Курсовая: Разработка арифметического устройства, выполняющее операцию сложения с накоплением суммы - текст курсовой. Скачать бесплатно.
Банк рефератов, курсовых и дипломных работ. Много и бесплатно. # | Правила оформления работ | Добавить в избранное
 
 
   
Меню Меню Меню Меню Меню
   
Napishem.com Napishem.com Napishem.com

Курсовая

Разработка арифметического устройства, выполняющее операцию сложения с накоплением суммы

Банк рефератов / Радиоэлектроника

Рубрики  Рубрики реферат банка

закрыть
Категория: Курсовая работа
Язык курсовой: Русский
Дата добавления:   
 
Скачать
Microsoft Word, 873 kb, скачать бесплатно
Обойти Антиплагиат
Повысьте уникальность файла до 80-100% здесь.
Промокод referatbank - cкидка 20%!

Узнайте стоимость написания уникальной работы











Курсовая работа


по дисциплине

“Аналоговая и цифровая электроника”


на тему «Разработка арифметического устройства, выполняющее операцию сложения с накоплением суммы»


Содержание


Введение

Задание к курсовой работе

Разработка функциональной электрической схемы и алгоритма работы проектируемого устройства

Выбор серии ИМС

Пояснения к принципиальной электрической схеме

Временные диаграммы

Расчетная часть

Разработка печатной платы

Приложение 1. Схема электрическая функциональная

Приложение 2. Схема электрическая принциапальная

Приложение 3. Перечень элементов

Приложение 4. Схема монтажная

Приложение 5. Плата печатная



Введение


В данной курсовой работе по предмету “Аналоговая и цифровая электроника” представлена разработка цифрового устройства на базе интегральных микросхем малой и средней степени интеграции. Цель работы – изучение и закрепление на практике основ и навыков логического и схемотехнического проектирования цифровых схем.


Задание к курсовой работе


Номер зачетной книжки, остаток от деления его на 150 равен 40, это номер варианта. Он соответствует заданию 1 “Разработать арифметическое устройство, выполняющее операцию сложения с накоплением суммы. Числа в параллельном коде приходят на вход устройства и сопровождаются синхросигналом низкого уровня. Числа представлены в обратном коде с шириной числовых разрядов равной трем. Устройство начинает работу по команде “Старт” и заканчивает работу по команде “Стоп”. Для индикации кода суммы использовать светодиоды. Выходная разрядность суммы равна восьми (шесть числовых и два знаковых разряда). Устройство должно обеспечить индикацию переполнения, если оно имело место во время работы устройства.”

Из таблиц получаем дополнительные данные:

Значение тактовой частоты – 5 МГц

Потребляемый ток – не более 2000 мА

Потребляемая мощность – не более 10 Вт


Разработка функциональной электрической схемы и алгоритма работы проектируемого устройства


Сумматор с накоплением отличается от обычного, который реализует формулу S = A + B, тем, что, получая на входе лишь одно число, прибавляет его к текущему значению суммы. Иными словами, реализует зависимость S = S + A. Очевидно, что для хранения суммы требуется буферный регистр [См. /2/]. Исходя из этого, перечислим состав функциональных узлов устройства (он мало отличается от рекомендованного в задании): старт-стоповое устройство, сумматор, буферный регистр, формирователь сигналов сброса регистра, блок индикации и переполнения. Согласно заданию [См. /1/], числа на входе устройства представлены в дополнительном модифицированном коде, в котором легче всего производить суммирование и контроль переполнения, поэтому дополнительные блоки преобразования кода не нужны. Взаимодействие функциональных узлов устройства показано на функциональной электрической схеме [См. Приложение 1].

Опишем алгоритм работы проектируемого устройства. При включении питания происходит обнуление буферного регистра, которое производит старт-стоповое устройство, как в момент включения, так и впоследствии при подаче команды “Старт”. Устройство готово к работе.

Число с информационных входов попадает на преобразователь обратного кода в дополнительный. Если знаковый разряд числа равен 1, то число является отрицательным и оно преобразуется в доп. код (к числу в обратном коде прибавляется 1), если число положительное, то его не требуется преобразовывать и оно остается таким же.

В процессе работы число из обратного кода преобразуется в дополнительный модифицированный, так как в этом коде легче всего производить операцию сложения.

Далее, при поступлении синхросигнала, число с преобразователя поступает на сумматор и складывается со значением, хранящимся в буферном регистре, после чего результат записывается в него. При подаче команды “Стоп” происходит блокирование синхросигнала и устройство останавливается. Если в результате работы происходит переполнение, это приводит к остановке устройства с индикацией об ошибке.


Выбор серии ИМС


Правильный выбор серии ИМС позволяет получить наиболее простую схемную реализацию устройства, оптимальную стоимость и функционирование.

