
8 |
r |
0 |
1 |
1 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
1 |
|
|
9 |
I |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|
|
10 |
S |
1 |
0 |
0 |
1 |
1 |
0 |
1 |
1 |
0 |
1 |
1 |
|
|
11 |
o |
1 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
1 |
1 |
1 |
0 |
1 |
|
|
12 |
U |
1 |
0 |
1 |
1 |
0 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
0 |
|
|
13 |
I |
1 |
1 |
0 |
0 |
0 |
1 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|
|
14 |
c |
1 |
1 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
1 |
1 |
0 |
1 |
|
|
15 |
h |
1 |
1 |
1 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
1 |
1 |
1 |
|
|
16 |
) |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
0 |
0 |
0 |
2. Составление логической функции и ее минимизация
Сектор А
Сектор B
Сектор C
Сектор D
Сектор E
Сектор F
Сектор G
3. Построение принципиальной схемы преобразователя семисегментного индикатора
В пункте 2 по каждому сегменту цифрового индикатора получены следующие логические уравнения:
Эти функции называются тупиковыми, и их можно применить для построения принципиальной схемы устройства.
Проанализируем полученные уравнения, чтобы определить, какие компоненты нам нужно использовать для схемы. Для этого посчитаем, сколько нам потребуется умножителей и сколько должно быть у них входов.
И так, для устройства нам понадобится:
- на 1 этапе - 4 инвертора в одном корпусе;
- на 2 этапе - 11 умножителей с тремя входами, 2 умножителя с четырьмя входами и 12 умножителей на 2 входа;
- на 3 этапе - 3 трёхвходовых сумматора, 4 сумматора с двумя входами и 4 сумматора с четырьмя входами.
Для реализации проекта можно выбрать в справочнике по электронным схемам нужный ряд различных односекционных микросхем, или воспользоваться многосекционными микросхемами одного двух типов, пи этом неиспользуемые выводы объединить с используемыми, заземлить, или подать на них 1 или 0, в зависимости от функционального назначения (у сумматоров - лог. «0», у умножителей - лог. «1»).
Выберем второй вариант и построим схему на двух-, трех-секционных МС.
Принимаем к применению:
1) КР1533ЛН1 - 4-секционный инвертор (D1);
2) КР1533ЛИ6 - 2-секционный 4-входовый умножитель: (D10) - 1 микросхема;
3) КР1533ЛИ3 - 3-секционный 3-входовый умножитель (D2-D9) - 8 микросхем;
4) КР1533ЛЛ3 - 3-секционный 3-входовый сумматор (D13-D15) - 3 микросхемы;
5) КР1533ЛЛ6 - 2-секционный 4-входовый сумматор (D11-D12) - 2 микросхемы;
6) АЛС320Б - одноразрядный семисегментный цифробуквенный индикатор.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Размещено на http://www.allbest.ru/
Принципиальная схема устройства
4 Расчет быстродействия и потребляемой мощности
Расчет потребляемой мощности
В первом приближении Рпотр рассчитывается как сумма максимальных мощностей,
потребляемых микросхемами:
Рпотр - потребляемая мощность;
Рмахi - максимальная потребляемая мощность ИМС i-го типономинала;
ni - количество ИМС i-го номинала;
N - число различных типономиналов ИМС, входящих в схему.
Максимальная потребляемая мощность для каждой ИМС приведена в таблице мощностей
Таблица мощностей ИМС
|
№ |
ИМС |
n |
Рмах1, мВт |
РмахУ, мВт |
|
|
1 |
КР1533ЛН1 |
1 |
12 |
12 |
|
|
2 |
КР1533ЛИ3 |
8 |
12 |
96 |
|
|
3 |
КР1533ЛИ6 |
1 |
8 |
8 |
|
|
4 |
КР1533ЛЛ3 |
3 |
14,5 |
43,5 |
|
|
5 |
КР1533ЛЛ6 |
2 |
8 |
16 |
|
|
6 |
АЛС320Б |
1 |
40 |
40 |
Расчет быстродействия
Быстродействие относится к динамическим характеристикам ИМС и характеризуется временем задержки распространения сигнала. Временная задержка - период времени с момента поступления сигнала на вход ИМС до времени его появления на выходе.
В схемах, содержащих несколько последовательно включенных ИМС, время задержки распространения сигнала определятся суммой задержки распространения по всем микросхемам:
где - суммарная задержка в распространении сигнала через n микросхем от входа первой к выходу последней (n-й);
? средняя задержка распространения сигнала для n-й микросхемы,
где t1.0 ? задержка распространения сигнала при переходе от уровня логической 1 к уровню логического 0,
t0.1 ? задержка распространения сигнала при переходе от уровня логического 0 к уровню логической 1.
