Реферат: Преобразователь семисегментного кода

РОССИЙСКАЯ ФЕДЕРАЦИЯ

ХАНТЫ-МАНСИЙСКИЙ АВТОНОМНЫЙОКРУГ

ДЕПАРТАМЕНТ ОБРАЗОВАНИЯ ИНАУКИ

––––––––––––––––––––––––

СУРГУТСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙУНИВЕРСИТЕТ

Инженерно-физическийфакультет

Кафедра Автоматики икомпьютерных систем

Пояснительная записка ккурсовому проекту

по специальности

Выполнил:студент

211группы

Пахомов М.В.

Проверил: преподаватель

Запевалов А.В.

Сургут 2004<span Times New Roman",«serif»;mso-fareast-font-family: «Times New Roman»;mso-ansi-language:RU;mso-fareast-language:RU;mso-bidi-language: AR-SA">
Содержание

 TOC o «1-1» h z u Задание.PAGEREF _Toc72603043 h 3

Введение.PAGEREF _Toc72603044 h 4

1. Структурная схемапреобразователя семисегментного кода.PAGEREF _Toc72603045 h 5

2. Функциональная схемапреобразователя семисегментного кода.PAGEREF _Toc72603046 h 6

3. Принципиальная схема. PAGEREF _Toc72603047 h 15

4.  Расчет быстродействия и потребляемоймощности.PAGEREF _Toc72603048 h 21

Заключение.PAGEREF _Toc72603049 h 23

Список литературы.PAGEREF _Toc72603056 h 24

Приложение 1: Функциональная схемаПСК……………………………....25

Приложение 2: Принципиальная схемаПСК ..…………………………….26

<span Times New Roman",«serif»; mso-fareast-font-family:«Times New Roman»;color:windowtext;mso-ansi-language: RU;mso-fareast-language:RU;mso-bidi-language:AR-SA;mso-no-proof:yes;text-decoration: none;text-underline:none">

Задание

Вариант 28

Тема:«Преобразователь семисегментного кода».

1. <span Times New Roman""> 

Разработать функциональнуюсхему, проанализировать работу при помощи временных диаграмм.

2. <span Times New Roman""> 

Выбрать типы ИМС, построитьпринципиальную схему.

3. <span Times New Roman""> 

Рассчитать временныесоотношения и потребляемую мощность.

Исходныеданные.

<img src="/cache/referats/19375/image002.jpg" v:shapes="_x0000_s1026">
         Для отображения состояния регистровцифрового устройства применяются семисегментные индикаторы, синтезирующиеизображения цифр «0» — «9» и букв «A» – «F». Необходимо разработать устройство,выполняющее преобразование двоичного кода в семисегментный, причем включенномусегменту соответствует сигнал лог.1. Начертания символов приведены на рисунке.

Устройстводолжно быть реализовано на логических элементах.

Основнаяэлементная база ИМС серий ТТЛ и ТТЛШ.

Остальныетребования согласовать с руководителем проекта.

Руководительпроекта ________________________________

Исполнитель               ________________________________

<span Times New Roman",«serif»;mso-fareast-font-family: «Times New Roman»;mso-ansi-language:RU;mso-fareast-language:RU;mso-bidi-language: AR-SA">
Введение.

Задачейданного курсового проекта является проектирование устройства, выполняющегопреобразование двоичного кода в семисегментный. Для успешного решенияпоставленной задачи необходимо процесс проектирования разделить на стадии, аименно: структурное, функционально-логическое и техническое проектирование.

Приструктурном проектировании выбираются, конкретизируются принципы построенияустройства в целом. Определяется состав, устанавливаются связи взаимодействиямежду отдельными частями-блоками, формулируются требования к каждому блоку ивыполняемым им функциям.

Функционально-логическоепроектирование направлено на  поиск ивыбор способов реализации функций, возлагаемых на каждый блок. В результатеопределяются типы, номенклатура функциональных узлов и модулей, входящих в тотили иной блок, то есть функциональный состав блоков, образующих устройство.

