Расчет устройства записи, хранения и передачи чисел
Курсовой проект - Компьютеры, программирование
Другие курсовые по предмету Компьютеры, программирование
Введение
.Развитие дискретной электроники и широкое применение ее изделий в промышленном производстве, в устройствах управления самыми разнообразными объектами и процессами, является в настоящее время одним из основных направлений научно - технического прогресса. Использование дискретной электроники позволяет обеспечить любой технологический процесс с высокой точностью упростить его управление и повысить производительность. Интегральные схемы позволяют создавать современные сложные электронные устройства, обеспечивают приемлемые для практики их габариты и массу, гарантируют их высокую надежность. Современные цифровые интегральные схемы - сложные изделия, реализующие функции целых блоков и узлов вычислительных устройств. Именно этим и обусловлено появление совершенно нового направления в электронике - создание микропроцессоров. Расширение сферы применения электронных устройств - одна из особенностей научно - технического прогресса на современном этапе. Анализ задания и выбор принципов (методов) для проектирования
заданного устройства. В задании сказано, что необходимо разработать устройство записи, хранения и передачи чисел, которое должно по команде пользователя, на выход передать те числа, для которых значение первой цифры совпадает со значением, введенным пользователем. При анализе задания выяснилось, что его можно решить следующим образом:
Ввод чисел в устройство можно произвести с помощью шифраторов, зашифровав десятичный код числа в двоичную систему счисления. Далее все числа будут записываться, и храниться в RAM памяти. Сравнение чисел можно осуществить с помощью специальных микросхем, компараторов. Передача чисел будет осуществляться через регистры.
. Разработка алгоритма выполнения операций, необходимых для обработки информации. В целом алгоритм работы делится на два этапа: 1. Ввод чисел - на этом этапе при помощи клавиатуры числа вводятся в оперативное запоминающее устройство (RAM). 2. Второй этап - обработка чисел хранящихся в RAM. На данной фазе работы устройство будет производить чтение, сравнение и передачу ( в случае необходимости) чисел. Алгоритм ввода чисел выполняется следующим образом: С клавиатуры числа подаются на шифратор, где из одинарного кода они преобразуются в двоично-десятичный код и записываются в RAM. Алгоритм обработки чисел предполагает чтение чисел из RAM, сравнение старшего разряда числа с числом введенным пользователем и при их равенстве передать 8-ми битное двоично-десятичное число на выход.
Для удобства, числа вводимые пользователем для хранения и обработки обозначим буквой Х, а число вводимое для сравнения обозначим буквой Y.
Z-счетчик. При старте Z=0. Старт Ввод Х _ + Кодирование числа X Запись в RAM; K++ K=16 _ +
K=0 К=0 Ввод Y _ + Кодирование числа Y Запись Y в регистр Чтение Х из RAM K=16 K++ + _ X=Y _ + Вывод X
. Разработка структурной схемы устройства.
Структурная схема данного устройства представляет собой 6 блоков: 1. Блок ввода чисел - здесь числа принимаются с клавиатуры путём нажатия одной из 10 кнопок. 2. Блок преобразования - введённые числа преобразуются из одинарного кода в двоично-десятичный код. 3. Буфер 1 - хранит число для сравнения. 4. Оперативное запоминающее устройство (RAM) - блок хранения введенных чисел. 5. Блок сравнения (БC) - осуществляет сравнение чисел, и передачу в случае необходимости. 6. Буфер 2- хранит 2-х разрядное число для передачи, и старший разряд числа для блока сравнения.
Рис.2 Блок схема устройства
. Выбор элементной базы, необходимой для разработки принципиальной схемы. Элементная база выбрана исходя из требований в экономии количества корпусов быстродействия и надежности. В данном устройстве применены МС, в основном, из серии ТТЛ. Данная серия обладает достоинствами в виде быстродействия надёжности широкой номенклатуры. Но присутствуют недостатки в виде высокого энергопотребления. В данной серии есть почти все необходимые микросхемы, при отсутствии которых пришлось бы составлять комбинационные схемы.
1.Шифратор К155ИВ1.
Рис.3 Микросхема шифратор К155ИВ1.
Микросхема ИВ1 - приоритетный шифратор (рис. 2), принимающий напряжение низкого уровня на один из восьми параллельных адресных входов 0 - 7 . На выходах 1,2,4 появляется двоичный код пропорциональный номеру входа, оказавшегося активным. Приоритет в том случае, если несколько входов получили активные уровни. Высший приоритет у входа 7. Микросхема имеет девятый, разрешающий вход E. Он позволяет сделать все входы 0 - 7 неактивными по отношению к сигнальным уровням. Для этого на вход Е следует подать напряжение запрета высокого уровня. Таким способом можно отключить выходы шифратора и сменить входную информацию. Шифратор имеет два дополнительных выхода G (групповой сигнал) и P (разрешение от выхода). На выходе G появится напряжение низкого уровня, если хотя бы на одном из трех сигнальных выходов 1,2,4 присутствует напряжение низкого уровня. По-другому, низкий уровень на выходе G отображает наличие низкого уровня на одном из выходов. На выходе P появится напряжение низкого уровня, если на всех входах - высокие уровни. Используя совместно выход Р и вход Е, можно строить приоритетные многоразрядные шифраторы. Потребляемый микросхемой К155ИВ1 ток 60mA, время задержки распространения сигнала от входа 0 - 7 до выхода 1,2,4 не более 19нс, от входа 0 - 7 до выхода G не более 30нс.
2. Дешифратор К155ИД3
Рис.4 Микросхема дешифратор К155ИД3
Микро?/p>