Разработка принципиальной схемы автомата

3.2.   Разработка принципиальной схемы автомата.

В КМОП – серии, логических элементов И не выпускают, да и целесообразно наиболее полно использовать элементы одной микросхемы, так как увеличение числа корпусов микросхем ведёт к увеличению потребляемой мощности всей схемы и стоимости. Поэтому логическое выражение (31) преобразуем с помощью теоремы Де Моргана:

    (32.)   

В связи с необходимостью применения элемента 3И-НЕ, в схеме сброса счётчиков, и в целях уменьшения количества корпусов микросхем и как следствие уменьшения энергопотребления, целесообразно использовать такие же элементы (3И-НЕ) в схеме ФЛУ+ЦА. Поэтому функцию (32) реализуема на 3-х элементах 3-И-НЕ и двух инверторах. Функциональная схема приведена на рисунке 7.

Рисунок 7.Схема цифрового автомата

3.3.   Определение мощности и тока, потребляемых цифровым автоматом.

Мощность потребления микросхемы DD3 (К561ЛА9) равна 20мВт на каждый логический элемент. Учтём потребление мощности инверторов применённых в ФЛУ и выполненных на микросхеме DD2 (К561ЛА9).

    (33.)   

4.    Разработка двоично-десятичного счетчика.

4.1.   Обоснование и выбор типа интегральной микросхемы двоично-десятичного счетчика.

В интегральном исполнении выпускаются асинхронные и синхронные импульсные счетчики. По способу кодирования внутренних состояний указанные счетчики делятся на двоичные, двоично-десятичные (декадные) и др. Кроме того, следует различать суммирующие (U_P – counter), вычитающие (Down–counter) и реверсивные (U_p – down – counter) счетчики.

Для решения поставленной задачи целесообразно использовать синхронные двоично-десятичные счетчики в интегральном исполнении. Возможен выбор реверсивного, хотя для простого счета предметов достаточным является использование суммирующего. Общим недостатком асинхронных импульсных счетчиков является последовательное срабатывание триггеров, а значит, большое время реакции на поступивший входной сигнал. Переключение триггеров в синхронных счетчиках происходит одновременно в течении времени задержки распространения. Последнее обстоятельство исключает появление помех (сигналов малой длительности и нестандартной амплитуды) особенно на выходе дешифраторов, фиксирующих достижение счетчиком определенного состояния.

Для счёта предметов в нашем случае и для согласования корпусов микросхем по входам, выделим из КМОП – серии реверсивный программируемый счётчик 561ИЕ14. На рисунке 8 приведено УГО микросхем К564ИЕ14.

 Рисунок 8. УГО микросхем К564ИЕ14

D₀, D₁, D₂, D₃ – информационные входы; Q₀, Q₁, Q₂, Q₃ – выходы; L – вход записи информации, установленной на входах D₀, D₁, D₂, D₃ путем подачи высокого уровня напряжения; Р₀ – разрешение счета при низком уровне сигнала; С – тактовый (счетный) вход; U – при высоком уровне суммирующий режим, при низком уровне напряжения вычитающий режим работы; ML – высокий уровень сигнала на входе определяет счет в двоичном формате, при низком счет ведется в двоично-десятичном формате; Р₄ – выход конца счета (переполнение).

4.2.   Проектирование счетчика предметов на заданное число.

На рисунке 9 показана схема соединения трех микросхем в быстрый синхронный 12-разрядный счетчик до максимального десятичного числа 999.

Рисунок 9. Схема соединения трех микросхем

На вход Р₀ (вывод 5) микросхемы DD1 подается низкий уровень, постоянно разрешая счет. Декада DD1 является младшей (единиц), декада DD3 - старшей (сотен). По входу 1 происходит счёт импульсов с выхода ЦА. Сигналом высокого уровня по входу 2 счетчик сбрасывается - ”обнуляется”. так как на все информационные входы D0, D1, D2, D3 поданы “нули”. Низкий уровень на входе ML определяет счёт в десятичной форме, Высокий уровень на входе U задаёт суммирующий режим.

4.3.   Разработка дешифратора конца счета.

Программа сортировки предметов должна подать сигнал при достижении в контейнере предметов в количестве 789 шт. Разработаем дешифратора для окончания счёта. Счёт ведётся в десятичной форме, составим таблицу истинности для выходов счётчика представленного на рисунке 9:

Таблица 7.Таблица истинности дешифратора конца счёта

Функция дешифратора конца счёта имеет вид:

    (34.)   

Реализуем эту функцию на 9-ти входовом элементе КМОП – серии 9И-НЕ. Функциональная схема конца дешифратора счета примет вид:

Рисунок 10. Схема дешифратора конца счёта

Похожие работы

Проблемы выбора системы электронного документооборота на предприятии

Скачать

144824

1

0

... все названные критерии. Причем данным набором дело не ограничивается, поскольку наука и практика не стоит на месте, появляются новые реалии и обстоятельства. 2.2.Проблема выбора система электронного документооборота на предприятиях малого и среднего бизнеса Основными российскими тенденциями начала третьего тысячелетия стал безбумажный технологический бум во всех сферах человеческой ...

Электронные деньги

Скачать

82569

1

1

... устойчивыми банками; ·  использовать надежный механизм защиты информации, основанный на проверенных криптографических стандартах; ·  оставаться дешевой для Internet-торговцев и покупателей. 7. Банки и электронные деньги Политика содержания отделений, с их большими расходами и низкой рентабельностью, обязательно окажется под угрозой там, где еще не оказалась. Небольшой американский Mark ...

Основные понятия информатики

Скачать

142378

5

0

... . Поэтому так легко путешествовать по Всемирной паутине (WWW — Worl Wide Web), переходя с сайта на сайт по гиперссылкам. Для отображения в «плоском* тексте смысловых связей между основными разделами или понятиями можно использовать гипертекст. Гипертекст позволяет структурировать документ путем выделения в нем слов-ссылок (гиперссылок). При активизации гиперссылки (например, с помощью щелчка мышью ...

Свойства информации. Единицы измерения количества информации

Скачать

225314

2

0

... раза. В силу специфичности информации схемы определения количества информа­ции, связанные с ее содержательной стороной, оказы­ваются не универсальными. Универсальным оказывается алфавитный подход к измерению количества информации. В этом подходе сообщение, представленное в какой-либо знаковой системе, рассматривается как совокупность сообще­ний о том, что заданная позиция в последовательнос­ти ...