Будь умным!


У вас вопросы?
У нас ответы:) SamZan.net

КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА 1 по предмету ldquo;Цифровые устройства и микропроцессорыrdquo; Вариант 8

Работа добавлена на сайт samzan.net:

Поможем написать учебную работу

Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.

Предоплата всего

от 25%

Подписываем

договор

Выберите тип работы:

Скидка 25% при заказе до 2.11.2024

МИНИСТЕРСТВО ВНУТРЕННИХ ДЕЛ

РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ВОРОНЕЖСКИЙ ИНСТИТУТ

КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА № 1

по предмету “Цифровые устройства и микропроцессоры”

Вариант 8

    

Выполнил:    слушатель 31 учебной группы

      радиотехнического факультета з/о

      Оларь  Андрей Геннадьевич  

      шифр 00/72     

      347800 Ростовская область г. Каменск

      ул. Героев-Пионеров  д. 71 кв. 72  

    Проверил:        

            

            

            

      “_____” _______________  200__ г.

ВОРОНЕЖ 2002 г.


Задания

стр.

  1.  Расставить числа в порядке возрастания и объяснить свой выбор (8910, 2Е16, 578, 1110112) - 4
  2.  Выполнить арифметические операции над двоичными числами, используя обратный код: а) 10111012-1101112; b)10101112-11100112 - 4
  3.  Упростить выражение, применив правила де Моргана и основные тождества алгебры логики: а) , b) - 4
  4.  По таблице работы логического устройства записать СКНФ: - 5

                 

  1.  получить минимальную нормальную форму (мкнф) с помощью метода Квайна;
    1.  построить логическую схему устройства в базисе ИЛИ-НЕ;
    2.  провести анализ работы полученной схемы при х1=1, х2=0, х3=0.
  2.  Нарисовать символическое изображение и таблицу работы синхронного RS-триггера. В какое состояние перейдёт триггер, если на его входы последовательно подавать сигналы: - 6

  1.  Построить схему регистра D-триггеров для записи числа 1010, начиная с цифры младшего разряда. Составить таблицу состояний его триггеров, показывающую запись отдельных цифр - 7
  2.  Частота следования импульсов на выходе второго триггера счётчика – 256 кГц. Сколько триггеров должен иметь счётчик, чтобы на его выходе получить импульс с частотой 32 кГц, 4 кГц - 7
  3.  Построить схему суммирующего счётчика Т-триггеров ёмкостью 28 - 8
  4.  Разработать логическую схему таймера с прямым отсчётом времени и выдачей звукового сигнала. Частота генератора – 1700 герц. Предусмотреть кнопки пуска, остановки и сброса. Указание: для сравнения заданного времени, следует использовать микросхему сравнения (типа К531СП1) - 8
  5.  Найти по справочнику микросхему К555ИР9. Нарисовать её условное изображение и выписать параметры (с учётом обозначения): - 11
а) типоразмер и изображение корпуса; б) напряжение питания и выводы, на которые оно подаётся; в) напряжения логических нуля и единицы; г) ток потребления (потребляемая мощность); д)диапазон рабочих частот; е) интервал рабочих температур; ж)время задержки включения (выключения); з) коэффициент объединения по входу; и) коэффициент разветвления по входу.
  1.  Что означают сокращения: ТТЛ, ДТЛ, n-МОП? Указать их основные отличительные характеристики - 12
  2.  Назначение и основные функции микропроцессора? - 13
  3.  Используя команды типового МП К1804, составить программу в машинных кодах: - 14
    •  выполнить загрузку числа 12 в ячейку Q , а 9 в РОН с адресом 3;
      •  из первого числа вычесть число 8 из шины данных, результат разместить в РОН с адресом первого числа;
      •  третье число сдвинуть на один разряд вправо и сложить с суммой первых двух чисел. Результат разместить в РОН с адресом 9.
  4.  Использованная литература - 14


  1.  Расставить числа в порядке возрастания и объяснить свой выбор:

 (8910, 2Е16, 578, 1110112)

Переведём данные числа в десятичную систему исчисления, кроме 8910, так как это число уже является десятичным.

  1.  16 - так как 2Е16=2*16+14=4610;
  2.  578 - так как 578=5*8+7=4710;
  3.  1110112 - так как 1110112=32+16+8+2=5910;
  4.  8910

46<47<59<89

  1.  Выполнить арифметические операции над двоичными числами, используя обратный код:

а) 10111012-1101112; b) 10101112-11100112

  1.  10111012-1101112=1001102  _ 1011101

    110111

+01011101

11001001

00100110

    100110

  1.  10101112-11100112=-11011  _  1010111

   1110011

+ 01010111

  10001101

  11100100

     - 11011

  1.  Упростить выражение, применив правила де Моргана и основные тождества алгебры логики:

а) , b) 

  1.  

