Курсовая работа на тему: "Проектирование пирамидального дешифратора"
Содержание
Введение 3
1. Разработка схемы устройства дешифратора 5
2. Исследование работы дешифратора 7
2.1 Расчет параметров печатной платы 9
3. Техника безопасности при работе дешифратора 19
Заключение 21
Список литературы 22
Приложение А. Структурная схема 23
Приложение Б. Перечень элементов 24
Приложение Г. Таблица истинности 25
Введение
Радиолокация, автоматика и телемеханика,
спутниковая связь и системы глобального позиционирования, медицина и фотография,
аудиовизуальная
техника и бытовая радиоэлектроника, системы видеонаблюдения и охранные
системы – это области широкого применения разнообразных
цифровых устройств и компьютеров. Это связано с тем, цифровые устройства не требуют
индивидуальных
настроек, что
весьма важно при массовом производстве. Они малогабаритны, надежны, экономичны, многофункциональны. Особое значение имеет автоматизация всех процессов
разработки и производства изделий. Внедрение систем автоматизированного
проектирования схем, печатных плат, конструкций моделей приводит к
значительному сокращению сроков разработки и улучшений характеристик
аппаратуры. Без использования средств автоматизаций, немыслимо современное
производство цифровых устройств.
В
данной курсовой работе прилагается разработка пирамидального дешифратора. Цель данной работы состоит в том, чтобы
научиться проектировать и использовать усовершенствованный дешифратор
пирамидального типа. Таким образом, в течение работы над курсовым проектом
будет рассматриваться и описываться схемы: линейного дешифратора и так же
самого пирамидального дешифратора.
1 Разработка
схемы устройства дешифратора
В данном разделе приведена
структурная схема разрабатываемого устройства (приложение А), описано
назначение и состав каждого блока.
Схема этого дешифратора
состоит только из операций «И». Но на входы этой схемы должен
подаваться только двоичный код числа как в прямом, так и в инверсном виде. На
данной схеме изображено 6 входов и 5 выходов:
X1;
X2;
X3;
X4;
X5;
X6
–
входы.
Y0;
Y1;
Y4;
Y6;
Y7
– выходы.
Так
же можно отметить схемы «&» всего на схеме их представлено 9 штук, из них 4
подключены к основным входам пирамидальной схемы, которые в свою очередь
выполняют основную работу.
Младшие разряды двоичного
числа декодируются левыми схемами «И». А на входы правых схем «И» подаются
сигналы с прямой и инверсной шин старшего разряда и с выходов левых схем «И».
Построение пирамидального дешифратора позволяет экономить логические элементы
входящие в состав схемы.
2 Исследование работы дешифратора
2.1 Расчет параметров печатной платы
Дешифратор -
это комбинационное устройство, преобразующее входной код в сигнал на одной
отдельной выходной линии. Дешифраторы предназначены для преобразования
параллельного двоичного кода в унитарный, т.е. позиционный код, а в следствии
этого пирамидальный дешифратор – это уже многоступенчатый прибор, особенностью
которых является применение во всех ступенях дешифрации двухвходовых элементов
«И» с обязательным подключение выхода элемента i-ой ступени ко входам только
двух элементов (i+1)-ой группы.
Пирамидальные дешифраторы отличаются от
линейных, лишь использованием только двухвходовых
конъюнкторов вне зависимости от разрядности дешифрируемого числа, а коэффициент
разветвления триггеров входного регистра и всех логических элементов
дешифратора также равен двум. Таким образом, пирамидальные дешифраторы свободны
от ограничений, свойственных линейным дешифраторам, но в них используется
большее количество логических элементов. При проектировании цифровых устройств,
первостепенную роль играет не количество
логических элементов в устройстве, а количество требуемых корпусов Информационная
система.
Сам дешифратор применяется почти во всех цифровых
устройствах.
Пример:
Калькулятор, компьютерная мышь, клавиатура, монитор,
телефон, ноутбук и т.д.