Техническоепроектирование представляет собой дальнейшую детализацию проектных решений:выбираются типы физических элементов, на которых будет реализовано устройство,то есть элементная база; конкретизируются типономиналы элементов и модулей;проводятся расчеты на обеспечение заданных технических требований.

Преобразовательсемисегментного кода в основном находит свое применение в цифровых устройствах,в частности для отображения индикаторами состояния регистров.

<span Times New Roman",«serif»;mso-fareast-font-family: «Times New Roman»;mso-ansi-language:RU;mso-fareast-language:RU;mso-bidi-language: AR-SA">
1. Структурная схема преобразователя семисегментного кода.

Структурнаясхема –  это условное графическоепредставление, показывающее количество, номенклатуру блоков устройства,взаимосвязи между блоками и с внешними устройствами.

<img src="/cache/referats/19375/image003.gif" v:shapes="_x0000_s1182 _x0000_s1181">

Блок преобразо-вания двоично-го кода в семи-сегментный

Блок индикации

Входная 4-х значная комбинация

<img src="/cache/referats/19375/image004.gif" v:shapes="_x0000_s1156 _x0000_s1027 _x0000_s1028 _x0000_s1029 _x0000_s1030 _x0000_s1031">


Рис.1 Структурная схема.

Структурнаясхема преобразователя семисегментного кода может быть представлена (Рис.1):

1.<span Times New Roman"">    

Входная 4-х значнаякомбинация – 4-х разрядный двоичный код, поступающий на блок преобразованиядвоичного кода в семисегментный.

2.<span Times New Roman"">    

Блок преобразованиядвоичного кода в семисегментный – блок, состоящий из простых логическихэлементов, который предназначен для преобразования входной информации,представленной в виде двоичного кода, в семисегментный код.

3.<span Times New Roman"">    

Блок индикации –предназначен для отображения состояния регистров цифрового устройства насемисегментном индикаторе.<span Times New Roman",«serif»;mso-fareast-font-family: «Times New Roman»;mso-ansi-language:RU;mso-fareast-language:RU;mso-bidi-language: AR-SA">
2. Функциональная схема преобразователя семисегментного кода.

 

Функциональнаясхема содержит сведения о способах реализации устройством заданных функций. Потакой схеме можно определить, как осуществляются преобразования и какие дляэтого необходимы функциональные элементы. Каждый функциональный элемент  содержит лишь те входы и выходы, которыенеобходимы для его корректной работы. Данная схема разрабатывается на основеструктурной схемы для каждого блока, в результате из отдельных функциональныхэлементов составляется общая функциональная схема объекта.

Полнаяфункциональная схема генератора представлена в приложении 1.

2.1.  Блок преобразования двоичного кода всемисегментный.

Данный блокразрабатывается методом синтеза логических устройств с  несколькими выходами, то есть на входе логического устройства есть  4-х значная двоичная  комбинация, а на выходе7-ми значная комбинация (семисегментный код).

Длявизуализации чисел требуются индикаторы, отображающие цифры в привычной длячеловека форме, чаще всего это цифры десятичной и шестнадцатеричной системсчисления.

Простейшимиз светодиодных индикаторов, выполняющих функции отображения выше названныхчисел и некоторых других символов является семисегментный индикатор. Имеетсясемь элементов, расположенных так, как показано на рис. 2.1.1.

<img src="/cache/referats/19375/image006.jpg" align=«left» hspace=«12» v:shapes="_x0000_s1048">

Рис. 2.1.1.

<img src="/cache/referats/19375/image007.jpg" v:shapes="_x0000_s1049">
Каждыйможет светиться либо не светиться, в зависимости от значения соответствующей выходнойфункции, управляющей его свечением. Вызывая свечение элементов в определенныхкомбинациях, можно получить изображение цифр «0» — «9» и букв «A» – «F» (рис.2.1.2).

Рис. 2.1.2.

Припостроении таблицы истинности преобразователя семисегментного кода (табл. 2.1.1)были приняты следующие условия: включенному элементу  соответствует сигнал лог.1.

Таблица 2.1.1.

Таблица истинностипреобразователя семисегментного кода.