Для начала остановимся на ТТЛ сериях, которые более подходят для заданной тактовой частоты, в отличие от КМОП. Самой распространенной из ТТЛ является 155-я серия ИМС. Она предоставляет широкий функциональный ряд для разработчика. Попытаемся определить состав и количество ИМС данной серии для проектируемого устройства [См. /3/].

В серии нет восьмиразрядных сумматоров, поэтому будем использовать два четырехразрядных быстродействующих полных сумматора К155ИМ3, соединенных по схеме с последовательным переносом.

Для преобразования обратного кода числа в дополнительный будем использовать дополнительный сумматор, тоже на микросхеме К155ИМ3.

В качестве буферного регистра используем восьмиразрядный синхронный реверсивный регистр сдвига К155ИР13.

Блок переполнения выполним на ЛЭ, реализующем функцию “исключающее ИЛИ” и входящем в состав К155ЛП5.

Старт-стоповое устройство и формирователь сигнала сброса регистра синтезируем на ЛЭ “ИЛИ” и “И-НЕ” микросхем К155ЛЛ1 и К155ЛА3.

В таблице приведены основные параметры указанных ИМС, взятые из /1/ и /3/, позволяющие оценить и обосновать верный выбор серии.



ИМС

Iпот, мА

Tзд.р.ср., нс

Fmax, МГц

Kраз

К155ИМ3

128

60

10

10

К155ИР13

116

35

25

10

К155ЛА3

12

22

10

10

К155ЛЛ1

16

22

10

10

К155ЛП5

50

23

10

10


Вычислим приблизительно потребляемый устройством ток:


I = 3*128 + 116 + 12 + 16 + 50 = 450 мА


Потребляемая устройством мощность приблизительно равна:


P = U*I = 5*0,450 = 2,25 Вт


Как видно, выбранная серия ИМС удовлетворяет условию задания.


Пояснения к принципиальной электрической схеме


[См. Приложение 2]

Запуск и остановка устройства осуществляется псредством входа START. Команде “Старт” соответствует низкий уровень, команде “Стоп” – высокий.

Светодиоду HL1 соответствует старший разряд выходной суммы, HL8 – младший. HL9 своим свечением сигнализирует о переполнении.


Временные диаграммы


Ниже приведены временные диаграммы, которые помогают понять работу некоторых участков схемы. Рабочая частота такова, что временем задержки распространения сигнала можно пренебречь.









Расчетная часть


В схеме присутствует одновибратор для формирования сигнала сброса регистра. Для обнуления последнего, неободимо на инверсный вход R подать напряжнение низкого уровня [См. /3/]. Расчитаем RC-цепочку формирователя для генерации импульса длительностью около 400 нс. Для используемой схемы это легко сделать при помощи формулы tи = -ln(Uпор /(Uпит)). Путем несложных преобразований и действий получаем значения R1 и C1, равные 1кОм и 1 нФ, соответственно, которые и обеспечивают выбранную длительность импульса.

В устройстве используется индикация на основе светодиодов АЛ307. Для их нормального функционирования необходимо обеспечить номинальные значения рабочего тока и напряжения. Для данного вида включения нужно последовательно светодиоду добавить сопротивление, значение которого определяется по следующей формуле: R = (Uпит-Uд.пр.)/Iд.пр. При Uд.пр. = 2В и Iд.пр. = 15 мА, значения R3-R11 равны 200 Ом. Рассеиваемая на них мощность равна P = Uпит * Iд.пр. = 5*15*10-3 = 0,075 Вт, поэтому в схеме будем использовать резисторы МЛТ-0,125.


Разработка печатной платы


В процессе разработки печатной платы (ПП) использовалась система аватоматического проектирования радиоэлектронной аппаратуры P-CAD версии 4.5. Система предоставляет набор инструментальных средств, упрощающих создание УГО и конструктивов элементов, соответствующих требуемым ГОСТам; размещение компонентов на ПП и разводку многослойных ПП. Система позволяет использовать результаты своей работы в технологическом процессе производства ПП с применением фотоплоттеров и сверлильных станков.

Процесс разработки принципиальной электрической схемы и ПП выглядит следующим образом:

  1. создание УГО компонентов схемы в метрической системе с соблюдением ГОСТов на размеры УГО и расположение надписей обозначений и значений;

  2. создание електрической принципиальной схемы, обозначение элементов и цепей;

  3. создание эскиза ПП, расположение на ней фиксированных элементов и цепей;

  4. расстановка компонентов схемы на ПП в ручном или полуавтоматическом режиме;

  5. разведение ПП в полуавтоматическом режиме с последующей ручной корректировкой (при необходимости);

  6. подготовка реультатов работы для вывода на печать.


