Теория автоматов Двоичный вычитающий счетчик (32 разряда)

Курсовой проект содержит 2 листа чертежей формата А1 (принципиальная схема устройства и временные диаграммы его работы), пояснительную записку на 60 листов формата А4, включая 26 иллюстраций, 30 таблиц, 18 литературных источников, в том числе 9 на иностранном языке, 2 приложения.

СЧЕТЧИК, ДВОИЧНЫЙ СЧЕТЧИК, СЧЕТЧИК С ПРЕДУСТАНОВКОЙ, СИНХРОННЫЙ СЧЕТЧИК, ВЫЧИТАЮЩИЙ СЧЕТЧИК, ГРУППОВОЙ ПЕРЕНОС, РЕГИСТР, ТРИГГЕР, ДЕМУЛЬТИПЛЕКСОР, РАЗРЯДНОСТЬ, АДРЕСАЦИЯ, ВВОД, VHDL-МОДЕЛЬ, ПРЕДУСТАНОВОЧНЫЕ ВХОДЫ.

Объектом разработки является 32-разрядный синхронный двоичный вычитающий счетчик.

Цель работы заключается в проектировании данного счетчика, обеспечении возможности его предустановки, ввода информации через 8-контактный разъем, разработки принципиальной схемы устройства и расчете функционально-значимых параметров проектируемого устройства.

При проектировании устройства основное внимание отводилось трем критериям: энергопотреблению, быстродействию и доступности на рынке.

Данное устройство разработано для подсчета импульсов, количество которых определяется числом, загруженным в него через 8-контактный разъем. После подсчета числа импульсов формируется сигнал переноса, который начинает счет заново. В дальнейшем возможно использование данного сигнала для формирования определенного события, а также для наращивания разрядности счетчика.

1. Введение................................................................................................. 2

   1.1 Счетчики. Основные понятия.......................................................... 2

   1.2 Классификация счетчиков................................................................ 3

   1.3 Двоичные счетчики.......................................................................... 4

   1.4 Асинхронные (последовательные) счетчики................................... 5

   1.5 Синхронные счетчики...................................................................... 7

   1.6 Счетчики с групповой структурой.................................................. 8

   1.7 Вычитающие и реверсивные счетчики............................................ 8

   1.8 Синхронные двоичные счетчики..................................................... 9

   1.9 Каскадирование двоичных счетчиков............................................. 11

   1.10 Счетчик с предварительной установкой....................................... 14

   1.11 Система обозначений интегральных микросхем.......................... 16

   1.12 Интегральные схемы синхронных двоичных счетчиков.............. 18

2. Основная часть....................................................................................... 23

   2.1 Разработка функциональной схемы устройства............................. 23

   2.2 Алгоритм работы устройства.......................................................... 26

   2.3 Разработка VHDL – модели устройства......................................... 27

   2.4 Разработка принципиальной схемы проектируемого устройства и   выбор элементной базы............................................................................... 27

         2.4.1 Обзор существующей элементной базы................................. 27

                  2.4.1.1 Интегральные схемы ТТЛ серий................................ 31

                  2.4.1.2 Интегральные схемы КМОП серий............................ 34

         2.4.2 Выбор элементной базы......................................................... 35

         2.4.3 Блок DMX................................................................................ 36

         2.4.4 Блок регистров........................................................................ 37

         2.4.5 Вычитающий счетчик.............................................................. 37

         2.4.6 Схема управления................................................................... 45

   2.5 Методы снижения импульсных помех в питающих цепях............. 48

   2.6 Расчет временных параметров устройства..................................... 51

   2.7 Расчет потребляемой мощности устройства................................... 55

Заключение................................................................................................. 58

Список литературы.................................................................................... 59

1.         Угрюмов Е. П. Цифровая схемотехника: учеб. пособие для вузов – 2-е изд., перераб. и доп. / Угрюмов Е. П. – СПб: БХВ-Петербург, 2005 – с. 194-201.

2.         Угрюмов Е. П. Проектирование элементов и узлов ЭВМ: Учеб. Пособие для спец. ЭВМ вузов. – М.: Высш. шк., 1987. – 318 с.: ил.

3.         Пухальский Г. И., Новосельцева Т. Я. Цифровый устройства: Учеб. пособие для втузов. / Пухальский Г. И., Новосельцева Т. Я. – СПб.: Политехника 1996. – 885 с.: ил.

4.         Титце У., Шенк К. Полупроводниковая схемотехника: Пер. с нем. под ред. А. Г. Алексенко, 512 с. ил. 24 см, М. Мир 1983

5.         Москатов Е. А. Электронная техника. – Таганрог, 2004. – 121 с.

6.         Мукосеев В.В., Сидоров И.Н. Маркировка и обозначение радиоэлементов: Справочник – Массовая радио библиотека, выпуск 1240. – 347 с.: ил.

7.         Князев А. Д. и др. Конструирование радиоэлектронной и электронно-вычислительной аппаратуры с учетом электромагнитной совместимости / А. Д. Князев, Л. Н. Кечиев, Б. В. Петров. – М.: Радио и связь, 1989. – 224 с.: ил.

8.         74AC11000. Quadruple 2-input Positive-Nand Gate. Texas Instruments, April 1987.