Для чего нужно проектирование цифровых устройств

Проектирование цифровых устройств

Вы будете перенаправлены на Автор24

Модели цифровых устройств

Цифровое устройство – это техническое приспособление, которое используется для обработки и получения информации в цифровой форме.

Цифровое устройство может быть выполнено на различной элементной базе: электронной (диоды и транзисторы), оптической, микроэлектронной (микросхемы) или электромеханической (электромагнитное реле). При построении цифрового устройства обычно используются один из двух основных подходов:

Функциональный подход заключается в абстрагировании от внутренней структуры устройства и рассмотрении исключительно его логики функционирования. Как правило, в качестве функциональной модели используется система булевых уравнений:

Схема цифрового устройства, которая описывается булевыми уравнениями, изображена на рисунке ниже.

Рисунок 1. Схема цифрового устройства. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ

Данных о логике функционирования цифрового устройства, описываемых функциональными моделями, недостаточно для успешного моделирования. Поэтому при построении цифрового устройства применяется структурная модель, в качестве которой используется логическая сеть или схема.

Логическая схема – это ориентированный граф, вершинами которого являются логические элементы, узлы разветвления, входы и выходы.

Готовые работы на аналогичную тему

Направленные дуги графа представляют собой соединения сети. Правильной логической сетью или схемой является та, у которой выходы двух составляющих не соединены вместе, а каждая функция может быть представлена как булева функция выхода комбинационного устройства. Основу логической сети составляют элементы следующих типов: элементы памяти, работа которых описывается моделью конечного автомата; составляющие, функционирование которых описывается булевыми функциями. На рисунке ниже представлена последовательная схема, которая задана конечным автоматом.

Рисунок 2. Схема. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ

Этапы проектирования цифровых устройств

Процесс проектирования цифрового устройства состоит из следующих этапов:

Важной составляющей всех этапов процесса проектирования цифрового устройства является его тестирование. Процедуре тестирования уделяется большое количество работ. Тестирование осуществляется не только после описания устройства, но и во время процесса описания компонентов и устройства в целом. Почти на всех устройствах создаются тестовые последовательности. Только в комбинационных схемах тестовая последовательность может совпадать с таблицей истинности, являющееся основой для разработки тестов. Обычно, создается не один тестовый пример, а целый ряд различных устройств.

При разработке высокоскоростных систем и устройств стремятся реализовать проекты таким образом, чтобы большинство отдельных компонентов функционировало в индивидуальном автономном режиме. Каждое устройство, работающее в собственной временной сетке, называется кластером, а большинство систем строится по многокластерному принципу. Таким образом процедура проектирования включает разработку большого количества интерфейсов, что способствует значительному усложнению процесса проектирования.

Классическим решением, которое обеспечивает необходимый уровень надежности процедуры обмена данными являются принципы квитирования. Реализация данного принципа основана на взаимодействии введения в цепь обмена информацией двух управляющих сигналов: один из которых идет от источника информации, а второй от приемника информации и соответствующих информационных сигналов, сообщающих о завершении цифровым устройством какой-либо операции.

Источник

Пример проектирования цифрового устройства «на пальцах»

Привет, Хабр! Это начало небольшого цикла из двух статей с пошаговым проектированием цифрового устройства с уклоном на практику. Минимум «воды» и максимум практики!

Для чего нужно проектирование цифровых устройств. Смотреть фото Для чего нужно проектирование цифровых устройств. Смотреть картинку Для чего нужно проектирование цифровых устройств. Картинка про Для чего нужно проектирование цифровых устройств. Фото Для чего нужно проектирование цифровых устройств

Для начала работы возьмем следующие выходные параметры: 0000110001110001

Примечание: существует множество способов и программ для проектирования цифровых устройств. Показанное в статье может отличаться от привычных вам. Это нормально.

Инструменты, материалы и прочее:

Начало работы

1. Построение таблицы истинности и нахождение совершенной дизъюнктивной нормальной формы (СДНФ)

Первым делом необходимо составить таблицу истинности по формуле

Для чего нужно проектирование цифровых устройств. Смотреть фото Для чего нужно проектирование цифровых устройств. Смотреть картинку Для чего нужно проектирование цифровых устройств. Картинка про Для чего нужно проектирование цифровых устройств. Фото Для чего нужно проектирование цифровых устройств

где N – количество возможных вариантов, а i – количество выходных сигналов.

