Đồ án tốt nghiệp - Phân tích thiết kế hệ thống - THIẾT KẾ MẠCH LOGIC

Chia sẻ: Nguyen Hai | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:64

Thêm vào BST

Báo xấu

111
lượt xem 26
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Trong những năm gần đây ,cùng với sự phát triển ngày càng mạnh mẻ của công nghệ vi điện tử,con người ngày càng thâm nhập sâu hơn về mọi lỉnh vực,đặc biệt là trong lỉnh vực đIện tử,tin học.Đời sống của con người càng ngày càng phát triển,nhu cầu của con người ngày càng cao.Nhằm góp phần vào sự phát triển chung đó,chúng em,những người sinh viên khoa Điện Tử Viển Thông luôn mong muốn làm một cáI gì đó,trước hết là xem mình có thể làm được những gì sau nữa là học hỏi thêm trong quá trình thực...

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Đồ án tốt nghiệp - Phân tích thiết kế hệ thống - THIẾT KẾ MẠCH LOGIC

ĐỒ ÁN: THIẾT KẾ MẠCH LOGIC
Lời nói đầu Trong những năm gần đây ,cùng với sự phát triển ngày càng mạnh mẻ của công nghệ vi điện tử,con người ngày càng thâm nhập sâu hơn về mọi lỉnh vực,đặc biệt là trong lỉnh vực đIện tử,tin học.Đời sống của con người càng ngày càng phát triển,nhu cầu của con người ngày càng cao.Nhằm góp phần vào sự phát triển chung đó,chúng em,những người sinh viên khoa Điện Tử Viển Thông luôn mong muốn làm một cáI gì đó,trước hết là xem mình có thể làm được những gì sau nữa là học hỏi thêm trong quá trình thực hành thực tế để rồi sau này hy vọng mình sẻ góp được 1 phần nhỏ bé vào xây dựng đất nước được giàu đẹp hơn. Do trình độ còn có hạn,bài thiết kế còn có nhiều sai sót, nhiều ph ương án chưa tối ưu,mong nhận được những ý kiến đóng góp của các bạn,của các thầy,các cô. Trong đồ án này trình bày một mạch đồng hồ đơn giản,có khả năng báo thức và hẹn giờ,cứ 30 phút lại đưa ra 1 tiếng kêu và sau 60 phút lại đưa ra 2 tiếng kêu với thời gian mổi lần là 1 sec.Thời gian đặt giờ báo thức là 1 phút.
Chương 1:Cơ sở lý thuyết để thực hiện Để thực hiện được chức năng như trên ta có thể dùng nhiều phương pháp.Ta có thể dùng vi xử lý để thiết kế với đầy đủ chức năng hơn,ví dụ như thêm giờ ngày ,tháng,có sự điều chỉnh linh hoạt hơn.Ta củng có thể chỉ dùng duy nhất 1 số IC đơn giản phổ biến để thiết kế 1 đồng hồ thoả mãn chức năng trên. Nếu thiết kế dùng VXL thì sơ đồ khối có dạng: Các IC được dùng trong thiết kế này gồm có: -Chíp VXL:8088 - hổ trợ lập trình:8255A -IC định thời:8254 Và một số các IC như:Đệ m địa chỉ(Addres Buufer):74LS 244 Đệm dử liệu(Data buffer):74LS245 Vấn đề cơ bản khi thiết kế bằng VXL dó là IC định thời :IC 8254
Sơ đồ khối của nó có dạng: Đệm Bộ Bus đếm D0-D7 dữ 0 Clock0 liệu CPU RD Logic Bộ RD WR điều đếm WR Gatek0 A0 Bộ A0 đếm Thanh 2 Out0 ghi từ điều khiển Clock1 Gate1 Out1 Clock2 CS Gate2