  1.  

  1.  По таблице работы логического устройства записать СКНФ:

                 

  1.  получить минимальную нормальную форму (мкнф) с помощью метода Квайна;
    1.  построить логическую схему устройства в базисе ИЛИ-НЕ;
    2.  провести анализ работы полученной схемы при х1=1, х2=0, х3=0.

Для данной функции СКНФ будет иметь вид:

  1.  получим МКНФ данной функции с помощью метода Квайна:

Сравним попарно все члены функции: 1 и 2 члены не имеют общих импликант; 1 и 3 члены ;   3 и 5 члены ;   4 и 5 члены .

Составим таблицу:

*

*

*

*

*

*

Из таблицы видно, что МКНФ данной функции будет иметь вид:

  1.  построить логическую схему устройства в базисе ИЛИ-НЕ;

Логическая схема данного устройства в базисе ИЛИ-НЕ:

  1.  провести анализ работы полученной схемы при х1=1, х2=0, х3=0.

Данное устройство состоит из элементов ИЛИ-НЕ, а на его входе присутствует лог «1» (х1=1), то на его выходе тоже будет лог «1», так как для данных логических элементов активным логическим сигналом является «1»,  следовательно, у(1,0,0) = 1.

  1.  Нарисовать символическое изображение и таблицу работы синхронного RS-триггера. В какое состояние перейдёт триггер, если на его входы последовательно подавать сигналы:

                               

Символическое изображение RS-триггера с инверсными входами:

Таблица работы синхронного RS-триггера:

Таблица-1

Таблица-2

S

R

C

Q

Режим работы

Входы

Выходы

Н

Н

/

Инверсия

C

S

R

Q

L

Н

/

Н

Запись Н

0

0

0

Q

Н

L

/

L

Запись L

0

1

0

Q

L

L

/

Q*

Предшествующее состояние

0

0

1

Q

0

1

1

Q

1

0

0

Q

1

1

0

1

0

1

0

1

0

1

1

1

1

*

*

Как видно из таблицы № 2, состояние сигналов на входах S=R=C=1 недопустимо, что обозначено «*» (это является основным недостатком RS-триггеров).

  1.  Построить схему регистра D-триггеров для записи числа 1010, начиная с цифры младшего разряда. Составить таблицу состояний его триггеров, показывающую запись отдельных цифр

Для записи 4-х разрядного числа, начиная с цифры младшего разряда, целесообразно применить не отдельные D-триггеры (К555ТМ2, ТМ7, ТМ8, ТМ9), а сдвигающий регистр К555ИР11А (смотреть рисунок). Биты 4-х разрядного числа надо подавать на вход D и сдвигать импульсами с входа L.

Десятичная запись

10

5

2

1

Двоичная запись

1010

101

10

1

  1.  Частота следования импульсов на выходе второго триггера счётчика – 256 кГц. Сколько триггеров должен иметь счётчик, чтобы на его выходе получить импульс с частотой 32 кГц, 4 кГц

Каждый триггер счётчика уменьшает частоту в два раза, следовательно, частота на входе счётчика – 210=1024 кГц.

Составим таблицу падения частоты на триггерах счётчика:

Частота, кГц

Вход счётчика

1024

Выход 1-го триггера

512

Выход 2-го триггера

256

Выход 3-го триггера

128

Выход 4-го триггера

64

Выход 5-го триггера

32

Выход 6-го триггера

16

Выход 7-го триггера

8

Выход 8-го триггера

4

Выход 9-го триггера

2

Выход 10-го триггера

1

Из чего следует, что для получения на выходе счётчика импульса с частотой 32 кГц, счётчик должен состоять из 5-ти триггеров. А для получения, на выходе счётчика, импульса с частотой 4 кГц, счётчик должен состоять из 8-ми триггеров.

  1.  Частота следования импульсов на выходе второго триггера счётчика – 256 кГц. Сколько триггеров должен иметь счётчик, чтобы на его выходе получить импульс с частотой 32 кГц, 4 кГц

Т – триггеры, в отличие от D и JK – триггеров, выпускаются в интегральной форме не в виде отдельных микросхем, а виде двоичных счётчиков, например: К555ИЕ19 – два 4-х разрядных двоичных счётчика. Ёмкость счётчика 28=4*7. При этом 710=1112.

Ниже приведена схема счётчика:

  1.  Разработать логическую схему таймера с прямым отсчётом времени и выдачей звукового сигнала. Частота генератора – 1700 герц. Предусмотреть кнопки пуска, остановки и сброса. 

