Вступ В даний час у зв'язку з бурхливим розвитком науки і техніки широке застосування одержали електронні пристрої. Науково-технічний процес в певній мірі пов'язаний з впровадженням інтегральних мікросхем в універсальні обчислювальні комплекси; периферійні пристрої; пристрої реєстрації і передачі інформації; автоматизовані системи управління; пристрої для наукових дослідів; механізації і інженерної праці. Застосування інтегрованих мікросхем дозволяє удосконалювати і створити нові методи проектування, конструювання і конструювання радіоелектронної апаратури різноманітного призначення, підвищити їх технічні і експлуатаційні характеристики, традиційно виконаних на механічних принципах дії. Комп’ютерна схемотехніка – це технічний напрямок, зв’язаний із розробкою, відлагоджуванням, обслуговуванням цифрових комп’ютерних, комп’ютеризованих, та інтегрованих систем. Метою даної курсової роботи являється закріплення основних теоретичних і практичних положень дисципліни «Комп’ютерна схемотехніка» і одержання навички в проектуванні цифрових пристроїв обчислювальної техніки, тобто, за вхідними та розрахунковими даними, які необхідні для побудови пристрою , розробити цифрову схему даного пристрою та на її основі відповідну друковану плату. 1. ПОСТАНОВКА ЗАВДАННЯ Структурна схема пристрою для додавання паралельних кодів і формування ЧМ сигналу наведана на рис 1.1 Вихідні дані : частота дискретизації АЦП – 8 кГц, розрядність АЦП – 12, максимальна частота вихідного ЧМ сигналу – 125 Гц. Паралельний код г=========T==========¬ 1 – генератор, ¦ ¦ . . . ¦ 2 – ключ, ---¦ ---+----------+¬ 3 – реверсивний лі- ---¦------+CD 3 ¦ --T--¬ чильник, …¦¦ - +R +--+R¦ +-¬ 4 – лічильник. ----¦ ¦ L-----------------+S¦ ¦ ¦ ¦ +------------------- L-+--- ¦ ¦ ¦ --------------------------- --------¬ ¦ ¦ ¦ ---¬ ---------------¬ ¦ 1 +----- L-+2 ¦ ¦ 4 ¦ ЧМ сигнал ¦ +-+------+ +-+ С +--------- L-------- L--- L--------------- Рисунок 1.1 – структурна схема пристрою Генератор 1 з’єднаний з RS-тригером (синхронізація), входом декрементування реверсивного лічильника 3 та одним з входів ключа 2. Вихід генератора також формує імпульси нижньої частини за рахунок поділювача (див. Схему електричну принципову). Вихід запозичення реверсивного лічильника 3 встановлює на RS-тригері низьку вихідну напругу, яка в свою чергу через ключ 2 не пропускає імпульси високої частоти на лічильник 4. Схема працює наступним чином. Генератор 1 неперервно формує імпульсну послідовність високої та низької частоти, при чому низькочастотні імпульси відкривають реверсивний лічильник 3 для запису в нього паралельного коду. Після чого реверсивний лічильник починає відраховувати в зворотному порядку число, що надійшло. При досягненні «0» останній подає активний рівень на вхід R тригера RS, чим зумовлює закриття ключа 2, який в свою чергу не пропускає високочастотні імпульси на лічильник 4. Інкрементування останнього поновлюється з надходженням нового імпульсу низької частоти на вхід паралельного запису лічильника 3. Таким чином, на виході схеми отримуємо частотно модульований сигнал, формування якого залежить від коду, що надходить паралельно в схему. В залежності від значення, яке несе код, швидше або пізніше буде формуватися переповнення у лічильнику 4.
2. РОЗРАХУНОК ПАРАМЕТРІВ ТА РОЗРОБКА ПРИНЦИПОВОЇ ЕЛЕКТРИЧНОЇ СХЕМИ ПРИСТРОЮ Принципова електрична схема пристрою для додавання паралельних і формування ЧМ сигналу наведена в додатку А. Згідно із вихідними даними до завдання на курсовий проект, генератор повинен формувати імпульс з такою частотою, щоб дані, що заносяться у вигляді паралельного коду, були повністю декреминтовані реверсивним лічильником. Для визначення частоти генератора слід врахувати, що реверсивний лічильник повинен зводитися до «0» максимально можливе 12-розрядне число. Підставивши значення отримаємо:
Генератор 1 тактових імпульсів можна реалізувати на інверторах DD1.1, DD1.2, DD1.3 (мікросхема К555ЛН2) із кварцовим резонансом ZQ та резисторами R1, R2 у зворотному зв’язку рис 2.1. Оскільки MAX+plus не дозволяє реалізувати генератор таким способом, я позначу вхід GENERATOR, на якій подамо імпульс потрібної частоти. Згідно з вихідними даними, частота генератора становить:
Рисунок 2.1 – Побудова генератора Найбільш доцільним для поділу частоти генератора в 4096 разів є використання 3-ох мікросхем чотири розрядного асинхронного лічильника К55ИЕ10 (DD2, DD3, DD4) рис 2.2. Перенос біту з виходу з виходу ТС забезпечує можливість поділу частоти на будь-яке ціле число.
Рисунок 2.2 – Асинхронний лічильник Формування ЧМ сигналу максимальної частоти 125 Гц відбувається за рахунок 5 з’єднаних відповідним чином тих самих лічильників (DD11, DD12, DD13, DD14, DD15). Оскільки MAX+plus дозволяє реалізовувати цифрові пристрої, як графічно, так і програмно мовою AHDL, то в додатку В. RS- тригер можна вибрати К555ТВ15, так як його синхровхід орієнтується на фронт тактових імпульсів (DD5). Графічна схема реалізації в MAX+plus представлена у додатку В В якості інверторів, які необхідні для забезпечення подачі низького рівня на деякі входи мікросхем, можна використати два набори логічних елементів «НЕ» ЛН1 (DD1, DD9). У MAX+plus я використаю інвертор NOT. Непоганим рішенням питання декрементування двійкових тетрад може стати використання трьох універсальних лічильників ИЕ7 (DD6, DD7, DD8) рис 2.3, з’єднаних так, що кожен лічильник з нижчим рангом «запозичує» біти в лічильника з вищим рангом.
Рисунок 2.3 – Асинхронний лічильник Використаний в схемі ключ (DD 10) – це один з набору елемент «І» ВИСНОВКИ В результаті курсового проектування мною був розроблений пристрій для додавання паралельних кодів і формування ЧМ сигналу. Для достовірності правильної роботи пристрою було наведено часові діаграми роботи. Принципова схема була розроблена в середовищі MAX+plus ІІ, що являється одним з напрямків розвитку автоматизованого проектування. ПЕРЕЛІК ВИКОРИСТАНИХ ДЖЕРЕЛ Мальцев П.П. и др. Цифровые интегральные микросхемы. : Справочник. М. 1994. Эйдукас Д.Ю. и др. Измерение параметров цифровых интегральных микросхем. – 1982. Цифровые интегральные микросхемы. – Справочник – 1994. Мельничук С.І Автоматизоване проектування ПЛІС та друкованих плат 2006. http://uk.wikipedia.org/