В представленном случае это будет выглядеть так:

Для чего нужно проектирование цифровых устройств. Смотреть фото Для чего нужно проектирование цифровых устройств. Смотреть картинку Для чего нужно проектирование цифровых устройств. Картинка про Для чего нужно проектирование цифровых устройств. Фото Для чего нужно проектирование цифровых устройств

На основе полученных данных можно перейти к построению таблицы истинности. Для наглядности входные сигналы были обозначены как A, B, C и D, выходной как F.

Для чего нужно проектирование цифровых устройств. Смотреть фото Для чего нужно проектирование цифровых устройств. Смотреть картинку Для чего нужно проектирование цифровых устройств. Картинка про Для чего нужно проектирование цифровых устройств. Фото Для чего нужно проектирование цифровых устройств

После построения таблицы истинности можно приступать к получению СДНФ. Это выполняется в два шага:

Для чего нужно проектирование цифровых устройств. Смотреть фото Для чего нужно проектирование цифровых устройств. Смотреть картинку Для чего нужно проектирование цифровых устройств. Картинка про Для чего нужно проектирование цифровых устройств. Фото Для чего нужно проектирование цифровых устройств

Для чего нужно проектирование цифровых устройств. Смотреть фото Для чего нужно проектирование цифровых устройств. Смотреть картинку Для чего нужно проектирование цифровых устройств. Картинка про Для чего нужно проектирование цифровых устройств. Фото Для чего нужно проектирование цифровых устройств

2. Создание карты Карно, минимизация и приведение к базису И-НЕ

Полученную СДНФ необходимо сократить при помощи карт Карно.

Три шага для построения карт Карно:

Для чего нужно проектирование цифровых устройств. Смотреть фото Для чего нужно проектирование цифровых устройств. Смотреть картинку Для чего нужно проектирование цифровых устройств. Картинка про Для чего нужно проектирование цифровых устройств. Фото Для чего нужно проектирование цифровых устройств

Для чего нужно проектирование цифровых устройств. Смотреть фото Для чего нужно проектирование цифровых устройств. Смотреть картинку Для чего нужно проектирование цифровых устройств. Картинка про Для чего нужно проектирование цифровых устройств. Фото Для чего нужно проектирование цифровых устройств

Следующее действие — минимизация полученных групп. Общий принцип можно свести к следующему:
Если 11 — значение не меняется;
Если 00 — присваивается отрицание;
Если 01 (или 10) — вычеркивается.

Для чего нужно проектирование цифровых устройств. Смотреть фото Для чего нужно проектирование цифровых устройств. Смотреть картинку Для чего нужно проектирование цифровых устройств. Картинка про Для чего нужно проектирование цифровых устройств. Фото Для чего нужно проектирование цифровых устройств

Полученные произведения связываются в дизъюнкцию:

Для чего нужно проектирование цифровых устройств. Смотреть фото Для чего нужно проектирование цифровых устройств. Смотреть картинку Для чего нужно проектирование цифровых устройств. Картинка про Для чего нужно проектирование цифровых устройств. Фото Для чего нужно проектирование цифровых устройств

После чего составленное выражение приводится к базису И-НЕ при помощи закона де Моргана (отрицание конъюнкции есть дизъюнкция отрицаний, отрицание дизъюнкции есть конъюнкция отрицаний):

Для чего нужно проектирование цифровых устройств. Смотреть фото Для чего нужно проектирование цифровых устройств. Смотреть картинку Для чего нужно проектирование цифровых устройств. Картинка про Для чего нужно проектирование цифровых устройств. Фото Для чего нужно проектирование цифровых устройств

Обратите внимание на изменения — появилось двойное отрицание (по одной на «группу» и одно общее) и изменились знаки.

По желанию также можно составить логическую схему. Почему по желанию? Потому что дальше будет составление электронной схемы на основе логических элементов, а она, по своей сути, является той же самой логической схемой, но с возможностью проверки работоспособности.

Пример логической схемы:

Для чего нужно проектирование цифровых устройств. Смотреть фото Для чего нужно проектирование цифровых устройств. Смотреть картинку Для чего нужно проектирование цифровых устройств. Картинка про Для чего нужно проектирование цифровых устройств. Фото Для чего нужно проектирование цифровых устройств

3. Электронная схема на основе логических элементов

Основные расчеты завершены. Теперь можно отложить листок с ручкой и линейкой. Переходим в Electronics Workbench.

