Автор работы: Пользователь скрыл имя, 03 Декабря 2013 в 00:54, курсовая работа
Элементную базу цифровых устройств (ЦУ) составляют интегральные схемы (ИС). Со времени их изобретения (1959 г. США) ИС постоянно совершенствуются и усложняются. Характеристикой сложности ИС является уровень интеграции, оцениваемый либо числом базовых логических элементов, либо числом транзисторов, которые могут быть реализованы на кристалле.
ВВЕДЕНИЕ 3
1 АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР 4
1.1 Двоично-десятичные коды 4
1.2 Триггеры 7
1.3 Счетчики 16
1.4 Генераторы кодов 21
2 КОНКРЕТИЗАЦИЯ ТЕХНИЧЕСКОГО ЗАДАНИЯ 23
3 ВЫБОР И ОПИСАНИЕ РАБОТЫ ЭЛЕМЕНТНОЙ БАЗЫ 25
4 СИНТЕЗ СТРУКТУРНОЙ СХЕМЫ 27
4.1 Синтез счетчика 27
4.2 Синтез преобразователя кодов 32
5 АНАЛИЗ СТРУКТУРНОЙ СХЕМЫ 37
6 РАЗРАБОТКА ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СХЕМЫ И ОПИСАНИЕ ЕЁ РАБОТЫ 40
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 43
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 44
Базовый ЛЭ 1533 содержит три основных каскада: входной, выполненный на транзисторах VT1.1, VT1.2, VT2 диодах VD1.1 VD1.2 и резисторах R1 и R2; фазораздельный, включающий транзисторы VT3, VT5, диоды VD2.1 VD2.2 и резисторы R4 - R6; выходной усилитель состоящий из транзисторов VT4, VT6, VT7 и резисторов R7 и R8.
Сравнение
электрической схемы ЛЭ 1533 с 555 показывает,
что изменена входная часть ЛЭ.
На входе использован транзистор
p - n - p -типа и введены дополнительно
транзистор и резистор. Такое схемотехническое
решение позволило повысить помехоустойчивость
схемы путём увеличения порога переключения,
нагрузочную способность в
Рисунок 3.1 – электрической схемы ЛЭ 1533[8]
При низком напряжении на входе на базе транзистора VT2 поддерживается низкое напряжение, которого недостаточно для его отпирания. Транзисторы VT2, VT3 и VT7 закрыты. Высокое напряжение на входе транзистора VT4 открывает его, а также транзистор VT6. На выходе схемы устанавливается напряжение высокого уровня.
При высоком напряжении на входе схемы эмиттерный переход транзистора VT1.1 закрыт, и ток через резистор R1 поступает на базу транзистора VT2, который отпирается и соответственно открываются VT3 и VT7. Транзисторы VT4 и VT6 закрыты, и на выходе устанавливается напряжение низкого уровня.
С помощью использования сложного выходного каскада на транзисторах VT4, VT6 и VT7 и диодах VD2.1 и VD2.2 в ЛЭ достигается увеличение быстродействия из - за быстрого заряда емкостей на входе схемы. Сложный входной каскад обеспечивает малые времена фронта выходного сигнала .Транзисторы VT2 и VT3 увеличивают порог переключения схемы и повышают её помехоустойчивость. Повышению помехоустойчивости способствует и корректирующая цепочка, выполненная на транзисторе VT5 и резисторах R5, R6 аналогично ЛЭ 555.
Все транзисторы
схемы, кроме VT1.1, VT1.2 и VT6, являются транзисторами
Шотки. Транзистор VT6 не работает в режиме
насыщения, поэтому использовать вместо
него транзистор Шотки не имеет смысла.
Применение диодов и транзисторов Шотки
позволяет значительно
Принципиально генератор кодов состоит из счетчика и двух преобразователей кодов (для верхнего и нижнего разрядов соответственно). Считаю целесообразным рассматривать синтез счетчика и преобразователей кодов отдельно.
Т.к. генератор должен работать в непрерывном режиме, то выберем счетчик с коэффициентом счета . В этом случае 12 комбинаций выходного кода будут соответствовать требуемой последовательности чисел («режим генерации»).