Отображаемыецифры и буквы

Входная комбинация (двоичный код)

Выходная комбинация (семисегментный код)

X3

X2

X1

X0

g

f

e

d

c

b

a

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

2

1

1

1

1

1

1

3

1

1

1

1

1

1

1

4

1

1

1

1

1

5

1

1

1

1

1

1

1

6

1

1

1

1

1

1

1

1

7

1

1

1

1

1

1

8

1

1

1

1

1

1

1

1

9

1

1

1

1

1

1

1

1

A

1

1

1

1

1

1

1

1

B

1

1

1

1

1

1

1

1

C

1

1

1

1

1

1

D

1

1

1

1

1

1

1

1

F

1

1

1

1

1

1

1

1

G

1

1

1

1

1

1

1

1

       

Синтезданного преобразователя производится с помощью минимизации каждой выходнойфункции в отдельности методом карт Карно.

Приминимизации методом карт Карно нужно стремиться, чтобы число областей быломинимальным, а каждая область содержала возможно большее число клеток. Т.к.синтезируемое устройство является устройством с несколькими выходами, то дляполучения минимальной схемы необходимо в картах Карно построить минимальноечисло областей, обеспечиваемых покрытие клеток, содержащих 1 во всех семи картах.

Дляупрощения синтеза  и полученияминимальной схемы уменьшаем число единиц в картах Карно и, соответственноувеличиваем число «общих» областей. Для этого инвертируем выходные функции втаблице истинности преобразователя семисегментного кода (табл. 2.1.2).

<span Times New Roman",«serif»; mso-fareast-font-family:«Times New Roman»;mso-ansi-language:RU;mso-fareast-language: RU;mso-bidi-language:AR-SA">

Таблица 2.1.2.

Таблица истинностипреобразователя семисегментного кода с инверсными выходами.

Отображаемыецифры и буквы

Входная комбинация (двоичный код)

Выходная комбинация (семисегментный код)

X3

X2

X1

X0

<img src="/cache/referats/19375/image009.gif" v:shapes="_x0000_i1025">

<img src="/cache/referats/19375/image011.gif" v:shapes="_x0000_i1026">

<img src="/cache/referats/19375/image013.gif" v:shapes="_x0000_i1027">

<img src="/cache/referats/19375/image015.gif" v:shapes="_x0000_i1028">

<img src="/cache/referats/19375/image017.gif" v:shapes="_x0000_i1029">

<img src="/cache/referats/19375/image019.gif" v:shapes="_x0000_i1030">

<img src="/cache/referats/19375/image021.gif" v:shapes="_x0000_i1031">

1

1

1

1

1

1

1

1

2

1

1

1

3

1

1

1

1

4

1

1

1

1

5

1

1

1

1

6

1

1

1

7

1

1

1

1

1

1

1

8

1

9

1

1

1

A

1

1

1

B

1

1

1

1

1

C

1

1

1

1

1

D

1

1

1

1

1

F

1

1

1

1

1

G

1

1

1

1

1

1

1

Проанализируемработу преобразователя с помощью временных диаграмм, представленных на рис.2.1.3.

<img src="/cache/referats/19375/image023.gif" v:shapes="_x0000_s1175">


Рис. 2.1.3.

<span Times New Roman",«serif»; mso-fareast-font-family:«Times New Roman»;mso-ansi-language:RU;mso-fareast-language: RU;mso-bidi-language:AR-SA;mso-no-proof:yes">

Производимминимизацию каждой выходной функции отдельно методом карт Карно в зависимостиот входной комбинации.

КартаКарно для функции <img src="/cache/referats/19375/image025.gif" v:shapes="_x0000_i1032">

<img src="/cache/referats/19375/image026.gif" v:shapes="_x0000_s1047 _x0000_s1038 _x0000_s1039 _x0000_s1040 _x0000_s1041 _x0000_s1042 _x0000_s1044">X1                 X1

X0

 

  

X0

1

1

X3

X3

X3

1

1

            X2           X2           X2

Послевыделения областей получим следующую функцию <img src="/cache/referats/19375/image028.gif" v:shapes="_x0000_i1033">

КартаКарно для функции <img src="/cache/referats/19375/image030.gif" v:shapes="_x0000_i1034">