В данном случае этот этап выступает «промежуточным» и упрощает процесс перехода от выражения в базисе И-НЕ к электронной схеме на основе микросхем.

Для чего нужно проектирование цифровых устройств. Смотреть фото Для чего нужно проектирование цифровых устройств. Смотреть картинку Для чего нужно проектирование цифровых устройств. Картинка про Для чего нужно проектирование цифровых устройств. Фото Для чего нужно проектирование цифровых устройств

Для чего нужно проектирование цифровых устройств. Смотреть фото Для чего нужно проектирование цифровых устройств. Смотреть картинку Для чего нужно проектирование цифровых устройств. Картинка про Для чего нужно проектирование цифровых устройств. Фото Для чего нужно проектирование цифровых устройств

1 — Питание;
2 — Переключатели, используемые для подачи сигналов;
3 — Индикаторы (применяются для наглядной проверки работоспособности);
4 — Логические элементы типа «НЕ»;
5 — Логические элементы типа «3И-НЕ»;
6 — Логический элемент типа «4И-НЕ»;
7 — Заземление.

Как можно заметить, логические элементы электронной схемы внешне отличаются от тех, что были представлены ранее (в логической схеме). Это связано с тем, что в Electronics Workbench условное графическое обозначение логических элементов выполнено по стандартам ANSI, тогда как показанная ранее логическая схема была выполнена в соответствии ГОСТ 2.743-91.

Для чего нужно проектирование цифровых устройств. Смотреть фото Для чего нужно проектирование цифровых устройств. Смотреть картинку Для чего нужно проектирование цифровых устройств. Картинка про Для чего нужно проектирование цифровых устройств. Фото Для чего нужно проектирование цифровых устройств

Работоспособность электронной схемы проверяется по таблице истинности. Для этого нужно нажать кнопку запуска

Для чего нужно проектирование цифровых устройств. Смотреть фото Для чего нужно проектирование цифровых устройств. Смотреть картинку Для чего нужно проектирование цифровых устройств. Картинка про Для чего нужно проектирование цифровых устройств. Фото Для чего нужно проектирование цифровых устройств

и начать производить переключения, проводя сравнение с таблицей истинности.

Для чего нужно проектирование цифровых устройств. Смотреть фото Для чего нужно проектирование цифровых устройств. Смотреть картинку Для чего нужно проектирование цифровых устройств. Картинка про Для чего нужно проектирование цифровых устройств. Фото Для чего нужно проектирование цифровых устройств

ВАЖНО: нужно проверять каждую строчку. Выборочная проверка ничего не даст.

4. Электронная схема на основе микросхем

На базе имеющихся данных производится построение электронной схемы на основе микросхем (также по полученной схеме можно будет ориентироваться во время проектирования печатной платы).

Для чего нужно проектирование цифровых устройств. Смотреть фото Для чего нужно проектирование цифровых устройств. Смотреть картинку Для чего нужно проектирование цифровых устройств. Картинка про Для чего нужно проектирование цифровых устройств. Фото Для чего нужно проектирование цифровых устройств

Как можно заметить, в полученной электронной схеме использовано 4 микросхемы — 7404 (аналог К155ЛН1), 7410 (аналог К155ЛА4), 7410 (аналог К155ЛА4) и 7420 (аналог К155ЛА1). Для того чтобы понять, как происходит подключение, следует обратиться к фактическому изображению микросхем.

Для чего нужно проектирование цифровых устройств. Смотреть фото Для чего нужно проектирование цифровых устройств. Смотреть картинку Для чего нужно проектирование цифровых устройств. Картинка про Для чего нужно проектирование цифровых устройств. Фото Для чего нужно проектирование цифровых устройств
Для чего нужно проектирование цифровых устройств. Смотреть фото Для чего нужно проектирование цифровых устройств. Смотреть картинку Для чего нужно проектирование цифровых устройств. Картинка про Для чего нужно проектирование цифровых устройств. Фото Для чего нужно проектирование цифровых устройств
Для чего нужно проектирование цифровых устройств. Смотреть фото Для чего нужно проектирование цифровых устройств. Смотреть картинку Для чего нужно проектирование цифровых устройств. Картинка про Для чего нужно проектирование цифровых устройств. Фото Для чего нужно проектирование цифровых устройств

Сначала это может показаться сложным, но со временем вы поймете, что это не так уж и трудно.
ВАЖНО: не забывайте делать проверку.