Список литературы


  1. Андреев А.А., Ивон А.И., Можаровский Л.А., Рыбка Ю.М. Методические указания по выполнению курсовых проектов по дисциплине “Компьютерная электроника”. – Д.: ДДУ, 1997

  2. Угрюмов Е.П. Проектирование элементов и узлов ЭВМ. – М.: Высшая школа, 1987

  3. Богданович М.И. и др. Цифровые интегральные микросхемы. – Мн.: Беларусь, 1991


Приложение 1.

Схема электрическая функциональная




Приложение 2.

Схема электрическая принципиальная




Обозначение на схеме

Наименование

Количество

1

DD1, DD2, DD7

К155ИМ3

3

2

DD3

К155ИР13

1

3

DD4

К155ЛЛ1

1

3

DD5

К155ЛА3

1

4

DD6

К155ЛП5

1

5

C1

КТ 1000 пФ

1

6

C2

К50-6 20мкФ 10В

1

7

R1, R2

МЛТ-0,125 1 кОм

2

8

R3 – R11

МЛТ-0б125 200 Ом

9

9

HL1 – HL9

АЛ307

9


Приложение 3. Перечень элементов




Приложение 4. Печатная плата (общий вид)




Приложение 5.

Печатная плата (сторона компонентов)




Технологический процесс.


  1. Плату печатную изготовлять комбинированным позитивным методом.

  2. Печатная плата должна соответствовать ГОСТ 23751-86.

  3. Плата 3 класса точности.

  4. Шаг координатной сетки 2,5мм.

  5. Покрытие - сплав Розе ТУ 6-09-4065-75.


Отверстия


УГО



Диаметр


0,8 мм

2,5 мм

Кол-во

59

4

Металлизация

Да

Нет


Монтажная плата.

  1. Установку элементов производить в соответствии с
    ОСТ 4.010.030-81

  2. Паять припоем ПОС61 ГОСТ 21931-76



1Авиация и космонавтика
2Архитектура и строительство
3Астрономия
 
4Безопасность жизнедеятельности
5Биология
 
6Военная кафедра, гражданская оборона
 
7География, экономическая география
8Геология и геодезия
9Государственное регулирование и налоги
 
10Естествознание
 
11Журналистика
 
12Законодательство и право
13Адвокатура
14Административное право
15Арбитражное процессуальное право
16Банковское право
17Государство и право
18Гражданское право и процесс
19Жилищное право
20Законодательство зарубежных стран
21Земельное право
22Конституционное право
23Конституционное право зарубежных стран
24Международное право
25Муниципальное право
26Налоговое право
27Римское право
28Семейное право
29Таможенное право
30Трудовое право
31Уголовное право и процесс
32Финансовое право
33Хозяйственное право
34Экологическое право
35Юриспруденция
36Иностранные языки
37Информатика, информационные технологии
38Базы данных
39Компьютерные сети
40Программирование
41Искусство и культура
42Краеведение
43Культурология
44Музыка
45История
46Биографии
47Историческая личность
 
48Литература
 
49Маркетинг и реклама
50Математика
51Медицина и здоровье
52Менеджмент
53Антикризисное управление
54Делопроизводство и документооборот
55Логистика
 
56Педагогика
57Политология
58Правоохранительные органы
59Криминалистика и криминология
60Прочее
61Психология
62Юридическая психология
 
63Радиоэлектроника
64Религия
 
65Сельское хозяйство и землепользование
66Социология
67Страхование
 
68Технологии
69Материаловедение
70Машиностроение
71Металлургия
72Транспорт
73Туризм
 
74Физика
75Физкультура и спорт
76Философия
 
77Химия
 
78Экология, охрана природы
79Экономика и финансы
80Анализ хозяйственной деятельности
81Банковское дело и кредитование
82Биржевое дело
83Бухгалтерский учет и аудит
84История экономических учений
85Международные отношения
86Предпринимательство, бизнес, микроэкономика
87Финансы
88Ценные бумаги и фондовый рынок
89Экономика предприятия
90Экономико-математическое моделирование
91Экономическая теория

 Анекдоты - это почти как рефераты, только короткие и смешные Следующий
- Короче, он достал меня будить в 6 утра.
- Опять "мама, пошли поиграем"?
- Ага... Я его тут решила воспитать. Встала в 3 часа в туалет. Бужу его. Вставай, говорю, играть пошли.
- А он что?
- Что, что, блин... До 5 утра играли в трансформеров.
Anekdot.ru

Узнайте стоимость курсовой, диплома, реферата на заказ.

Обратите внимание, курсовая по радиоэлектронике "Разработка арифметического устройства, выполняющее операцию сложения с накоплением суммы", также как и все другие рефераты, курсовые, дипломные и другие работы вы можете скачать бесплатно.

Смотрите также:


Банк рефератов - РефератБанк.ру
© РефератБанк, 2002 - 2017
Рейтинг@Mail.ru