Курсова робота
по дисципліні
"Аналогова та цифрова електроніка"
на тему В«Розробка арифметичного пристрою, що виконує операцію складання з накопиченням суми В»
Зміст
Введення
Завдання до курсової роботи
Розробка функціональної електричної схеми та алгоритму роботи проектованого пристрою
Вибір серії ІМС
Пояснення до принципової електричної схемою
Тимчасові діаграми
Розрахункова частина
Розробка друкованої плати
Додаток 1. Схема електрична функціональна
Додаток 2. Схема електрична прінціапальная
Додаток 3. Перелік елементів
Додаток 4. Схема монтажна
Додаток 5. Плата друкована
Введення
У цій роботі по предмету "Аналогова та цифрова електроніка" представлена ​​розробка цифрового пристрої на базі інтегральних мікросхем малої і середньої ступені інтеграції. Мета роботи - вивчення і закріплення на практиці основ і навичок логічного та схемотехнічного проектування цифрових схем.
Завдання до курсовій роботі
Номер залікової книжки, залишок від ділення його на 150 дорівнює 40, це номер варіанта. Він відповідає завданням 1 "Розробити арифметичне пристрій, що виконує операцію складання з накопиченням суми. Числа в паралельному коді приходять на вхід пристрою і супроводжуються синхросигналом низького рівня. Числа представлені у зворотному коді з шириною числових розрядів рівної трьох. Пристрій починає роботу по команді "Старт" і закінчує роботу по команді "Стоп". Для індикації коду суми використовувати світлодіоди. Вихідна розрядність суми дорівнює восьми (шість числових і два знакових розряду). Пристрій повинен забезпечити індикацію переповнення, якщо воно мало місце під час роботи пристрою. "
З таблиць отримуємо додаткові дані:
Значення тактової частоти - 5 МГц
Споживаний струм - не більше 2000 мА
Споживана потужність - не більше 10 Вт
Розробка функціональної електричної схеми та алгоритму роботи проектованого пристрою
Суматор з накопиченням відрізняється від звичайного, який реалізує формулу S = A + B, тим, що, отримуючи на вході лише одне число, додає його до поточного значення суми. Іншими словами, реалізує залежність S = S + A. Очевидно, що для зберігання суми потрібно буферний регістр [Див /2 /]. Виходячи з цього, перерахуємо склад функціональних вузлів пристрою (Він мало відрізняється від рекомендованого в завданні): старт-стопового пристрій, суматор, буферний регістр, формувач сигналів скидання регістра, блок індикації та переповнення. Згідно з завданням [Див /1 /], числа на вході пристрою представлені в додатковому модифікованому коді, в якому найлегше виробляти підсумовування і контроль переповнення, тому додаткові блоки перетворення коду не потрібні. Взаємодія функціональних вузлів пристрою показано на функціональної електричної схемою [Див Додаток 1]. p> Опишемо алгоритм роботи проектованого пристрою. При включенні харчування відбувається обнулення буферного регістра, яке виробляє старт-стопового пристрій, як у момент включення, так і згодом при подачі команди "Старт". Пристрій готовий до роботи. p> Число з інформаційних входів потрапляє на перетворювач зворотного коду в додатковий. Якщо знаковий розряд числа дорівнює 1, то число є від'ємним і воно перетвориться в доп. код (до числа у зворотному коді додається 1), якщо число позитивне, то його не потрібно перетворювати і воно залишається таким же.
У процесі роботи число з зворотного коду перетвориться в додатковий модифікований, так як в цьому коді легше всього проводити операцію складання.
Далі, при надходженні синхросигналу, число з перетворювача надходить на суматор і складається зі значенням, що зберігається в буферному регістрі, після чого результат записується в нього. При подачі команди "Стоп" відбувається блокування синхросигналу і пристрій зупиняється. Якщо в результаті роботи відбувається переповнювання, це призводить до зупинки пристрої з індикацією про помилку.
Вибір серії ІМС
Правильний вибір серії ІМС дозволяє отримати найбільш просту схемну реалізацію пристрою, оптимальну вартість і функціонування.
Для початку зупинимося на ТТЛ серіях, які більш підходять для заданої тактовою частоти, на відміну від КМОП. Найпоширенішою з ТТЛ є 155-я серія ІМС. Вона надає широкий функціональний ряд для розробника. Спробуємо визначити склад і кількість ІМС даної серії для проектованого пристрою [Див /3 /]. p> У серії немає восьмирозрядних суматорів, тому будемо використовувати два четирехразрядних швидкодіючих повних суматора К155ІМ3, з'єднаних за схемою з послідовним переносом.
Для перетворення зворотного коду числа в додатковий будемо використовувати дода...
