САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКАЯ ИНЖЕНЕРНАЯ ШКОЛА ЭЛЕКТРОНИКИ

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

Пояснительная записка

Тема:             УСТРОЙСТВО СЕЛЕКТИВНОГО УПРАВЛЕНИЯ РАБОТОЙ
СЕМИСЕГМЕНТНОГО ИНДЕКАТОРА
КП                                                   
2201                                                            
453К
Преподаватель                                                                   Швайка   О. Г.





Учащийся                                       Бляхман Е.С.
                             УТВЕРЖДЕНО

                        предметной комиссией
«    » __________________________ 2004г.
Председатель _______________________

З А Д А Н И Е

на курсовое проектирование по                         курсу  ЭЦВМ  и  МП
учащемуся          Бляхман Е.С.                                   IV          курса      453-К         группы
                                                                СПИШЭ                                                          техникума

                                     (наименование среднего специального учебного заведения)




                                                              (фамилия, имя, отчество)
Тема задания    Устройство селективного управления работой семисегментного индикатора
Курсовой проект на указанную тему выполняется учащимися техникума в следующем объеме:

1. Пояснительная записка.

               Введение.
        1.    Общая часть.




1.1.    Назначение устройства управления.




1.2.  Составление таблицы истинности работы устройства.




1.3.  Минимизация логической функции.




1.4.  Выбор и обоснование функциональной схемы устройства.




1.5.  Синтез электрической принципиальной схемы в базисе И-НЕ.




1.6.  Выбор элементной базы проектируемого устройства.




1.7.  Описание используемых в схеме ИМС и семисегментного индикатора.





2. Расчетная часть проекта  ______________________________________________________
2.1.    Ориентировочный расчет быстродействия и потребляемой мощности устройства




управления.






2.2.    Расчет вероятности безотказной работы устройства управления и среднего




времени наработки на отказ.




4.       Графическая часть проекта _______________________________________________

Схема электрическая принципиальная.





Устройство селективного управления работой семисегментного индикатора.




   Заключение.




   Список литературы.





                                                                    Дата выдачи ______________________________
                                                              Срок окончания ______________________________
                                                              Зав. отделением ______________________________
                                                                Преподаватель ______________________________
ВВЕДЕНИЕ
Развитие микроэлектроники способствовало появлению малогабаритных, высоконадежных и экономичных вычислительных устройств на основе цифровых микросхем. Требования увеличения быстродействия и уменьшения мощности потребления вычислительных средств привело к созданию серий цифровых микросхем. Серия представляет собой комплект микросхем, имеющие единое конструктивно – технологическое исполнение. Наиболее широкое распространение в современной аппаратуре получили серии микросхем ТТЛ, ТТЛШ, ЭСЛ и схемы на МОП – структурах.

ТТЛ схемы появились как результат развития схем ДТЛ в результате замены матрицы диодов многоэмиттерным транзистором. Этот транзистор представляет собой интегральный элемент, объединяющий свойства диодных логических схем и транзисторного усилителя.
1. Общая часть.

1.1. Назначение устройства




На рисунке в виде “черного ящика” показана комбинационная схема (КС) управляющая семисегментным индикатором. На вход схемы подаются различные комбинации двух сигналов X₁, X₂, X₃, X₄ (X₁- старший). На индикатор предполагается выводить лишь отдельные цифры из множества шестнадцатеричных цифр. На выходе Y должна быть единица, если соединенный с этим выходом сегмент должен загореться при отображении цифр (для логической схемы). Требуется:

1. Составить совмещенную таблицу истинности, комплект карт Карно для функции Y, провести совместную минимизацию в СДНФ и записать логические формулы,  выражающие Y через X, выполнить преобразование этих формул к виду, обеспечивающему минимально возможную реализацию КС в системе логических элементов ТТЛ серии типа К155 или К555;

2. Выполнить принципиальную электрическую схему устройства, провести расчет быстродействия и мощности;

3. Выполнить расчет надежности.
1.2.
Составление таблицы истинности работы устройства
.
Создание таблицы истинности работы устройствапо следующему набору комбинаций     1, 2, 3, 4, 7, 8, B
,
C
,
F
.

