Сравнительный анализ рассмотренных способов построения ГЧ.

⇐ ПредыдущаяСтр 15 из 15

Выбор наилучшего варианта определяется критерием оптимизации. При разработке данного генератора чисел в качестве такого критерия выступает минимальные аппаратные затраты. Сравнительная таблица рассмотренных способов построения ГЧ, удовлетворяющих требованиям ТЗ, представлена в табл.27.

Таблица 27.

Наименование метода построения	Количество корпусов, шт.	Минимальная длительность выходных сигналов ГЧ tвых, нс	Мощность, мВт
Техническое задание
ГЧ на базе счетчика Джонсона			686, 4
ГЧ на базе двоичного счетчика			811, 75
ГЧ на базе кольцевого счетчика			789, 8
ГЧ на основе сдвигового регистра	–	–	–
Параллельный ГЧ			780, 45

Техническое описание генератора чисел.

Начальная установка ГЧ производится при подаче нулевого сигнала на вход сброса ГЧ (R). При этом устанавливается исходное значение счётчика, а на выходах ГЧ формируется первое число из заданной последовательности чисел. После снятия сигнала сброса ГЧ (R) по каждому синхроимпульсу на выходе преобразователя кодов (Z) формируется очередное число из заданной последовательности чисел.

После поступления каждых двадцати четырех синхроимпульсов счётчик возвращается в исходное состояние и цикл работы ГЧ повторяется.

Заключение.

В ходе работы над проектом была рассмотрена задача разработки генератора чисел. На основе анализа технического задания из множества вариантов был выбран оптимальный вариант её решения, который отвечает всем условиям технического задания.

Была проведена детальная проработка большинства вариантов проектирования генератора чисел. В ходе работы производился расчет всех необходимых для анализа параметров. Все схемы проходили проверку на работоспособность в виде модели в системе проектирования Altera Quartus II 9.0 Web Edition.

Список использованной литературы.

1. П.П. Мальцев, Н.С. Долидзе, М.И. Критенко др. Справочник. Цифровые интегральные микросхемы. «Радио и связь», Москва, 1994 г.

2. В.Л. Шило. Популярные микросхемы КМОП серии К176, К561, К564, КР1561, К1554, К1564, К1594. «Массовая радио библиотека», Москва, 2001 г.

3. Т.М. Рахимов. Справочник по микросхемам серии К155. «Техническая библиотека инженера», Новосибирск, 1991 г.

4. Б.В. Тарабрин, Л.Ф. Лунин, Ю.Н. Смирнов и др.; Под ред. Б.В.Тарабрина. Интегральные микросхемы. Справочник. «Радио и связь», Москва, 1983 г.

5. И.И. Петровский, А.В. Прибыльский, А.В. Троян, В.С. Чувелев. Логические ИС КР1533, КР1554. Справочник в двух частях. Часть 1, 2. «Бином», Москва, 1993 г.
9. Содержание.

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

4.1.1.1. Счетчик Джонсона на базе D-триггеров.............................................................................................4

4.1.1.2. Счетчик Джонсона на базе JK-триггеров……………………………………………………….…...7

4.1.1.3. Счетчик Джонсона на базе СИС сдвигового регистра………………………………......................7

4.1.1.4. Выбор способа построения счетчика Джонсона…………………………………………………....7

4.1.2. Построение генератора чисел на базе счетчика Джонсона и выбор оптимального в соответствии с критерием оптимизации……………………………………………………………………………………..7

4.1.2.1. Генератор чисел на базе счетчика Джонсона с преобразователем кода на элементах «И-НЕ»…7

4.1.2.2. Генератор чисел на базе счетчика Джонсона с преобразователем кода на «монтажном ИЛИ».12

4.1.2.3. Генератор чисел на базе счетчика Джонсона с преобразователем кода на элементах «И-ИЛИ-НЕ»…………………………………………………………………………………………………………….14

4.1.2.4. Генератор чисел на базе счетчика Джонсона с преобразователем кода на мультиплексорах….16

4.1.2.5. Генератор чисел на базе счетчика Джонсона с преобразователем кода на мультиплексорах и на элементах «И-ИЛИ-НЕ»………………………………………….…………………………………………..20

4.1.2.6. Выбор способа построения ГЧ на базе счетчика Джонсона……………………………………...22

4.2. Генератор чисел на базе двоичного счетчика………………………………………………………….22

4.2.1. Способы построения двоичного счетчика и выбор оптимального в соответствии с критерием оптимизации…………………………………………………………………………………………………..22

4.2.1.1. Построение параллельного двоичного счетчика на базе D-триггера…………………………….22

4.2.1.2. Построение параллельного двоичного счетчика на базе JK-триггера…………………………...26

4.2.1.3. Построение двоичного счетчика с модулем пересчета 24 на базе СИС КР1533ИЕ18……….…29

