РЕФЕРАТЫ ПО РАДИОЭЛЕКТРОНИКЕРеферат: Цифровые устройства и микропроцессорыМИНИСТЕРСТВО 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 a) получить минимальную нормальную форму (мкнф) с помощью метода Квайна; b) построить логическую схему устройства в базисе ИЛИ-НЕ; c) провести анализ работы полученной схемы при х1=1, х2=0, х3=0. 5. Нарисовать символическое изображение и таблицу работы синхронного RS- триггера. В какое состояние перейдёт триггер, если на его входы последовательно подавать сигналы: - 6 6. Построить схему регистра D-триггеров для записи числа 1010, начиная с цифры младшего разряда. Составить таблицу состояний его триггеров, показывающую запись отдельных цифр - 7 7. 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 8. Построить схему суммирующего счётчика Т-триггеров ёмкостью 28 - 8 9. 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 10. 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. 11. Что означают сокращения: ТТЛ, ДТЛ, n-МОП? Указать их основные отличительные характеристики - 12 12. Назначение и основные функции микропроцессора? - 13 13. 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. 14. Использованная литература - 14 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) 2Е16 - 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 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. 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 U0пор0,4 В. Для микросхем на КНОП структурах U0пор0,7*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). 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. 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 Использованная литература 1. «Цифровые интегральные микросхемы устройств охранно-пожарной сигнализации», В. Болгов - Воронеж 1997 г. 2. «Основы микропроцессорной техники», В. Болгов, С. Скрыль, С Алексеенко – Воронеж 1997 г. 3. «Цифровые устройства и микропроцессоры», учебно-методическое пособие, Болгов В.В. – Воронеж 1998 г. |