Источник

Проектирование цифровых устройств

Изучение методов, используемых при анализе и логическом проектировании цифрового устройства. Описание его структуры и алгоритма функционирования. Приведение принципиальной схемы дешифратора и делителя частоты. Расчет мультивибратора и сопротивлений.

РубрикаКоммуникации, связь, цифровые приборы и радиоэлектроника
Видкурсовая работа
Языкрусский
Дата добавления13.04.2014
Размер файла1,4 M

Для чего нужно проектирование цифровых устройств. Смотреть фото Для чего нужно проектирование цифровых устройств. Смотреть картинку Для чего нужно проектирование цифровых устройств. Картинка про Для чего нужно проектирование цифровых устройств. Фото Для чего нужно проектирование цифровых устройств

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

цифровой принципиальный дешифратор мультивибратор

Синтез цифровых устройств

Цель работы: Изучение методов, используемых при анализе и логическом проектировании цифровых устройств.

Структура и алгоритм функционирования проектируемого цифрового устройства

В данном курсовом проекте требуется произвести синтез цифрового устройства, представленного ниже:

Устройство состоит из генератора тактовых импульсов (ГТИ), делителя частоты, счётной схемы, двух дешифраторов и элементов индикации. Частота вырабатываемых генератором импульсов, уменьшается делителем до 0,1 Гц. Счётная схема, в зависимости от числа поступающих на её вход импульсов, устанавливается в одно из устойчивых состояний, соответствующих определённым комбинациям кода. Каждая кодовая комбинация, отображается на индикаторах соответствующим ей шестнадцатеричным числом.

Логическое проектирование дешифраторов

В синтезируемом цифровом устройстве дешифратор расшифровывает значение выдаваемой в каждом состоянии счётной схемы кодовой комбинации, преобразуя её в код, отображающий на индикаторе соответствующее данной комбинации шестнадцатеричное число.

В соответствии с заданием на курсовой проект следует составить таблицу соответствия кодовых комбинаций на выходе счётной схемы и входах дешифраторов:

Источник

Проектирование цифрового устройства

Разработка структурной, функциональной и электрической принципиальной схем цифрового устройства, алгоритм его работы. Выбор и обоснование критериев подбора интегральных микросхем, их сравнительная оценка. Проектирование генератора тактовых импульсов.

РубрикаКоммуникации, связь, цифровые приборы и радиоэлектроника
Видкурсовая работа
Языкрусский
Дата добавления24.09.2011
Размер файла125,5 K

Для чего нужно проектирование цифровых устройств. Смотреть фото Для чего нужно проектирование цифровых устройств. Смотреть картинку Для чего нужно проектирование цифровых устройств. Картинка про Для чего нужно проектирование цифровых устройств. Фото Для чего нужно проектирование цифровых устройств

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

МИНИСТЕРСТВО ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ УКРАИНЫ

Сумской Государственный Университет

Кафедра Автоматики и Промышленной Электроники

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА


к курсовому проекту по курсу: «Цифровая схемотехника»


по теме: «Проектирование ц ифрового устройства»


ФЗ 51.6.090803.574ПЗ


Руководитель проекта Мировицкий Г. П.


Проектировал студент Симоненко А.В.


группы ПЭЗ-51


Оценка работы


Члены комиссии:


Сумы 1999


СОДЕРЖАНИЕ

Внедрение микропроцессорной, и вообще цифровой, техники в устройства управления промышленными объектами требует от специалистов самого различного профиля быстрого освоения этой области знания. В процессе разработки функциональных схем цифровых устройств отчетливо выделяются два характерных этапа. На первом этапе, который можно назвать структурным проектированием, заданный неформально алгоритм разработчик представляет в виде последовательности некоторых операторов, таких, как получение результата, счет, преобразование кода, передача информации. При этом он старается использовать ограниченный набор общепринятых операторов. При использовании этих операторов, как правило, алгоритм можно представить довольно небольшим их числом. Структура алгоритма становится обозримой, понятной, легко читаемой и однозначной. На основе полученной структуры алгоритма формулируются технические требования к схемам, реализующим отдельные операторы. По техническим требованиям в качестве функциональных узлов схемы можно применить либо готовые блоки в интегральном исполнении, либо, если таких микросхем в наличии нет, синтезировать их из более простых элементов. Подобный синтез первоначально производится при помощи алгебры логики, после чего по полученным функциям строится эквивалентная схема. Однако, как правило, синтезированные схемы хуже их аналогов в интегральном исполнении. К этому приводят следующие обстоятельства: большее время задержки, большие габариты, большее потребление энергии. Поэтому результативного проектирования цифровых устройств разработчик должен уметь: выбрать наиболее приемлемый вариант решения поставленной задачи, работать с алгеброй логики, знать основные цифровые элементы и уметь их применять, по возможности знать наиболее простые и распространенные алгоритмы решения основных задач. Знание наиболее распространенных инженерных приемов в проектировании устройств позволит в будущем сразу воспользоваться готовой схемой, не занимаясь бесполезной работой. Необходимо заметить, что реализация схемы гораздо сложнее, чем простое решение задачи в алгебре логики и наборе полученной функции из логических элементов. В действительности даже, казалось бы, самые простые элементы, необходимо включать по определенной схеме, знать назначения всех выводов. Необходимо знать, чем различаются элементы в пределах серии. Понимание внутренней логики микросхемы особенно важно именно для специалистов по автоматике и промышленной электронике, поскольку цифровые микросхемы изначально создавались для выполнения строго определенных функций в составе ЭВМ. В условиях автоматики и радиотехники они часто выполняют функции, не запланированные в свое время их разработчиками, и грамотное использование микросхем в этих случаях прямо зависит от понимания логики их работы. Хорошее знание тонкостей функционирования схем узлов становится жизненно необходимым при поиске неисправностей, когда нужно определить, имеется ли неисправность в данном узле или же на его вход поступают комбинации сигналов, на которые схема узла не рассчитана. Составление тестов, а тем более разработка само проверяемых схем также требуют очень хороших знаний принципов работы узлов.

1. РАЗРАБОТКА СТРУКТУРНОЙ и ФУНКЦИОНАЛЬНОЙ СХЕМЫ УСТРОЙСТВА

1.1 Разработка структурной схемы устройства


В состав структурной схемы войдут следующие элементы:


Детектор фронтов


Схема подсчета тактовых импульсов


Тактовый генератор


Схема преобразования параллельного кода в последовательный


Схема отображения


Структурную схему можно представить так, как отображено на рисунке 2.


цифровой устройство генератор импульс схема


При поступлении переднего фронта измеряемого импульса детектор фронтов (ДФ) формирует управляющий сигнал на начало счета. Формируемые тактовым генератором (ТГ) импульсы поступают на схему подсчета тактовых импульсов (СУ). При поступлении заднего фронта измеряемого импульса ДФ формирует сигнал останавливающий. счет. При этом количество подсчитанных импульсов выводится на схему отображения (УО) и через схему преобразования параллельного кода в последовательный (ПК) в устройство обработки.


1.2 Разработка функциональной схемы устройства

Детектор фронтов состоит из двух ждущих мультивибраторов и триггера. Один ждущий мультивибратор предназначен для выделения заднего фронта импульса и сбрасывает триггер. Другой ждущий мультивибратор предназначен для выделения переднего фронта импульса и переключает триггер в единичное состояние и вырабатывает сигнал сброса счетчика. Оба мультивибратора вырабатывают импульсы длительности необходимой для надежного переключения триггера.

Схема подсчета тактовых импульсов состоит из элемента «И» и счетчика. Элемент «И» пропускает тактовые импульсы от генератора, только если триггер находится в единичном состоянии. Счетчик обеспечивает подсчет импульсов.

Схема отображения содержит регистр, дешифратор и индикаторы. Использование регистра позволяет избежать мерцания во время подсчета. Запись в регистр выполняется только по окончанию подсчета длительности импульса. Дешифратор необходим для преобразования двоично-десятичного кода в код обеспечивающий отображение соответствующей цифры.

Рисунок 2. Функциональная схема

Схема преобразования параллельного кода в последовательный состоит из преобразования кода 8421 в код 8421+3 и сдвигового регистра обеспечивающего преобразование параллельного кода в последовательный.

В состав тактового генератора входит генератор прямоугольных импульсов заданной частоты и делитель частоты для сдвигового регистра.

