Құрылғыны жобалау



Мазмұны
Кіріспе 4
1. Жұмыстың мақсаты 5
2. Техникалық тапсырма 5
4. Құрылғының құрамы 5
5. Құрылғыны жобалау 6
5.1 Шифраторды жобалау 7
5.2 Дешифраторды жобалау 10
5.3 Кодтүрлендіргішті жобалау 14
Қорытынды 18
Пайдаланған әдебиеттер тізімі 19
А Үстемесі 20
Б Үстемесі 21
В Үстемесі 22
Г Үстемесі 23
Д Үстемесі 24
Кіріспе
Цифрлық есептеуіш құрылғылардың математикалық негізі екілік арифметика, яғни
Алгебра логикада келесі қатынастар айқындалған:
Эквиваленттік қатынас: F=A
Логикалық қосу (дизъюнкция): F=A+B (НЕМЕСЕ элементі)
Логикалық көбейту (конъюнкция): F=A*B ( ЖӘНЕ элементі)
Инверсия: (ЕМЕС элементі)
Инверсиялық көбейту (Шеффер функиясы):
Инверсиялық қосу (Пирс функциясы): (НЕМЕСЕ-ЕМЕС элементі)
Аттас таңбалы емес функциясы:
Аттас таңбалы функция:
Шифратор дегеніміз кіріс унитарлық кодты шығыс позициондық кодқа,
Дешифратор дегеніміз ол шифраторға қарама қарсы функциялар атқарады:
Код түрлендіргіш дегеніміз бір колты басқа бір кодқа
Бұл аталған құрылғылардың барлығы комбинациялық логикаға негізделген.
1.Жұмыстың мақсаты
Курстық жоба «Цифрлық техника» пәні бойынша студенттердің алынған
2. Өңдеудің техникалық тапсырмасы
2.1 Технологиялық жабдықтардағы орындаушы механизмдердің диспетчерлік бақылау және
2.2 Басқару объектілер саны: 10.
2.3 Индикация әдісі: 7 сегменттік индикаторды он жүйесіндегі
2.4 Шығыстағы басқару дабылының түрі: «құрғақ» контакт.
2.5 1 - кесте -
3. Кодталған сигнал түрі
№
А В С Д Е
0 0 0 0 0 0
1 1 1 0 0 0
2 1 0 0 0 1
3 0 1 0 0 1
4 0 0 0 1 1
5 1 1 0 1 1
6 1 0 0 1 0
7 0 1 0 1 0
8 0 0 1 1 0
9 1 1 1 1 0
1-кесте Жобаның нұсқасы
4. Құрылғының құрамы
1 - сурет –Құрылғының функционалдық схемасы
A1 – жабдықды жинайтын орын;
A2 – шифратор;
A3 – дешифратор;
A4 – код түрлендіргіші;
A5 – жеті сегментті индикатор;
Y0 … Y9 – орындауыш механизмдермен басқаратын дабылдар;
БП – қоректендіру блогы.
5. Құрылғыны жобалау
5.1 Шифраторды жобалау
Шифраторды жобалау бірнеше кезеңдерден тұрады:
Ақиқат кестесі;
Кестедегі шамаларды пайдаланып, әрбір шығыстарды кірістер арқылы түрлендіре
Алынған формулаларды түрлендіру;
Тексеру.
2 – кесте Кірістердегі және шығыстардағы кодтар
№ Кірістер Шығыстар
Х9 Х8 Х7 Х6 Х5 Х4 Х3 Х2
0 0 0 0 0 0 0 0
1 0 0 0 0 0 0 0
2 0 0 0 0 0 0 0
3 0 0 0 0 0 0 1
4 0 0 0 0 0 1 0
5 0 0 0 0 1 0 0
6 0 0 0 1 0 0 0
7 0 0 1 0 0 0 0
8 0 1 0 0 0 0 0
9 1 0 0 0 0 0 0
Әрбір шығыстың мәндерін кірістер арқылы жазып, олардан формулалар
A=X1+X2+X5+X6+X9;
B=X1+X3+X5+X7+X9;
C=X8+X9;
D=X4+X5+X6+X7+ X8+Х9;
Е= X2+X3+X4+X5.
Бұл анықталған формулаларды «Алгебра логика негіздерінің» негізгі он
Формулаларды Д’Морган ережесі арқылы түрлендіру
A= ;
B= ;
С= ;
D= ;
Е= .
Бұл алынған формулаларды пайдалана отырып, шифраторды жобалаймыз (В
2 – сурет Шифратордағы транзисторлық кілт
Транзисторды келесі шарт бойынша таңдаймыз Uкэ > En
КТ3102Б транзисторды таңдап, өзіне сәкес параметрлерін аламыз:
Uкэн = 0,5 В, Ikmax = 100 m
Uбэ = 0,5 В.