N	X1	X2	X3	X4	Y1	Y2	Y3	Y4	Y5	Y6	Y7
1	0	0	0	1	1	0	0	0	0	0	1
2	0	0	1	0	1	1	0	1	1	1	0
3	0	0	1	1	1	1	0	1	0	1	1
4	0	1	0	0	1	0	1	1	0	0	1
7	0	1	1	1	1	1	0	0	0	0	1
8	1	0	0	0	1	1	1	1	1	1	1
B	1	0	1	1	0	0	1	1	1	1	1
C	1	1	0	0	0	1	1	0	1	1	0
F	1	1	1	1	0	1	1	1	1	0	0

1.3.  Минимизация логической функции.

Составить СДНФ по таблице, построить карты Карно и минимизировать их.

		1		1
	1
	1	1
	1

Тип микросхемы	К555ЛН1
Фирма производитель	СНГ
Функциональные особенности	6 инверторов
Uпит	5В ± 5%
Uпит (низкого ур-ня)	≤ 0,5В
Uпит (высокого ур-ня)	≥ 2,7В
Iпотреб (низкий ур-нь Uвых)	≤ 6,6мА
Iпотреб (высокий ур-нь Uвых)	≤ 2,4мА
Iвых (низкого ур-ня)	≤ |-0.36|мА
Iвых (высокого ур-ня)	≤ 0,02мА
P	23,63мВт
Tзадержки	≤ 20нСек
Kразвёртки	20
Корпус	DIP14

2. Расчетная часть

2.1. Расчет быстродействия и потребляемой мощности устройства
·        Расчет номиналов резисторов






Из расчетов видно, что сопротивление равно 758 Ом, а его наминал,
равен 1 кОм. Сопротивление индикатора равно 167 Ом, а его
наминал, равен 250 Ом.
·        Расчет быстродействия











Таким образом, из расчета, время задержки составляет 127 нс.
·        Расчет мощности










Таким образом, из расчета я получил потребляемую мощность

равную 402,88 мВт

2.2. Расчет вероятности безотказной работы устройства и
среднего времени наработки на отказ.





1.     Прикидочный расчет







2.     Ориентировочный расчет







3.     Окончательный расчет



























Графическая часть проекта.




Заключение.
В курсовом проекте я разработал электрическую принципиальную схему управления семисегментного индикатора.

Изначально, по заданию, составив таблицы истинности и минимизировав логическую функцию, получили те сигналы, которые поступят непосредственно на индикатор (пройдя предварительную инверсию). Преобразовав полученные формулы и выделив повторяющиеся блоки, оптимизировал работу схемы. В ней используются микросхемы серии К555, т.к. они являются более новыми, чем серия К155, а также рассчитывались номинал резисторов, быстродействие, потребляемая мощность и вероятность безотказной работы устройства.

Значение прикидочного расчета больше, так как при его расчете было взято максимальное значение коэффициента интенсивности отказов, а в ориентировочном расчете для каждого элемента свое. Из-за этой разницы в ориентировочном расчете увеличилось P(t) и T_ср.
Список литературы.
1. «Справочник по интегральным микросхемам» Тарабин; Москва 1981г.

2. «Цифровые интегральные микросхемы» Богданович М.И., Грель И.Н., Похоренко В.А., Шалимо В.В.; Минск, Беларусь 1991г.

3. Конспект по предмету «Конструирование ЭВМ» преподаватель – Пушницкая И.В.

4. Конспект по предмету «Типовые элементы и устройства цифровой техники» преподаватель – Золотарев И.В., Тихонов Б.Н.

5. методическая указания к выполнению курсового проекта по предмету «Электронные цифровые вычислительные машины и микропроцессоры» Пушницкая И.В., Чечурина А.В.

Ленинград 1990г.

6. Методические рекомендации по оформлению курсовых и дипломных проектов Лагутина Н.И.; Ленинград 1987г.

7. «Справочник по полупроводниковых электронных приборов» Иванов В.И.

8. «Справочник интегральных микросхем» Нефедов

9. «Импульсные и цифровые устройства» Браммер Ю.А., Пащук И.Н.