Національний університет харчових технологій. Кафедра автоматизації та

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ

 

Кафедра автоматизації та

комп’ютерно—інтегрованих технологій

 

 

Розрахунково—пояснювальна записка до курсового проекту

з дисципліни «Електроніка та мікросхемотехніка»

 

Тема проекту: Проектування управляючого логічного пристрою.

 

 

Виконав студент

Групи АКС-2-3

Заїченко Олексій

Керівник курсового проекту

Гончаренко Б. М.

 

Київ—2013

Календарний план

 

№	Назва етапів курсового проекту (роботи)	Строк виконання етапів проекту (роботи)	Примітка
	Складання таблиці відповідностей
	Мінімізація функції (аналітична, за повними і неповними картами Карно)
	Складання функціональної схеми
	Розроблення принципової схеми
	Захист

 

Студент______________

Керівник курсового проекту______________ ( ______ )

«_ _»____ 2013р.

 

_________________________________ НУХТ ________________________________Кафедра___ Автоматизації_і_комп’ютерно_інтегрованих_процесів _______________Дисципліна__ Електроніка_і_мікросхемотехніка _______________________________Спеціальність____________________________________________________________Курс_________________Група______________Семестр______________

 

Завдання

на курсовий проект (роботу) студента

________1.Тема проекту (роботи)__ Проектування управляючого логічного пристрою ________2.Строк здачі студентом закінченого проекту (роботи)_____________

3.Вихідні дані до проекту (роботи)___________________________________________

____ 1.Завдання _______________________________________________________________ 2.Тип _ індикації, _ код ­­­­­­­­­­­­­­­­__________________________________________________

____ 3.Серія, _ напруга _ живлення _____________________________________________________

4.Зміст розрахунково—пояснювальної записки (перелік питань, що підлягають розробленню)____________________________________________________________

____ 1.Вхідні сигнали ______________________________________________________

____ 2.Мінімізація функції (алгебраїчна і за картами: повними і неповними) ________

____ 3.Складання функціональної схеми ______________________________________

____ 4.Складання принципової схеми _________________________________________

________

5.Перелік графічного матеріалу (з точним зазначенням обов’язкових креслень)_____

____ 1.Таблиця відповідностей ______________________________________________

____ 2.Функціональна схема ________________________________________________

____ 3.Принципова схема ___________________________________________________

________

6.Дата видачі завдання_____________________________________________________

Вступ

 

Електроніка — галузь науки і техніки, що стосується фізичних явищ в електровакуумних та напівпровідникових приладах, включаючи їхні електричні характеристики і параметри, властивості функціональних схем та пристроїв. Ці пристрої є складовими частинами складних електронних систем, наприклад електронних мікропроцесорних контролерів (регуляторів) та комп’ютерів.

Зародження електроніки почалося з промислового виробництва, кінець XIX ¾ початку XX ст., коли основною енергією промисловості стала електрика.

Витоком електроніки слід вважати винахід О.М. Лодигіним лампочки розжарювання (1872 р.), яка створила матеріальну базу розвитку електровакумної техніки. Відкриття Т.А. Едісоном явища термоелектронної емісії (1883 р.), О.Г. Столетовим ¾ фотоефекту (1888 р.) стало основою використання електронних явищ у техніці.

Бурхливий розвиток радіоелектроніки, зокрема електровакуумної техніки припадає на початок XX ст. В 1920¾30-х роках розвивалися радіозв’язок, телебачення, імпульсний багатоканальний зв’язок, радіолокація та вимірювальна техніка.

З 1930-40-х років в електронних пристроях почали застосовувати
величезну кількість ламп. Складність апаратури зростала кожні п’ять років приблизно в 10 разів.

У кінці 1948 р. відкрили транзисторний ефект. З 1949 р. розроблено напівпровідникові транзистори. Застосування напівпровідників допомогло здійснити мініатюризацію пристроїв на основі плівкових та напівпровідникових інтегральних схем.

Перші інтегральні схеми створено в 1958 р. в США Д. Кілбі та
Р. Ностсом і промислово випускаються з 1962 р.

Застосування мікросхем дає змогу підвищити надійність і швидкодію електронних пристроїв, знизити енергоспоживання.