Пирамидальные дешифраторы свободны от ограничений, свойственных
линейным дешифраторам, но в них используется большее количество логических
элементов.
Дешифраторы
решают следующие задачи:
преобразование
двоично-десятичного кода в десятичное число;
преобразование
двоично-десятичного кода в семеричный код, необходимый для индикации
десятичного числа.
Дешифраторы
выпускаются в виде отдельных микросхем или используются в составе других
микросхем. В настоящее время десятичные или восьмеричные дешифраторы
используются в основном как составная часть других микросхем, таких как
мультиплексоры, демультиплексоры, Постоянное запоминающее устройство или оперативное запоминающее устройство.
3
Техника безопасности при работе дешифратора
Техника безопасности — система организационных мероприятий,
технических средств и методов, предотвращающих воздействие на работающих
опасных производственных факторов.
В зависимости от
эксплуатационной законченности изделия подразделяют на изделия третьего,
второго и первого порядка.
По метрологическим свойствам
изделия подразделяют на средства измерений и на изделия, не являющиеся
средствами измерений. Изделия, не являющиеся средствами измерения, подразделяют
на изделия, имеющие точностные характеристики, и на изделия, не имеющие
точностных характеристик.
Техника безопасности
распространяются на дешифраторы числовой кодовой автоблокировки, состоящие из
блока счетчиков типа БС-ДА, блока конденсаторов типа БК-ДА и блока исключения
типа БИ-ДА и применяются при проведении
сертификации в системе сертификации, созданной федеральным органом
исполнительной власти в области железнодорожного транспорта. Дешифратор
предназначен для эксплуатации в устройствах кодовой автоблокировки переменного
тока с числовым кодом. Сведения
о нормативных документах представлены в ГОСТ 12997-84.
Для изделий, подвергаемых при эксплуатации
синусоидальным вибрациям низкой частоты (с частотой перехода от 8 до 9 Гц) в
диапазоне от 0,1 до 150 Гц, допускается дополнительно устанавливать требования
по устойчивости и прочности к их воздействию из таблицы ниже
Требования к ударным и вибрационным
воздействиям для обеспечения сейсмостойкости изделия, должны быть установлены в
стандартах и (или) технических условиях на изделия конкретных групп (видов) по
согласованию изготовителя с потребителем.
Изделия, на которые влияет отклонение от
рабочего положения, должны сохранять свои характеристики при отклонении на ±5 °, если иное значение отклонения не установлено в
стандартах и (или) технических технических условиях на изделия конкретных групп
(видов).
Изделия, которые по своему
принципу действия чувствительны к индустриальным радиопомехам, должны сохранять
свои характеристики при воздействии на них индустриальных радиопомех, не
превышающих норм, предусмотренных в «Общесоюзных нормах допускаемых
индустриальных радиопомех»
Стандарт ГОСТ 12.1.019-2017 "Система стандартов
безопасности труда. Электробезопасность. Общие требования и номенклатура видов
защиты"
Заключение
Основной задачей курсовой работы являлась разработка
пирамидального дешифратора. В ходе её выполнения была выполнена следующая
работа.
В разделе Разработка схемы устройства была выполнена
структурная схема пирамидального дешифратора, с расположением основных
компонентов. Описано назначение и взаимосвязь устройств. Также составлена
таблица с перечнем элементов.
При изготовлении пирамидального дешифратора был
выполнен расчёт параметров печатной платы, описание процесса
изготовления пирамидального дешифратора и печатных плат.
Пирамидальные дешифраторы,
так же как прямоугольные, относятся к разряду многоступенчатых дешифраторов, особенностью которых
является применение во всех ступенях дешифрации двухвхо-довых вентилей с
обязательным подключением выхода элемента 1 - й ступени ко входам только двух
элементов (i 1) - й ступени.
Сам пирамидальный дешифратор – это логическая схема,
преобразующая двоичный код в унарный, когда только на одном из всех выходов
появляется активный сигнал.