Указание: для сравнения заданного времени, следует использовать микросхему сравнения (типа К531СП1)

Частота 1,7 кГц является не стандартной частотой (в большинстве случаев применяются генераторы с кварцевым резонатором частоты, например: 100 кГц, либо с синхронизацией от сети 50 Гц). Если таймер должен отсчитывать время в секундах (в задании это не оговорено), то входную последовательность импульсов необходимо разделить на 1700=17*10*10, что легко может быть реализовано с применением микросхем К555ИЕ19 и К555ИЕ20.

Микросхема К555СП1 позволяет сравнивать без приращения разрядности 4-х разрядные двоичные коды. Так как в задании не оговорен предел измерений таймера, то мы можем ограничиться пределом 16 секунд.

Функциональная и принципиальная схемы таймера представлены ниже:


  1.  Найти по справочнику микросхему К555ИР9. Нарисовать её условное изображение и выписать параметры (с учётом обозначения):
а) типоразмер и изображение корпуса; б) напряжение питания и выводы, на которые оно подаётся; в) напряжения логических нуля и единицы; г) ток потребления (потребляемая мощность); д)диапазон рабочих частот; е) интервал рабочих температур; ж)время задержки включения (выключения); з) коэффициент объединения по входу; и) коэффициент разветвления по входу.

Условное изображение ИМС К555ИР9:

Корпус 2103-16.2 (старое обозначение 238.16-1):

  •  шаг выводов 2,5 мм (изображение корпуса приведено на рисунке ниже);

  •  напряжение питания 55% В на 16 вывод, 0 В на 8 вывод;
  •  L – не более 0,4 В; Н – не менее 2,5 В, не более 5,5 В;
  •  ток потребления не более 3 мА;
  •  диапазон рабочих частот не более 25 МГц;
  •  интервал рабочих температур от 100С до 700С;
  •  время задержки включения/выключения 20 нс (Сн=15 пФ);
  •  коэффициент объединения по входу – 1;
  •  коэффициент разветвления по входу – 10.


  1.  Что означают сокращения: ТТЛ, ДТЛ, n-МОП? Указать их основные отличительные характеристики.

ТТЛ – транзисторно-транзисторная логика, ДТЛ – диодно-транзисторная логика, n-МОП – логика на униполярных транзисторах с n-каналом. Все эти сокращения обозначают тип схемотехники и конструкции цифровых микросхем.

В настоящее время ДТЛ не применяется, ТТЛ вытеснены совместимыми с ними по уровням питания и сигналов сериями ТТЛШ (ТТЛ с диодами и транзисторами Шоттки (К555, К1531 и т.д.)), а n-МОП логика вытеснена КМОП (К564, К1564, К1554).

Основными параметрами, которые позволяют производить сравнение базовых ЛЭ различных серий, являются:

  •  напряжение источника питания – определяется величиной напряжения и величиной его изменения. ТТЛ – рассчитаны на напряжение источника питания равное 5 В 5%. Большая часть микросхем на КНОП структурах устойчиво работает при напряжении питания от 3 до 15 В, некоторые – при напряжении 9 В 10%;
  •  уровень напряжения логического нуля и логической единицы – это уровни напряжения, при которых гарантируется устойчивое различение логических сигналов, как нуля, так и единицы. Различают пороговое напряжение логического нуля (U0пор) и логической единицы (U1пор). Напряжение низкого и высокого уровня на выходе микросхем ТТЛ U0пор<2,4 В; U1пор>0,4 В. Для микросхем на КНОП структурах U0пор<0,3*Uпит; U1пор>0,7*Uпит. В тоже время отклонение выходных напряжений от нулевого значения и напряжения питания, достигают всего нескольких милливольт;
  •  нагрузочная способность – характеризуется количеством элементов той же серии, которые можно подключить к выходу элемента без дополнительных устройств согласования и называется коэффициентом разветвления по выходу. Для большинства логических элементов серии ТТЛ составляет 10, а для серии КМОП – до 100;
  •  помехоустойчивость – характеризуется уровнем логического сигнала помехи, которая не вызывает изменения логических уровней сигнала на выходе элемента. Для элементов ТТЛ статическая помехоустойчивость составляет не менее 0,4 В, а для серии КНОП – не менее 30% напряжения питания;
  •  быстродействие – определяется скорость переключения логического элемента при поступлении на его вход прямоугольного управляющего сигнала требуемой величины. Предельная рабочая частота микросхем серии ТТЛ составляет 10 МГц, а микросхем на КНОП структурах – лишь 1 МГц. Быстродействие определяется так же, как и среднее время задержки распространения сигнала: , где и - времена задержки распространения сигнала при включении и выключении. Для микросхем ТТЛ составляет около 20 нс, а для микросхем на КНОП структурах – 200 нс;
  •  потребляемая микросхемой от источника питания мощность – зависит от режима работы (статистический и динамический). Статистическая средняя мощность потребления базовых элементов ТТЛ составляет несколько десятков милливатт, а у элементов на КНОП структурах она более чем в тысячу раз меньше. Следует учитывать, что в динамическом режиме, мощность, потребляемая логическими элементами, возрастает;
  •  надёжность – характеризуется интенсивностью частоты отказов. Средняя частота отказов микросхем со средним со средним уровнем интеграции составляет: 1/час.

