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



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

 Анекдоты - это почти как рефераты, только короткие и смешные Следующий
- Я так рад с вами, наконец-то, познакомиться! Мне столько о вас рассказывали!
- Ха! Пусть попробуют это доказать!
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