Разработка специализированного цифрового функционального узла (Курсовой проект по дисциплине: «Схемотехника ЭВМ», вариант 0.0.2)

Техническое задание
Разработать распределитель импульсов, формирующий на выходах Z1 и Z2 из каждых N входных импульсов (от ГТИ), в зависимости от задаваемого управляющим сигналом режима, одну из последовательностей импульсов, приведенных в таблице 1.

Генератор чисел должен обеспечивать:
- мощность, потребляемая от источника питания не превышающую 300 мВт. Напряжение источника питания +5V ± 10%;
-использование в составе схемы микросхем и вспомогательных электрорадиоэлементов (разъемов, резисторов, конденсаторов) в количестве, не превышающем 18 шт.
Электрическая схема должна обеспечивать конструктивное выполнение модуля в виде ТЭЗ, на который сигналы питания, сигналы синхронизации (С) и начального сброса (R), а также сигнал M, служащий для задания режима, поступают через разъем. Через этот же разъем осуществляется снятие выходных сигналов (Z1,Z2) с генератора чисел.
Максимальная длительность периода следования сигналов синхронизации (Т) равна 56 нс. Длительность сигналов синхронизации равна Т/2. В случае использования в качестве критерия оптимизации быстродействия, должно быть минимизировано значение Т, при котором схема сохраняет работоспособность. При расчете длительности сигналов считать минимальную задержку микросхем равной нулю. Длительность выходных сигналов Г.Ч. (t вых.) должна быть не меньше 5 нс.
Сигнал (R) имеет отрицательную полярность и длительность более Т и менее 1.5 Т. В результате воздействия сигнала (R) генератор чисел должен установиться в исходное состояние и сформировать на своих выходах первое число из заданной последовательности.
Входные сигналы режима работы могут менять свое значение только в момент установки в ноль сигнала (R).
Для обеспечения высокой помехоустойчивости генератора чисел на цепи питания должны быть установлены высокочастотные фильтрующие конденсаторы из расчета по одному на каждый корпус микросхемы. Кроме этого должен быть установлен один электролитический конденсатор.
Логический уровень входных и выходных сигналов Г. Ч. должен быть стандартным для ТТЛШ - микросхем.
Нагрузка по току со стороны Г. Ч. на источники входных сигналов не должна превышать IiH = 30 мкА, IiL = 1 мА, а нагрузочная способность по току выходов Г. Ч. должна быть не менее IoH=0.8мА, IoL=16 мА
Для построения схемы Г. Ч. допустимо использование только микросхем, принадлежащих к серии микросхем К1533.
В качестве критерия оптимизации выступает быстродействие схемы (при равенстве по этому критерию выбрать схему с минимальными аппаратными затратами).


1. Техническое задание…………………………………………………….……..2
2. Структура ГЧ, как «черного ящика»…………… ……………….……….…..3
3. Временная диаграмма работы ГЧ, как «черного ящика»…….……….….3
4. Методы и способы построения ГЧ. …..…………………….…………….….4
4.1. Генератор чисел на базе счетчика Джонсона………….……..……….…4
4.1.1. Варианты построения счетчика Джонсона и выбор оптимального
в соответствии с критерием оптимизации ………………….……..…………….….….4
4.1.2. Построение генератора чисел на базе счетчика Джонсона ……......9
4.2. Генератор чисел на базе двоичного счетчика ………………….....……….…13
4.2.1. Способы построение двоичного счетчика и выбор оптимального
в соответствии с критерием оптимизации ………………..……………………….….13
4.2.2. Построение генератора чисел на базе двоичного счетчика …….....19
4.3. Генератор чисел на базе кольцевого счетчика ……………………………….25
4.3.1. Варианты построение кольцевого счетчика и выбор оптимального
в соответствии с критерием оптимизации ……………..……………...………….….25
4.3.2. Построение генератора чисел на базе кольцевого счетчика ..….…35
4.4. Генератор чисел на базе сдвигового регистра …………….…………..……..41
4.5. Параллельный генератор чисел на базе триггеров ……….........…….…45
4.5.1. Параллельный генератор чисел на базе D – триггеров ..……....……45
4.5.2. Параллельный генератор чисел на базе JK – триггеров ..……......…49
5. Сравнительный анализ рассмотренных способов построения схемы
ГЧ. ……………………………………………………………………….………………………………..….51
6. Техническое описание генератора чисел. …...………………...…….……………52
7. Заключение. …...………….…...……………………………………………………………….…52
8. Список литературы …….….……………………………………………………………..……..52
9. Содержание. …….………………………………………...…………………………….….……..52
Приложение 1. Схема электрическая принципиальная с перечнем элементов………....53
Приложение 2. Модели и временные диаграммы.…….………………………….56
Приложение 3. Описание принципов работы и технические характеристики микросхем, использованных в принципиальной электрической схеме ГЧ и при выборе оптимального способа построения ГЧ……..96

Всего 137 страниц