R1 кедергі номиналын (1) формула бойынша есептейміз:
(1)
Ал Iб келесі формула (2) бойынша табамыз:
(2)
Базаның қаныту тогын табу (3) формуласы:
(3)
Берілген мәндерді пайдалана отырып келесі шамаларды аламыз:
.
.
.
Қуатты келесі формуламен есептейміз (4):
.
Е24 қатарынан R1=91кОм кедергісін таңдаймыз: R1=91кОм±5%,
қуаттар қатарынан РR1=2 Вт таңдаймыз.
R3 формуламен есептейміз(5), ал қуатты (6) формуламен есептейміз.
(5)
(6)
Берілген мәндерді пайдалана отырып келесі шамаларды аламыз:
кОм
Е24 қатары бойынша номинал кедергіні R3=10 кОм±5%,
Енді R2 есептеп табамыз. Ол үшін келесі формулаларды
, ал мұндағы А. Бұл шаманы
Ал қуатты келесі формула арқылы табамыз:
Вт=25 mВт.
Е24 қатарынан R2=10 кОм ± 5% - ға
5.2 Дешифратор жобалау
Дешифраторды жобалау бірнеше кезеңдерден тұрады:
Ақиқат кестесі;
Кестедегі шамаларды пайдаланып, әрбір шығыстарды кірістер арқылы түрлендіре
Алынған формулаларды трлендіру;
Тексеру.
3- кесте Кірістердегі және шығыстардағы кодтар
Сан Кірістер Шығыстар
A B C D Е Y9 Y8 Y7
0 0 0 0 0 0 0 0
1 1 1 0 0 0 0 0
2 1 0 0 0 1 0 0
3 0 1 0 0 1 0 0
4 0 0 0 1 1 0 0
5 1 1 0 1 1 0 0
6 1 0 0 1 0 0 0
7 0 1 0 1 0 0 0
8 0 0 1 1 0 0 1
9 1 1 1 1 0 1 0
Әр шығыс кодты кірістегі код арқылы табатын формулаларды
0 - 1 - 2 - 3 -
- - - - - - -
8 - 9 - - - - -
- 7 - 6 - 5 - 4
3- сурет Дешифраторды жобалауға арналған көмекші Карно
1 - 0 - 0 - 0 -
- - - - - - - -
0 - 0 - - - -
- 0 - 0 - 0 - 0
0 - 1 - 0 - 0 -
- - - - - - - -
0 - 0 - - - -
- 0 - 0 - 0 - 0
0 - 0 - 1 - 0 -
- - - - - - - -
0 - 0 - - - -
- 0 - 0 - 0 - 0
0 - 0 - 0 - 1
- - - - - - - 0
0 - 0 - - - -
- 0 - 0 - 0 - 0
0 - 0 - 0 - 0 -
- - - - - - -
0 - 0 - - - -
- 0 - 0 - 0 - 1
0 - 0 - 0 - 0 -
- - - - - - -
0 - 0 - - - -
- 0 - 0 - 1 - 0
А А
0 - 0 - 0 - 0 -
- - - - - - - -
0 - 0 - - -
- 0 - 1 - 0 - 0
0 - 0 - 0 - 0 -
- - - - - - - -
0 - 0 - - - -
- 1 - 0 - 0 - 0
Е
А
0 - 0 - 0 - 0 -
- - - - - - - -
1 - 0 - - - -
- 0 - 0 - 0 - 0
0 - 0 - 0 - 0
- - - - - - - -
0 - 1 - - - -
- 0 - 0 - 0 - 0
Бұл алынған формулаларды пайдаланып, дешифраторды жобалаймыз
(Г үстемесі). Сонымен қатар дешифратордың шығыс сигналындағы транзисторлық
4 – сурет – Дешифратордағы транзисторлық кілт
Iк = 10 мА, Uкіріс = 15 В
Қуатты есептейміз:
Вт.
Е24 қатарынан R1=30 кОм ±5%- ға тең резисторын,
Ал , ал мұндағы
Ом = 0.97 кОм.
Ал қуатты келесі формула арқылы табамыз:
Вт=225 mВт.
Е24 қатарынан R2=1 кОм ± 5% - ға
5.3 Код түрлендіргішті жобалау
Код түрлендіргішті жобалау бірнеше кезеңдерден тұрады:
Ақиқат кестесі;
Карно матрицасы көмегімен минимизациялау;
Алынған формулаларды түрлендіру;
Тексеру.