Для ИМС со многими функционально неравнозначными входами и несколькими выходами время задержки распространения по различным входам неодинаковы. При разработке схем необходимо использовать цепи, создающие минимальные задержки.
Для оценки быстродействия следует выбрать цепь наибольшей длины и рассчитать её суммарную задержку .
Типы ИМС и их время задержки, составляющие самую длинную цепь в данном проекте, представлены в таблице
Типы ИМС и время задержки
|
№ |
Элемент |
Тип ИМС |
Дtзд, нс |
|
|
1 |
D1 |
КР1533ЛН1 |
12 |
|
|
2 |
D8 |
КР1533ЛИ3 |
18 |
|
|
3 |
D14 |
КР1533ЛЛ3 |
18,5 |
|
|
4 |
D8 |
КР1533ЛИ3 |
18 |
|
|
5 |
D15 |
КР1533ЛЛ3 |
18,5 |
Определим общее время задержки:
Заключение
В результате расчета была разработана принципиальная схема цифрового семисегментного индикатора которая потребляет мощность 215,5 мВт и имеет быстродействие 85 нс.
Список используемой литературы
1. Методические указания «Разработка цифрового индикатора».
2. Логические ИС. КР1533, КР1554. Часть 2. М.: БИНОМ, 1993.
3. Шило В. Л. Популярные цифровые микросхемы. М.: Металлургия, 1988.
4. Николаев Н. М., Филинюк Н. А. Интегральные микросхемы и основы их проектирования.
5. Цифровые и аналоговые интегральные микросхемы: Справочник.
6. Конструирование и технология микросхем.
7. Пухальский Г. И., Новосельцева Т. Я. Проектирование дискретных устройств на интегральных микросхемах.
Размещено на Allbest.ru
Подобные документы
Составление таблицы истинности работы устройства. Минимизация логической функции. Синтез электрической принципиальной схемы, управляющей семисегментным индикатором. Расчёт потребляемой мощности, вероятности безотказной работы и времени наработки на отказ.
курсовая работа [1020,3 K], добавлен 06.01.2014Таблица истинности, функции алгебры логики разрабатываемого цифрового автомата. Функциональная логическая схема устройства. Минимизация функции алгебры логики, представление ее в базисе "И-НЕ". Функциональная схема минимизированных функций Y1 и Y2.
контрольная работа [2,1 M], добавлен 22.10.2012Выполнение синтеза логической схемы цифрового устройства, имеющего 4 входа и 2 выхода. Составление логических уравнений для каждого выхода по таблице истинности. Минимизация функций с помощью карт Карно, выбор оптимального варианта; принципиальная схема.
практическая работа [24,0 K], добавлен 27.01.2010Проектирование цифрового устройства преобразующего входные комбинации двоичного кода в управляющие сигналы семисегментного индикатора с помощью метода карт Карно. Построение прибора в программе "Electronics Workbench 5.12" на элементах "И", "ИЛИ", "НЕ".
курсовая работа [1,1 M], добавлен 21.02.2016Структурная схема цифрового устройства. Проектирование одновибратора на интегральных таймерах. Минимизация логической функции цифрового устройства по методу Квайна и по методу карт Карно. Преобразование двоичного числа. Расчет номиналов сопротивлений.
курсовая работа [319,2 K], добавлен 31.05.2012Выполнение синтеза логической схемы цифрового устройства по заданным условиям его работы в виде таблицы истинности. Получение минимизированных функций СДНФ, СКНФ с использованием карт Карно. Выбор микросхем для технической реализации полученных функций.
контрольная работа [735,9 K], добавлен 10.06.2011Структурная схема вольтметра, расчёт его основных параметров. Схемотехника основных узлов. Функционирование генератора счётных и управляющих импульсов, электронного переключателя. Блок питания. Схема электрическая принципиальная цифрового вольтметра.
курсовая работа [1,0 M], добавлен 07.01.2015Формализация постановка и решение задачи разработки проектируемого устройства. Технические характеристики прибора для индикации уровня жидкости. Расчет и метрологическое обоснование параметров. Структурная и принципиальная схема, описание устройства.
курсовая работа [169,9 K], добавлен 17.09.2014Основные структуры, характеристики и методы контроля интегральных микросхем АЦП. Разработка структурной схемы аналого-цифрового преобразователя. Описание схемы электрической принципиальной. Расчет надежности, быстродействия и потребляемой мощности.
курсовая работа [261,8 K], добавлен 09.02.2012Разработка аппаратных и программных средств для реализации цифрового термометра. Выбор способа измерения температуры. Функциональные возможности преобразователя DS18B20. Возможность использования LCD дисплея без подсветки и семисегментного индикатора.
курсовая работа [2,2 M], добавлен 15.01.2013