Дешифраторы применяют для расшифровки адресов ячеек
запоминающих устройств,
высвечивания букв и цифр на мониторах, индикаторах и других устройствах
В разделе Техника безопасности при изготовлении
пирамидального дешифратора, были рассмотрены вопросы работы с оборудованием, с
опасными химическими веществами, обеспечением
вентиляции, соблюдением установленных ГОСТом требований.
Список
литературы
Стандарт ГОСТ
12.1.019-2017
1. Миленина, С. А. Электротехника, электроника и схемотехника: учебник и
практикум для среднего профессионального образования / С. А. Миленина, Н. К.
Миленин; под редакцией Н. К. Миленина. — 2-е изд., перераб. и доп. — Москва:
Издательство Юрайт, 2019. — 406 с.
2. Новожилов,
О. П. Электроника и схемотехника в 2 ч. Часть 1: учебник для среднего
профессионального образования / О. П. Новожилов. — Москва: Издательство Юрайт,
2019. — 382 с.
3. Новожилов,
О. П. Электроника и схемотехника в 2 ч. Часть 2: учебник для среднего
профессионального образования / О. П. Новожилов. — Москва: Издательство Юрайт,
2019. — 421 с.
4. Проектирование
цифровых устройств: учебник / А.В. Кистрин, Б.В. Костров, М.Б. Никифоров, Д.И.
Устюков. — Москва: КУРС: ИНФРА-М, 2019. — 352 с.
5. Гуров, В. В. Микропроцессорные системы: учебник / В.В. Гуров.
— Москва: ИНФРА-М, 2019. — 336 с
6. Кушнер, Д.А. Основы автоматики и микропроцессорной
техники: учебное пособие / Д.А. Кушнер, А.В. Дробов, Ю.Л. Петроченко. - Минск:
РИПО, 2019. - 245 с.
7. Максимов, Н. В. Технические средства информатизации: учебник
/ Н.В. Максимов, Т.Л. Партыка, И.И. Попов. — 4-е изд., перераб. и доп. — М.:
ФОРУМ: ИНФРА-М, 2019. — 608
Приложение А
Структурная схема пирамидального
дешифратора
X2 X1
X6 X5 X4 X3 Y7 Y6 Y4 Y1 Y0 & & & & & & & & &
Приложение Г
Таблица
истинности для структурной схемы пирамидального дешифратора
|
№ |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
y0 |
y1 |
y4 |
y6 |
y7 |
|
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|
2 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
|
3 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
|
4 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
1 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
|
5 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
|
6 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|
7 |
0 |
0 |
0 |
1 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|
8 |
0 |
0 |
0 |
1 |
1 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|
9 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|
10 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|
11 |
0 |
0 |
1 |
0 |
1 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|
12 |
0 |
0 |
1 |
1 |
1 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|
13 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
Приложение
Б.
|
Формат |
Зона |
Поз. |
Обозначение |
Наименование |
Кол. |
Приме- чание |
|
|
|
1 |
X1 |
Входной сигнал |
1 |
|
|
|
|
2 |
X2 |
Входной сигнал |
1 |
|
|
|
|
3 |
X3 |
Входной сигнал |
1 |
|
|
|
|
4 |
X4 |
Входной сигнал |
1 |
|
|
|
|
5 |
X5 |
Входной сигнал |
1 |
|
|
|
|
6 |
X6 |
Входной сигнал |
1 |
|
|
|
|
7 |
Y0 |
Выходной сигнал |
1 |
|
|
|
|
8 |
Y1 |
Выходной сигнал |
1 |
|
|
|
|
9 |
Y4 |
Выходной сигнал |
1 |
|
|
|
|
10 |
Y6 |
Выходной сигнал |
1 |
|
|
|
|
11 |
Y7 |
Выходной сигнал |
1 |
|
|
|
|
12 |
& |
Конъюнкция |
9 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