<img src="/cache/referats/19375/image026.gif" v:shapes="_x0000_s1092 _x0000_s1093 _x0000_s1094 _x0000_s1095 _x0000_s1096 _x0000_s1097 _x0000_s1098">X1                 X1

X0

 

  

X0

1

1

1

X3

X3

X3

1

1

            X2           X2           X2

Послевыделения областей получим следующую функцию <img src="/cache/referats/19375/image032.gif" v:shapes="_x0000_i1035">

<span Times New Roman",«serif»; mso-fareast-font-family:«Times New Roman»;mso-ansi-language:RU;mso-fareast-language: RU;mso-bidi-language:AR-SA">

КартаКарно для функции <img src="/cache/referats/19375/image034.gif" v:shapes="_x0000_i1036">

<img src="/cache/referats/19375/image026.gif" v:shapes="_x0000_s1099 _x0000_s1100 _x0000_s1101 _x0000_s1102 _x0000_s1103 _x0000_s1104 _x0000_s1105">X1                 X1

X0

 

  

X0

1

1

1

1

X3

X3

X3

1

1

            X2           X2           X2

Послевыделения областей получим следующую функцию <img src="/cache/referats/19375/image036.gif" v:shapes="_x0000_i1037">

КартаКарно для функции <img src="/cache/referats/19375/image038.gif" v:shapes="_x0000_i1038">

<img src="/cache/referats/19375/image026.gif" v:shapes="_x0000_s1106 _x0000_s1107 _x0000_s1108 _x0000_s1109 _x0000_s1110 _x0000_s1111 _x0000_s1112">X1                 X1

X0

 

  

X0

1

1

X3

X3

X3

1

1

1

            X2           X2           X2

Послевыделения областей получим следующую функцию <img src="/cache/referats/19375/image040.gif" v:shapes="_x0000_i1039">

<span Times New Roman",«serif»; mso-fareast-font-family:«Times New Roman»;mso-ansi-language:RU;mso-fareast-language: RU;mso-bidi-language:AR-SA">

КартаКарно для функции <img src="/cache/referats/19375/image042.gif" v:shapes="_x0000_i1040">

<img src="/cache/referats/19375/image026.gif" v:shapes="_x0000_s1113 _x0000_s1114 _x0000_s1115 _x0000_s1116 _x0000_s1117 _x0000_s1118 _x0000_s1119">X1                 X1

X0

 

  

X0

X3

X3

X3

1

1

1

1

            X2           X2           X2

Послевыделения областей получим следующую функцию <img src="/cache/referats/19375/image044.gif" v:shapes="_x0000_i1041">

КартаКарно для функции <img src="/cache/referats/19375/image046.gif" v:shapes="_x0000_i1042">

<img src="/cache/referats/19375/image026.gif" v:shapes="_x0000_s1120 _x0000_s1121 _x0000_s1122 _x0000_s1123 _x0000_s1124 _x0000_s1125 _x0000_s1126">X1                 X1

X0

 

  

X0

X3

X3

X3

1

1

1

1

1

            X2           X2           X2

Послевыделения областей получим следующую функцию <img src="/cache/referats/19375/image048.gif" v:shapes="_x0000_i1043">

<span Times New Roman",«serif»; mso-fareast-font-family:«Times New Roman»;mso-ansi-language:RU;mso-fareast-language: RU;mso-bidi-language:AR-SA">

КартаКарно для функции <img src="/cache/referats/19375/image050.gif" v:shapes="_x0000_i1044">

<img src="/cache/referats/19375/image026.gif" v:shapes="_x0000_s1127 _x0000_s1128 _x0000_s1129 _x0000_s1130 _x0000_s1131 _x0000_s1132 _x0000_s1133">X1                 X1

X0

 

  

X0

X3

X3

X3

1

1

1

            X2           X2           X2

Послевыделения областей получим следующую функцию <img src="/cache/referats/19375/image052.gif" v:shapes="_x0000_i1045">

Послереализации всех функций можно проследить какие логические элементы участвуют вреализации блока преобразования

еще рефераты
Еще работы по радиоэлектронике