Определим разрядность индикатора по формуле:

Разрядность регистра с параллельным вводом и последовательным выводом информации определим исходя из того, что для отображения каждого десятичного разряда требуется 4 бита:

2. РАЗРАБОТКА ПРИНЦИПИАЛЬНОЙ СХЕМЫ УСТРОЙСТВА

Источник

Проектирование цифровых устройств

Понятие модема как устройства, которое позволяет организовать связь между компьютерами, находящимися на удалении друг от друга. Основные сведения о внутреннем устройстве и архитектуре современных модемов, принцип работы и проектирование. Маршрутная карта.

РубрикаКоммуникации, связь, цифровые приборы и радиоэлектроника
Видкурсовая работа
Языкрусский
Дата добавления03.11.2014
Размер файла129,2 K

Для чего нужно проектирование цифровых устройств. Смотреть фото Для чего нужно проектирование цифровых устройств. Смотреть картинку Для чего нужно проектирование цифровых устройств. Картинка про Для чего нужно проектирование цифровых устройств. Фото Для чего нужно проектирование цифровых устройств

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

1.1 Основные сведения о модеме

1.2 Архитектура модемов

2. Специальная часть

2.1 Принцип работы модема

2.2 Проектирование модема

3. Технологический процесс

3.1 Проетикрование технологического процесса

3.2 Документы технологического процесса

3.3 Маршрутная карта

Телефонные каналы, разработанные специально для передачи голоса, не очень эффективны для передачи данных, но их преимущество заключается в том, что они густой сетью опутали весь мир и досту п ны.

Существуют еще пока малораспространенные и дорогие полностью цифровые телефонные сети по стандарту ISDN, которые позволяют кач е ственно передавать одновременно и голос и данные. Однако и там нужно п е реходное устройство, которое называется ISDN-адаптером, который по внешнему виду п о хож на модем.

Практический предел физической скорости при передаче по стандар т ному телефонному каналу равен примерно 32 Кбит/с. Современные модемы уже подошли к этому пределу. За счет упаковки данных эффективную ск о рость передачи можно несколько поднять, но ясно, что много мегабайт быс т ро передать нельзя (это в принципе возможно на других устройствах и кан а лах).

Кроме того, даже в странах с развитой телефонией, стоимость аналог о вых каналов значительно меньше цифровых. Поэтому модемы всегда останутся как недорогое реш е ние, особенно для малого бизнеса.

Целью курсовой работы является приобретение практических навыков по проектированию простейших цифровых устройств.

Для достижения цели необходимо решить следующие за дачи:

ѕ Систематизация и закрепление полученных теоретических зн а ний и практических умений по общепрофессиональным и специальным ди с циплинам;

ѕ Углубление теоретических знаний в соответствии с заданной т е мой;

ѕ Формирование умений применять теоретические знания при р е шении поставленных вопросов;

ѕ Формирование умений использовать справочную, нормативную и правовую документацию;

ѕ Развитие творческой инициативы, самостоятельности, отве т ственности и организованности.

Необходимо выделить следующие методы, которые применены при выпо л нении КП:

ѕ Изучение научной литературы;

ѕ Анализ логики работы схемы;

ѕ Составление пакета технологических документов;

ѕ Выполнение работ в ПО DipTrace.

1.1 Общие сведения о цифровом модеме

Модем состоит из адаптеров портов канального и DTE—DCE интер фейсов; универсального (PU), сигнального (DSP) и модемного процессоров; постоянного (ПЗУ, ROM), постоянного энергонезависимого перепрограммир у емого (ППЗУ, ERPROM) оперативного (ОЗУ, RAM) запоминающих устройств и схемы индикаторов с о стояния модема.

Интеллектуальные возможности модема определяются в основном типом используемого PU и микропрограммой управления модемом, хранящей ся в ROM. Путем замены или перепрограммирования ROM иногда можно достичь сущ е ственного улучшения свойств модема, то есть произвести его модерниз а ция, или апгрейд (upgrade). Такого рода модернизация некоторых моделей модемотз может обеспечить поддержку новых протоколов или се р висных функций, таких как автоматическое определение номера (АОН) в ы зывающего абонента. Для облегчения такой модернизации в последнее время вместо микросхем ROM стали широко применяться микросхемы флэш-памяти (FlashROM).

Схема ERPROM позволяет сохранять установки модема в так называе мых профайлах или профилях модема на время его выключения. Память RAM интенсивно используется для временного хранения данных и выполн е ния промежуточных вычислений как универсальным, так и цифровым сигнальным процесс о рами.

