Проектирование цифрового устройства

В настоящее время в нашей жизни появляется все больше и больше цифровых устройств, которые выполняют достаточно широкий ряд функций.

Эти устройства - калькуляторы, программаторы, различные счетчики сигналов, осциллографы, термометры, измерительные приборы, системы управления и т.д.

Почему же они занимают такое место в нашей жизни? Это не случайно, у данных устройств ряд преимуществ по сравнению с аналоговыми устройствами:

1. высокий КПД;

2. повышенная надежность;

. простота проектирования схем;

. схемы практически не требуют настройки, и после сборки сразу начинают работать;

. возможность контроля точности устройства;

. системы просты в ремонте;

. широкий спектр возможностей решения одной и той же задачи;

. малые потребляемые токи;

. схемы строятся на однотипных элементах;

. компактность;

. представление сигнала в виде последовательности нулей и единиц, т.е. сигнал либо есть, либо его нет и не приходится говорить о его уровне;

. высокое быстродействие.

Наряду с перечисленными преимуществами существует и некоторые недостатки:

1. параметры схем сильно чувствительны к изменению температуры;

2. системы не работают при повышенной радиации.

Внедрение микропроцессорной, и вообще цифровой, техники в устройства управления промышленными объектами требует от специалистов самого различного профиля быстрого освоения этой области знания. В процессе разработки функциональных схем цифровых устройств отчетливо выделяются два характерных этапа. На первом этапе, который можно назвать структурным проектированием, заданный неформально алгоритм разработчик представляет в виде последовательности некоторых операторов, таких, как получение результата, счет, преобразование кода, передача информации. При этом он старается использовать ограниченный набор общепринятых операторов. При использовании этих операторов, как правило, алгоритм можно представить довольно небольшим их числом. Структура алгоритма становится обозримой, понятной, легко читаемой и однозначной. На основе полученной структуры алгоритма формулируются технические требования к схемам, реализующим отдельные операторы. По техническим требованиям в качестве функциональных узлов схемы можно применить либо готовые блоки в интегральном исполнении, либо, если таких микросхем в наличии нет, синтезировать их из более простых элементов. Подобный синтез первоначально производится при помощи алгебры логики, после чего по полученным функциям строится эквивалентная схема. Однако, как правило, синтезированные схемы хуже их аналогов в интегральном исполнении. К этому приводят следующие обстоятельства: большее время задержки, большие габариты, большее потребление энергии. Поэтому результативного проектирования цифровых устройств разработчик должен уметь: выбрать наиболее приемлемый вариант решения поставленной задачи, работать с алгеброй логики, знать основные цифровые элементы и уметь их применять, по возможности знать наиболее простые и распространенные алгоритмы решения основных задач. Знание наиболее распространенных инженерных приемов в проектировании устройств позволит в будущем сразу воспользоваться готовой схемой, не занимаясь бесполезной работой. Необходимо заметить, что реализация схемы гораздо сложнее, чем простое решение задачи в алгебре логики и наборе полученной функции из логических элементов. В действительности даже, казалось бы, самые простые элементы, необходимо включать по определенной схеме, знать назначения всех выводов. Необходимо знать, чем различаются элементы в пределах серии. Понимание внутренней логики микросхемы особенно важно именно для специалистов по автоматике и промышленной электронике, поскольку цифровые микросхемы изначально создавались для выполнения строго определенных функций в составе ЭВМ. В условиях автоматики и радиотехники они часто выполняют функции, не запланированные в свое время их разработчиками, и грамотное использование микросхем в этих случаях прямо зависит от понимания логики их работы. Хорошее знание тонкостей функционирования схем узлов становится жизненно необходимым при поиске неисправностей, когда нужно определить, имеется ли неисправность в данном узле или же на его вход поступают комбинации сигналов, на которые схема узла не рассчитана. Составление тестов, а тем более разработка само проверяемых схем также требуют очень хороших знаний принципов работы узлов.

Целью данной курсовой работы является:

1. закрепление основных теоретических положений дисциплины «Цифровая схемотехника»;

2. приобретение практических навыков проектирования цифровых устройств и узлов;

. приобретение навыков применения систем автоматического проектирования и ЭВМ при решении задач разработки цифровых узлов и устройств.

В мы будем проектировать цифровое устройство для измерения длительности пауз между положительными импульсами, поступающими на вход устройства. Полученные данные будут выводиться на семисегментный знаковый индикатор типа АЛС 324Б или аналогичный ему. Также эти данные будут выдаваться во внешнее устройство обработки.

    Еще статьи по теме

    Проектирование участка внутризоновой сети связи
    В предложенном курсовом проекте необходимо разработать участок взаимоувязанной сети связи РФ с применением систем плезиохронной цифровой иерархии PDH на многомодовом волокне и синхронной цифровой иерархии SDH на одномодов ...

    Проектирование радиоприемника
    Радиотехнические системы применяется во многих сферах современной человеческой жизни. Несмотря на не продолжительную историю радиосвязи, жизнь современного человека без средств радиосвязи не представляется возможной. Рад ...

    Главное меню

    © 2018 / www.techsolid.ru