Теоретична частина

Раніше розглядалася мінімізація логічних функцій з числом аргументів до чотирьох. Подання й мінімізація функції за допомогою карт Карно істотно ускладнюються, якщо число аргументів функції перевищує чотири. Карта складається з двох половин, кожна з яких являє собою карту чотирьох аргументів. Ці карти можна уявити собі розташованими одна над іншою. При цьому контури можуть бути тривимірними, тобто одна область може охоплювати клітинки обох половин карти. Для мінімізації функцій з числом аргументів більшим п'яти карти Карно виявляються незручними.

 

Вхідні сигнали та запис аналітичних функцій

№	входи	виходи
X1	X2	X3	X4	Y1	Y2	Y3	Y4

 

Аналітичні функції записуються за одиницями у всіх випадках:

 

Алгебраїчна мінімізація аналітичних функцій:

 

Мінімізація за повними картами Карно

Мінімізацію за повним картами Карно для Y1

 

 

Мінімізацію за повним картами Карно для Y2

 

 

 

Мінімізацію за повним картами Карно для Y3

 

 

 

Мінімізацію за повним картами Карно для

 

 

 

 

 

Мінімізація за неповними картами Карно

		1*

 

Мінімізацію за неповним картами Карно для Y1

 

 

 

Мінімізацію за неповним картами Карно для Y2

 

1*	1*

 

 

 

Мінімізацію за неповним картами Карно для Y3

	1*
	1*

 

 

 

Мінімізацію за неповним картами Карно для

		1*
			1*

 

Побудова функціональної схеми на елементах І-НЕ-АБО.

Побудова принципової електричної схеми на елементах І-НЕ.

Для побудови принципової схеми використаємо закон де Моргана:

Для побудови принципової електричної схеми на елементах І-НЕ використовуємо мікросхеми серії К-176

 

 

 

 

Висновок

 

У процесі синтезу треба брати до уваги необхідність мінімізації апаратних витрат на реалізацію пристрою. Ця мінімізація безпосередньо пов'язана з мінімізацією логічної функції, яка визначає алгоритм роботи даного пристрою.

На практиці досить широко застосовуються цифрові пристрої, які мають багато виходів. Один з можливих підходів до синтезу таких пристроїв полягає у тому, що синтезований пристрій подається у вигляді сукупності відповідної кількості окремих цифрових вузлів із спільними входами. Але у цьому випадку синтезований пристрій може виявитись не мінімальним, навіть якщо кожен з цих вузлів буде мінімальним. У цьому випадку виконують спільну мінімізацію логічних функцій за допомогою операції склеювання, або пошук у логічних функціях для різних виходів пристрою ідентичних членів, які можуть бути реалізовані тим самим логічним елементом.

Для того щоб перейти від структурної схеми до принципової, треба за допомогою довідкової літератури здійснити вибір конкретних, які серійно виробляються промисловістю інтегральних схем, які підходять для реалізації даного пристрою. Цілком зрозуміло, що при цьому треба зводити до мінімуму їх кількість.

Список використаної літератури:

1. Електроніка та мікросхемотехніка: Метод. Вказівки до виконання курсов. Проекту для студентів спец. 7.092502 «Алгоритмічне та програмне забезпечення комп’ютерно-інтегрованих технологій» напряму 6.0925 «Автоматизація та комп’ютерно-інтегровані технології» ден. та заоч. форм навчання /Укл.: Б.М. Гончаренко, К.В. Коновалов. –К.: УДУХТ, 1998.-44 с.

 

2. Цифровые и аналоговыемикросхемы: Справ./Якубовський С.В., Нисельсон Л.И., Кульшова В.И., и др..; Под ред. С.В.Якубовского.-М.:Радио и свіязь, 1990.

 

3. Основыэлектроники и микроэлектроники /Б.С. Гершунский.-3-е изд. перераб. и доп.-К.:Вища шк. Головноеизд-во, 1987.-422 с.

 

4. Лавриненко В.Ю. Справ очник по полупроводниковым приборам.-К.:Техника, 1984.- 464 с.

 

5. Електроніка та мікросхемотехніка/Б.М. Гончаренко, К.В. Коновалов. ─ К.: УДУХТ, 2006.-566 с.