Реферат: Преобразователь семисегментного кода

Реферат: Преобразователь семисегментного кода

РОССИЙСКАЯ ФЕДЕРАЦИЯ

ХАНТЫ-МАНСИЙСКИЙ АВТОНОМНЫЙ ОКРУГ

ДЕПАРТАМЕНТ ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ

––––––––––––––––––––––––

СУРГУТСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

Инженерно-физический факультет

Кафедра Автоматики и компьютерных систем

Пояснительная записка к курсовому проекту

по специальности

Выполнил: студент

211 группы

Пахомов М.В.

Проверил: преподаватель

Запевалов А.В.

Сургут 2004

Содержание

Задание. 3

Введение. 4

1. Структурная схема преобразователя семисегментного кода. 5

2. Функциональная схема преобразователя семисегментного кода. 6

3. Принципиальная схема. 15

4.  Расчет быстродействия и потребляемой мощности. 21

Заключение. 23

Список литературы. 24

Приложение 1: Функциональная схема ПСК……………………………....25

Приложение 2: Принципиальная схема ПСК ..…………………………….26

Задание

Вариант 28

Тема: «Преобразователь семисегментного кода».

1.   Разработать функциональную схему, проанализировать работу при помощи временных диаграмм.

2.   Выбрать типы ИМС, построить принципиальную схему.

3.   Рассчитать временные соотношения и потребляемую мощность.

Исходные данные.

         Для отображения состояния регистров цифрового устройства применяются семисегментные индикаторы, синтезирующие изображения цифр «0» - «9» и букв «A» – «F». Необходимо разработать устройство, выполняющее преобразование двоичного кода в семисегментный, причем включенному сегменту соответствует сигнал лог.1. Начертания символов приведены на рисунке.

Устройство должно быть реализовано на логических элементах.

Основная элементная база ИМС серий ТТЛ и ТТЛШ.

Остальные требования согласовать с руководителем проекта.

Руководитель проекта ________________________________

Исполнитель                ________________________________

Задачей данного курсового проекта является проектирование устройства, выполняющего преобразование двоичного кода в семисегментный. Для успешного решения поставленной задачи необходимо процесс проектирования разделить на стадии, а именно: структурное, функционально-логическое и техническое проектирование.

При структурном проектировании выбираются, конкретизируются принципы построения устройства в целом. Определяется состав, устанавливаются связи взаимодействия между отдельными частями-блоками, формулируются требования к каждому блоку и выполняемым им функциям.

Функционально-логическое проектирование направлено на  поиск и выбор способов реализации функций, возлагаемых на каждый блок. В результате определяются типы, номенклатура функциональных узлов и модулей, входящих в тот или иной блок, то есть функциональный состав блоков, образующих устройство.

Техническое проектирование 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.

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

Структурная схема –  это условное графическое представление, показывающее количество, номенклатуру блоков устройства, взаимосвязи между блоками и с внешними устройствами.

Рис.1 Структурная схема.

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

1.   Входная 4-х значная комбинация – 4-х разрядный двоичный код, поступающий на блок преобразования двоичного кода в семисегментный.

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

3.   Блок индикации – предназначен для отображения состояния регистров цифрового устройства на семисегментном индикаторе.

Функциональная схема содержит сведения о способах реализации устройством заданных функций. По такой схеме можно определить, как осуществляются преобразования и какие для этого необходимы функциональные элементы. Каждый функциональный элемент  содержит лишь те входы и выходы, которые необходимы для его корректной работы. Данная схема разрабатывается на основе структурной схемы для каждого блока, в результате из отдельных функциональных элементов составляется общая функциональная схема объекта.

Полная функциональная схема генератора представлена в приложении 1.

2.1.  Блок преобразования двоичного кода в семисегментный.

Данный блок разрабатывается методом синтеза логических устройств с  несколькими  выходами, то есть на входе логического устройства есть  4-х значная  двоичная  комбинация, а на выходе 7-ми значная комбинация (семисегментный код).

Для визуализации чисел требуются индикаторы, отображающие цифры в привычной для человека форме, чаще всего это цифры десятичной и шестнадцатеричной систем счисления.

Простейшим из светодиодных индикаторов, выполняющих функции отображения выше названных чисел и некоторых других символов является семисегментный индикатор. Имеется семь элементов, расположенных так, как показано на рис. 2.1.1.

Рис. 2.1.1.

Каждый может светиться либо не светиться, в зависимости от значения соответствующей выходной функции, управляющей его свечением. Вызывая свечение элементов в определенных комбинациях, можно получить изображение цифр «0» - «9» и букв «A» – «F» (рис. 2.1.2).

Рис. 2.1.2.

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

Таблица 2.1.1.

Таблица истинности преобразователя семисегментного кода.

Синтез данного преобразователя производится с помощью минимизации каждой выходной функции в отдельности методом карт Карно.

При минимизации методом карт Карно нужно стремиться, чтобы число областей было минимальным, а каждая область содержала возможно большее число клеток. Т.к. синтезируемое устройство является устройством с несколькими выходами, то для получения минимальной схемы необходимо в картах Карно построить минимальное число областей, обеспечиваемых покрытие клеток, содержащих 1 во всех семи картах.

Для упрощения синтеза  и получения минимальной схемы уменьшаем число единиц в картах Карно и, соответственно увеличиваем число «общих» областей. Для этого инвертируем выходные функции в таблице истинности преобразователя семисегментного кода (табл. 2.1.2).

Таблица 2.1.2.

Таблица истинности преобразователя семисегментного кода с инверсными выходами.

Проанализируем работу преобразователя с помощью временных диаграмм, представленных на рис. 2.1.3.

Рис. 2.1.3.

Производим минимизацию каждой выходной функции отдельно методом карт Карно в зависимости от входной комбинации.

Карта Карно для функции :

После выделения областей получим следующую функцию

Карта Карно для функции :

После выделения областей получим следующую функцию

Карта Карно для функции :

После выделения областей получим следующую функцию

Карта Карно для функции :

После выделения областей получим следующую функцию

Страницы: 1, 2