В качестве кода счетчика используется код 5-3-2-1. Синтез будем производить по методу карт Карно.
N |
Qt3 |
Qt2 |
Qt1 |
Qt0 |
Q3t+1 |
Q2t+1 |
Q1t+1 |
Q0t+1 |
|||||||
|
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
▲ | |||
1 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
▲ |
▼ | |||
2 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
1 |
1 |
0 |
0 |
1 |
▲ | |||
3 |
0 |
0 |
1 |
1 |
0 |
1 |
0 |
1 |
0 |
▲ |
▼ |
1 | |||
4 |
0 |
1 |
0 |
1 |
0 |
1 |
1 |
0 |
0 |
1 |
▲ |
▼ | |||
5 |
0 |
1 |
1 |
0 |
0 |
1 |
1 |
1 |
0 |
1 |
1 |
▲ | |||
6 |
0 |
1 |
1 |
1 |
1 |
0 |
1 |
0 |
▲ |
▼ |
1 |
▼ | |||
7 |
1 |
0 |
1 |
0 |
1 |
0 |
1 |
1 |
1 |
0 |
1 |
▲ | |||
8 |
1 |
0 |
1 |
1 |
1 |
1 |
0 |
1 |
1 |
▲ |
▼ |
1 | |||
9 |
1 |
1 |
0 |
1 |
1 |
1 |
1 |
0 |
1 |
1 |
▲ |
▼ | |||
10 |
1 |
1 |
1 |
0 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
▲ | |||
11 |
1 |
1 |
1 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
▼ |
▼ |
▼ |
▼ |
Таблица 4.1.2 – Карты Карно для функции переходов ,, ,
|
|
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
Таблица 4.1.3 – Словарь переходов RS-триггера
S |
R | |
0 |
0 |
Х |
1 |
Х |
0 |
▲ |
1 |
0 |
▼ |
0 |
1 |
Карты Карно для входов R3, R2, R1, R0, S3, S2, S1, S0 и функции входов после минимизации и преобразованиям по теореме Де Моргана соответственно.
R3
|
| ||||||||||||||||||||||||||
R2
|
| ||||||||||||||||||||||||||
R1
|
| ||||||||||||||||||||||||||
R0 |
| ||||||||||||||||||||||||||
|
S3
|
| ||||||||||||||||||||||||||
S2
|
| ||||||||||||||||||||||||||
S1
|
| ||||||||||||||||||||||||||
S0
|
|
По полученным
функциям, составим структурную схему
счетчика. Схема приведена на рисунке
4.1.1.
Рисунок
4.1.1 - Структурная схема счетчика
Синтез
структурной схемы
Таблица 4.2.1 таблица соответствия состояний входов и выходов преобразователя
Выходы счетчика |
верхний разряд |
нижний разряд | |||||||||||
Q3 |
Q2 |
Q1 |
Q0 |
Y13 |
Y12 |
Y11 |
Y10 |
Z1 |
Y03 |
Y02 |
Y01 |
Y00 | |
|
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
1 |
1 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
1 |
0 |
1 |
1 |
1 |
0 |
1 |
1 |
2 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
1 |
1 |
0 |
1 |
0 |
1 |
1 |
1 |
3 |
0 |
0 |
1 |
1 |
0 |
0 |
1 |
0 |
1 |
1 |
0 |
1 |
1 |
4 |
0 |
1 |
0 |
1 |
0 |
1 |
1 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
1 |
5 |
0 |
1 |
1 |
0 |
0 |
0 |
1 |
1 |
1 |
1 |
0 |
1 |
1 |
6 |
0 |
1 |
1 |
1 |
0 |
1 |
0 |
1 |
1 |
1 |
0 |
1 |
1 |
7 |
1 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
1 |
0 |
1 |
8 |
1 |
0 |
1 |
1 |
x |
x |
x |
x |
0 |
0 |
1 |
1 |
0 |
9 |
1 |
1 |
0 |
1 |
x |
x |
x |
x |
0 |
0 |
1 |
1 |
1 |
10 |
1 |
1 |
1 |
0 |
x |
x |
x |
x |
0 |
1 |
0 |
1 |
0 |
11 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
0 |
1 |
1 |
1 |
1 |
0 |
1 |