4-кесте - Кірістердегі және шығыстардағы кодтар
Сан Кірістер Шығыстар
Х4 X3 X2 X1 X0 G F E
0 0 0 0 0 0 0 1
1 1 1 0 0 0 0 0
2 1 0 0 0 1 1 0
3 0 1 0 0 1 1 0
4 0 0 0 1 1 1 1
5 1 1 0 1 1 1 1
6 1 0 0 1 0 1 1
7 0 1 0 1 0 0 0
8 0 0 1 1 0 1 1
9 1 1 1 1 0 1 1
Әр шығыс кодты кірістегі код арқылы табатын формулаларды
0 - 1 - 2 - 3 -
- - - - - - - -
8 - 9 - - - - -
- 7 - 6 - 5 - 4
5-сурет Кодтүрлендіргішті жобалауға арналған көмекші Карно матрицасы.
1 - 0 - 1 -
- - - - - - - -
1 - 1 - - - -
- 1 - 1 - 1 - 0
1 - 1 - 1 - 1 -
- - - - - - - -
1 - 1 - - - -
- 1 - 0 - 0 - 1
1-матрица
1 - 1 - 0 - 1
- - - - - - - -
1 - 1 - - - -
- 1 - 1 - 1 - 1
1 - 0 - 1 -
- - - - - - - -
1 - 1 - - - -
- 0 - 1 - 1 - 0
3-матрица
1 - 0 - 1 - 0
- - - - - - -
1 - 0 - - - -
- 0 - 1 - 0 - 0
1 - 0 - 0 - 0 -
- - - - - - - -
1 - 1 - - - -
- 0 - 1 - 1 -
5-матрица
0 - 0 - 1 -
- - - - - - - -
1 - 1 - - - -
- 0 - 1 - 1 - 1
Е
7-матрица
Бұл келтірілген матрицалар арқылы келесі теңдеулерді аламыз:
1-матрица(A):
2-матрица(B):
3-матрица(C):
4-мартица(D):
5-матрица(E):
6-матрица(F):
7-матрица(G):
Алынған формулаларды пайдалана отырып код түрлендіргішті жобалаймыз (Д
Код түрлендіргіштің шығыс сигналында орналасқан транзисторлық кілтті есептеу.
6-сурет Код түрлендіргіш шығысындағы транзисторлық кілт
Келесі сипаттамалары бар , ,
Вт.
Е24 қатарынан R3=15 кОм ± 5% - ға
Келесі кезекте мына шамаларды табамыз: ,
А, сонда бізге керек R1 мынаған тең:
ал қуатты келесі формула арқылы табамыз:
Вт=25 mВт.
Е24 қатарынан R1=100 кОм ± 5% - ға
Енді R2 есептеп табамыз. Ол үшін келесі формулаларды
, ал мұндағы А. Бұл шаманы
Ал қуатты келесі формула арқылы табамыз:
Вт=25 mВт.
Е24 қатарынан R2=10 кОм ± 5% - ға
Қорытынды
Курстық жобаны дайындағанда келесі цифрлық құрылғыларды жобаланды: шифратор,
Пайдаланған әбедиеттер тізімі
1. Москатов Е.А. Справочник по полупроводниковым приборам. 2-е
2. Алексенко А.Г. Основы микросхемотехники. 2-е. изд. -
3. Аналоговые и цифровые интегральные микросхемы: Справочное пособие
4. Цифровые и аналоговые интегральные микросхемы: Справочник/ под
5. Резисторы: Справочник / В.В. Дубровский, Д.М. Иванов,
6. Электрические конденсаторы и конденсаторные установки / В.П.
7. Диоды: Справочник / О.П. Григорьев, В.Я. Замятин,
8. Транзисторы для аппаратуры широкого применения Справочник /
14
16
9
14
16
16
16
17
Y0
Y1
Y2
Y3
Y4
Y5
Y6
Y7
Y8
Y9
10
5
5
10
A1
A2
A3
A4
A5
БП
БП
БП
A
B
B
C
D
E
B
B
B
A
A
B
C
D
C
D
E
E
A
A
B
B
B
B
C
D
C
D
E
E
B
A
A
B
B
B
C
D
C
D
E
E
B
B
B
B
C
D
C
D
E
B
B
B
B
C
D
C
D
E
E
А
B
B
C
D
E
B
B
A
B
A
B
C
D
C
D
E
E
A
A
B
B
B
B
C
D
C
D
E
E
B
A
A
B
B
B
C
D
C
D
E
E
B
B
C
D






Ұқсас жұмыстар
Автоматты басқару жүйесін жобалау
Конструкциялау әдістері мен принциптері
Өндірістің техникалық дайындығын меңгеру
Желіні күйге келтіру
Кеңістікті жобалау. Көркем конструкциялау
Жаппай өндіріс цехтары
Мобильді қосымшаның архитектурасы
Компьютерлік схемотехниканың арифметикалық негіздері. ЭЕМ құрудың классикалық негіздері жайлы
Желі сипатын бағалау
GPON оптикалық технологияның негізінде Ақсай қаласының желісін жобалау