4.2.1.4. Построение двоичного счетчика с модулем пересчета 24 на базе последовательного счётчика……………………………………………………………………………………………………….31

4.2.1.5. Выбор способа построения двоичного счетчика………………………………………………..…33

4.2.2. Построение генератора чисел на базе двоичного счетчика и выбор оптимального в соответствии с критерием оптимизации……………………………………………………………………………………34

4.2.2.1. Генератор чисел на базе двоичного счетчика с преобразователем кодов на элементах

«И-НЕ»………………………………………………………………………………………………………...34

4.2.2.2. Генератор чисел на базе двоичного счетчика с преобразователем кодов на «монтажном ИЛИ»…………………………………………………………………………………………………………..37

4.2.2.3. Генератор чисел на базе двоичного счетчика с преобразователем кодов на элементах «И-ИЛИ-НЕ»…………………………………………………………………………………………………………….38

4.2.2.4. Генератор чисел на базе двоичного счетчика с преобразователем кодов на мультиплексорах……………………………………………………………………………………………...38

4.2.2.5. Генератор чисел на базе двоичного счетчика с преобразователем кодов на мультиплексорах и на микросхемах КР1533ЛИ6 и КР1533ЛА2………………………………………………………………...41

4.2.2.6. Выбор способа построения ГЧ на базе двоичного счетчика……………………………………...42

4.3. Генератор чисел на базе кольцевого счетчика…………………………………………………………43

4.3.1. Варианты построение кольцевого счетчика и выбор оптимального в соответствии с критерием оптимизации…………………………………………………………………………………………………..43

4.3.1.1. Построение кольцевого счетчика на базе сдвигового регистра, в качестве которого использована СИС……………………………………………………………………………………………43

4.3.1.2. Построение кольцевого счетчика на базе на D-триггеров…………………………………….…..44

4.3.1.3. Построение кольцевого счетчика на базе счетчика Джонсона с дешифратором кода Джонсона……………………………………………………………………………………………………...46

4.3.1.4. Построение кольцевого счетчика на базе двоичного счетчика и дешифраторов-демультиплексоров с инверсными выходами……………………………………………………………....48

4.3.1.5. Выбор способа построения кольцевого счетчика………………………………………………….50

4.3.2. Построение генератора чисел на базе кольцевого счетчика и выбор оптимального в соответствии с критерием оптимизации……………………………………………………………………………………50

4.3.2.1. Генератор чисел на базе кольцевого счетчика с преобразователем кодов на элементах «И-НЕ»…………………………………………………………………………………………………………….50

4.3.2.2. Генератор чисел на базе кольцевого счетчика с преобразователем кодов на элементах «ИЛИ»…………………………………………………………………………………………………………52

4.3.2.3. Генератор чисел на базе кольцевого счетчика с преобразователем кодов на «монтажном ИЛИ»…………………………………………………………………………………………………………..55

4.3.2.4. Генератор чисел на базе кольцевого счетчика с преобразователем кодов на элементах «И-ИЛИ-НЕ»…………………………………………………………………………………………………………….55

4.3.2.5. Генератор чисел на базе кольцевого счетчика с преобразователем кодов на мультиплексорах……………………………………………………………………………………………...55

4.3.2.6. Выбор способа построения ГЧ на базе кольцевого счетчика……………………………………..55

4.4. Генератор чисел на основе сдвигового регистра и выбор оптимального в соответствии с критерием оптимизации…………………………………………………………………………………………………..55

4.4.1. Генератор чисел на основе сдвигового регистра, построенного на СИС………………………….55

4.4.2. Генератор чисел на основе сдвигового регистра, построенного на триггерах…………………….56

4.4.3. Выбор способа построения ГЧ на основе сдвигового регистра………………………………….....56

4.5. Параллельный генератор чисел на базе триггеров и выбор оптимального в соответствии с критерием оптимизации……………………………………………………………………………………...57

4.5.1. Параллельный генератор чисел на базе D-триггеров………………………………………………..57

4.5.2. Параллельный генератор чисел на базе JK-триггеров………………………………………………60

4.5.3. Выбор способа построения параллельного генератора чисел на базе триггеров………………….60

5. Сравнительный анализ рассмотренных способов построения ГЧ……………………………………...61

6. Техническое описание генератора чисел…………………………………………………………………61

7. Заключение…………………………………………………………………………………………………61

8. Список использованной литературы……………………………………………………………………..61

9. Содержание………………………………………………………………………………………………...62

Приложение 1. Схема электрическая принципиальная с перечнем элементов..........................................64

Приложение 2. Временная диаграмма принципиальной электрической схемы во временном и функциональном режимах...............................................................................................................................66

Приложение 3. Описание принципов работы и технические характеристики микросхем, использованных в принципиальной электрической схеме ГЧ и при выборе оптимального способа построения ГЧ...................................................................................................................................................67