Для согласования уровня сигналов ТТЛ и КНОП применяют специальные ИМС (например, К564ПУ4).

  1.  Назначение и основные функции микропроцессора?

Процессор предназначен для выполнения арифметической и логической обработки информации. Арифметические и логические операции можно выполнять как на дискретных элементах и на основе микросхем малой и средней степени интеграции, что приводит к росту размеров процессора, так и на БИС. В последнем случае говорят о микропроцессоре (МП).

К функциям микропроцессора можно отнести:

  •  выбор из программной памяти ЭВМ команд, дешифрация и выполнение их;
  •  организация обращения к памяти и устройствам ввода-вывода;
  •  выполнение запросов на прерывание;
  •  подача сигналов ожидания для синхронизации работы с медленно действующими устройствами памяти и ввода-вывода информации;
  •  подача сигналов прямого доступа к памяти и другие сигналы;
  •  формирование сигналов управления для обращения к периферийным устройствам.

Работа МП организуется по командам, записанным в памяти и поступающим в МП в порядке возрастания номеров ячеек, в которые они записаны.


  1.  Используя команды типового МП К1804, составить программу в машинных кодах:
    •  выполнить загрузку числа 12 в ячейку Q , а 9 в РОН с адресом 3;
      •  из первого числа вычесть число 8 из шины данных, результат разместить в РОН с адресом первого числа;
      •  третье число сдвинуть на один разряд вправо и сложить с суммой первых двух чисел. Результат разместить в РОН с адресом 9.

Программа в машинных кодах

М2

Т8

Т7

Т6

М1

Т2

Т1

Т0

С

Т5

Т4

Т3

А3

А2

А1

А0

В3

В2

В1

В0

D3

D2

D1

D0

а

0

0

0

1

1

1

0

0

0

1

1

0

0

0

1

1

1

1

1

0

0

0

0

0

1

1

1

0

0

1

б

1

0

0

1

1

0

1

0

0

1

0

0

0

1

1

1

0

0

1

0

0

0

в

0

0

0

1

1

0

0

0

0

1

1

1

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

1

1

0

0

0

1

1

0

0

0

0

0

0

0

0

0

1

1

1

0

0

1


  1.  Использованная литература

  1.  «Цифровые интегральные микросхемы устройств охранно-пожарной сигнализации», В. Болгов - Воронеж 1997 г.

  1.  «Основы микропроцессорной техники», В. Болгов, С. Скрыль, С Алексеенко – Воронеж 1997 г.

  1.  «Цифровые устройства и микропроцессоры», учебно-методическое пособие, Болгов В.В. – Воронеж 1998 г.

  1.  



1. особые языковые способности ошибочно
2. Криминалистическое моделирование
3. Глазовский государственный педагогический институт им
4. Тема 1 КОМПЬЮТЕРНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ И СИСТЕМНЫЙ АНАЛИЗ 1
5. Дипломная работа- Процесс познания
6. И все это происходит говорят они дабы Иисус мог сделаться первой жертвой при разделении составных природ
7. Видавнича діяльність
8. Чортків вул Л
9. Формирование слоговой структуры слова логопедические задания
10. демократического социализма
11. Характеристика сырья для приготовления сложных полуфабрикатов из рыбы и морепродуктов
12. Модернизм как историко-культурный тип
13. .Макро.Изучение особенностей строения без использования увеличительных приборов.
14. з курсу Філософія 1
15. донбасской и днепровской энергосистемы 1945 организовано объединенное диспетчерское управление ДУ центра о
16. карт 2 Режим работы нескольких SIMкарт попеременный Вес 156 г
17. Реферат- Таможенный транзит
18. Задонщиной Текст повести приводится по изданию
19. Управление группой на примере ОАО Тайфу
20. Промышленная электроника и микроэлектроника для специальности 2530101 Автоматизация технологических проце