IC này có 3 bộ đếm ngược 16 bit,chỉ cần dùng 3 bộ đếm của IC này ta có thể đếm được :giây,phút ,giờ,ngày ,tháng, năm. Bằng phần mềm ta có thể điều chỉnh để có được giây,phút giờ,ngày ,tháng, năm và báo thức một cách uyển chuyển. Ban đầu ta thiết lập cho 8254 chế độ hoạt động là chế độ 2,ban đầu ta nạp vào cho 8254 ở bộ đếm 0:3600 Bộ đếm 1:24*365(24 giờ*365 ngày) Bộ đếm 2:9999(số năm lớn nhất cho bộ đếm) 3 bộ đếm này được mắc nối tiếp với nhau,để hiển thị được giờ phút ta đọc bộ đếm 0,xử lý bằng phần mềm để hiển thị giây ,phút Do được mắc nối tiếp nên khi bộ đếm 0 đếm dược 3600 xung thì bộ đếm 1 mới nhảy được 1 xung và khi bộ đếm 1 đếm được 24*365 xung thì sẻ đưa ra 1 xung để kích bộ đếm 2 nhảy lên 1 xung. Tuy nhiên với yêu cầu bài toán như trên thì như đả nói ta chỉ cần dùng các IC đơn giản phổ biến là đả có thể làm được.
I/Sơ đồ khối của hệ thống: Hiển thị Điều Switch Bộ đếm Giãi khiển mã K1 K2 Giãi Clock_1HZ mã K3 Bộ đếm So Tạo sánh dao Cách thức hoạt động:Bình thường chuyển mạch ở vị trí 1. Lúc này khối sẻ hiển thị :Giờ _Phút _Giây. Khi muốn đặt giờ báo thức: +Từ khối điều khiển sẻ đưa ra chi thị (Bấm) làm chuyển mạch được đóng ơ vị trí 2.
+Từ nguồn xung clock 1HZ ta sử dụng các khoá K1,K2 đẻ đặt thời gian cần báo thức.Trong đó ta dùng : K1:Đặt giờ báo thức K2:Đặt phút báo thức +Từ bộ đếm thông qua bộ giãI mã,bộ hiển thị sử dụng các đèn chỉ thị Led 7 thanh sẻ hiển thị Giờ _Phút _Giây cho tới thời gian cần báo thức. Sau khi đặt giờ báo thức chuyển mạch lại được đưa về vị trí 1 để hiển thị Giờ _Phút _Giây bình thường. Thời gian cần báo thức được so sánh với thời gian thực của đồng hồ thông qua khối so sánh.Khi chưa đến thời gian cần báo thức thì khối so sánh ch ưa có đáp ứng nào.Đến khi đúng thời gian cần báo thức thì khối so sánh sẻ đưa ra một xung có =1 phút.Xung này đưa tới điều khiển bộ tạo dao động đa hài làm cho mạch tạo âm hoạt động.Thông qua loa sẻ phát ra âm thanh kéo dài trong 1 phút.Trong trường hợp ta muốn cắt âm thanh báo thức trước thời gian qui định thì ta ngắt khoá K3. II/Phân tích các khối . 1.Khôí điều khiển: Ơ đây ta sư dụng 1 chuyển mạch (Công tắc) 2 trạng thái đóng mở
Vcc 2 1 K4 -Bình thường thì công tắc này ơ vị trí 1. 2 Lúc này: E1=L;E2=H -Khi đặt thời gian cần báo thức công tắc này chuyển về vị trí 2.Lúc này: E1=H;E2=L để hiển thị thời gian cần đặt.Sau khi đặt công tắc cần được chuyển về vi trí 1 để hiển thị Giờ_Phút _Giây. 2.Khối đồng hồ: Ơ đây ta thiết kế 1 đồng hồ báo thức 24 giờ.Do đó ta cần có: - 1bộ đếm 24. -2 bộ đếm 60 Để thiết kế bộ đếm 24 ta nối ghép 2 bộ đếm 3 và bộ đếm 10.Sau đó sử dụng các mạch logic để khử 6 trạng thái thừa. Để thiết kế bộ đếm 60 ta nối ghép 2 bộ đếm 6 và bộ đếm 10 *THIếT Kế Bộ ĐếM 3:
Bộ đếm 3 gồm có 3 trạng tháI :(0 1 2) do đó cần số triger là:N>log2 3,hay N=2 Dùng 2 con Triger ta lạI có thể mả hoá đến 22 trạng thái,do đó ta thiết kế bộ đếm 4,sau đo ta loạI bỏ đi 1 trạng thái thừa. Sơ đồ bộ đếm cơ số 3: Clo ck Ta còn có thể thiết kế bộ đếm 3 kiểu đồng bộ như sau: Clo ck *Chu trình đếm : (Bảng trạng thái của bộ đếm)
Đếm B A Trạng thái trong bộđếm tp 0 0 0 00 1 0 1 01 2 1 0 10 3 1 1 11 0 0 0 00 *Nguyên lý hoạt động:Có thể biểu diễn thông qua giãn đồ sóng: 1 2 3 4 Clo ck Qb Qa
*Xây dựng sơ đồ bộ giãi mã bộ đếm:Kđ=3  LED 7thanh. -Sơ đồ khối: a b c d Giả e f i g mã A B *Bảng chức năng: T.thái A B a b c d e f g đếm 0 0 0 1 1 1 1 1 1 0
1 0 1 0 1 1 0 0 0 0 2 1 0 1 1 0 1 1 0 1 Từ bảng chức năng ta thiết lập hàm ra: a,b,c,d,e,f,g=F(A,B) b B0 aB 0 1 0 0 A A 0 0 0 1 1 1 X 0 1 X 1 cB 0 1 dB A 1 0 A 0 1 0 1 1 1 1 X 1 X eA f B 0 1 0 1 A 1 0 1 1 0 1 0 X 1 gB 0 1 A 0 1 1 X
*Từ bảng chân lý ta có các hệ hàm ra như sau: a=d=e=A b=1 c=B f=A. B g=B *Sơ đồ logic bộ giải mã: a A b c d B e f g
Trong thực tế bộ đếm 3 được thiết kế từ IC 7493 và bộ giải mã bằng IC SN 7447 được hiển thị bằng đèn 7 thanh KATHODE chung. *THIếT Kế Bộ ĐếM CƠ Số 6: Hoàn toàn tương tự ,để đếm từ 0  5 bộ đếm 6 phảI dùng n triger sao cho n thoa mản: N>=log26 do đó n=3,và số trạng tháI có thể có là 23=8,thừa 2 trạng thái.
Bảng đếm: Đếm Đếm nhị phân Trạng thái trong TP của bộ đếm A B C 0 0 0 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 1 2 0 1 0 0 1 0 3 1 1 0 0 1 1 4 0 0 1 1 0 0 5 1 0 1 1 0 1 6 0 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0
Từ bảng trạng thái ta co sơ đồ nguyên lý: Cloc k E -Bộ đếm hoạt động bình thương thường cho đén xung thứ 6 (Đếm từ 0 đến 5) .Vì triger J_K này hoạt động tích cực ở xườn âm của xung nhịp nên đến sườn sau xung thứ 6 cả 2 đầu B,C đều có mức logic cao,qua cổng and đưa vào kích hoạt reset làm trở lại trạng tháiđầu. Nguyên lý hoạt động cí thể được mô tả bằng giản đồ sóng. 1 2 3 4 5 6 7 Clock A B C
Bảng chức năng: A B C a b c d e f g 0 0 0 1 1 1 1 1 1 0 0 0 1 0 1 1 0 0 0 0 0 1 0 1 1 0 1 1 0 1 0 1 1 1 1 1 1 0 0 1 1 0 0 0 1 1 0 0 1 1 1 0 1 1 0 1 1 0 1 1 Sơ đồ khối: A b c Giải B a mã C e Sang f Ma trận g
Từ bảng chức năng ta lập các hàm ra:a,b,c,d,e,f,g=F(A,B): a BC 00 01 10 11 A 0 1 a=A.C +AC +B b 01 1 1 BC 10 01 11 0 A0 1 1 x x c BC 00 01 11 10 A 0 d BC 01 10 11 00 A 0 b=A +B +C 1 1 1 1 1 1 x x
c=A+B+C 1 1 1 1 1 1 x x d=a=AC+AC+B 1 1 1 1 x x e BC 00 01 11 10 A 0 1 e=A.C f BC 01 0 10 11 1 01 A 0 1 x x g BC 00 10 11 01 A 0 1
f=A+B.C 1 1 1 x x g=A+B 1 1 1 1 x x *Vậy ta có hàm ra: a=B+AC+A.C b=A+B+C