На сигнальный процессор, как правило, возлагаются задачи по реали зации основных функций протоколов модуляции (кодирование сверточным кодом, относительное кодирование, скремблирование и т. д.), за исключен и ем разве что собственно операций модуляции/демодуляции. Последние оп е рации обычно выполняются специализированным модемным проце с сором.

Описанное распределение функций между составными частями модема может быть, и скорее всего будет, совсем не таким, какое реализовано в вашем кон кретном модеме. Однако внутренней начинкой современного модема все эти функции в той или иной мере должны выполняться.

Ниже подробнее остановимся на устройстве аналоговых (для телефон ных каналов) и цифровых модемах и основных их функциях, связанных с обрабо т кой сигналов. Согласно рисунке 1 эти функции реализуются цифровым сигнал ь ным процессором, модемным процессором и собственно канальным интерфе й сом.

1.2 Архитектура цифрового модема

Две архитектуры кабельной сети прошли полевые испытания на скорость передачи данных. Это симметричная и асимметричная ар хитектуры.

Передача информации по кабельным сетям может использоваться для различных целей. В промышленности, где кабельная сеть создается самим предприятием для пересылки информации, разумно использовать симметричную архите к туру, поскольку в этом случае скорость обратной и прямой передачи од и накова. Для существующих модемов она составляет примерно 10 Мбит/с (LANcity), т. е. сопоставима со ск о ростью передачи в Ethernet.

Для подключения домашнего компьютера к Internet или другой гл о бальной сети, видимо, придется использовать асимметричную архитектуру. Существующая кабельная сеть, к которой можно подключить домашний компьютер, предназначена для телевизионных сигналов и не позволяет пер е давать обратный сигнал с достаточно высокой скоростью. Обычно пользователи домашнего ко м пьютера используют связь с Internet для доступа к WWW и телеконференциям, а для этого требуется передача большего количества данных от станции к пользователю, а не наоборот. Чтобы получать графич е ские, звуковые и видеофайлы из Internet, требуются большие скорости пер е дачи от станции к клиенту. Выполнение же URL-запросов или передача эле к тронной почты не порождают большого потока данных от пользователя к станции. Поэтому передачу обратного сигнала можно в ы полнять с меньшей скоростью, например по телефонной линии.

– DSP-ядро ADSP2181 c производительностью 34 MIPS для обр а ботки сигнала ;

– 48K памяти программ и 32K памяти данных ;

– канала АЦП для ввода сигналов с линии и со звуковой карты ;

– канала ЦАП для телефонной линии, звуковой карты и встроенн о го динамика ;

– Порт подключения энергонезависимой памяти настроек NVRAM ;

2. Специальная часть

2.1 Принцип работы цифрового модема

Большинство пользователей для передачи данных использовало тел е фонную сеть. Для того чтобы можно было использовать цифровой вид пер е дачи, необходимо, чтобы и посылающий и получающий имели бы цифровую АТС. Кроме того, на телефонной линии не должно быть спаренных телеф о ном и охранной сигнализации. До сих пор некоторые пользователи пользуются аналоговыми м о демами.

Основные характеристики модемов:

Внешние модемы (новые) подключаются к разъему USB, PCMCIA или ExpressCard и не требуют дополнительного питания, так как получают его из разъема.

Внешний модем (старые) подключается к последовательному порту и находится в отдельном корпусе. Данный вид требует подключения к элек трической сети через трансформатор. К его достоинствам нужно отнести то, что он не занимает слот расширения, позволяет легко перенести его от одн о го компьютера к другому:

– поддерживаемый стандарт и скорость передачи;

– размер оперативной памяти или флэш-памяти.

Дополнительные возможности модемов: оцифровка голоса и перевод его в аналоговый сигнал для разговора при передаче данных; факс; автомати ческое определение номера звонившего; автоответчик; электронный секретарь и пр о чие возможности, которые имеют телефонные аппараты.

Как правило, современный модем имеет следующие возможности телефона, которые мы и приведем. Это: переговоры с несколькими абонент а ми; временное отключение микрофона; включение внешних громкоговор и телей; память для номеров абонентов; повторный вызов абонента; автодозвон; автоматическое опр е деление номера; запоминание звонивших номеров и времени звонка; определение второго звонка во время разговора; защита от нежелательных звонков; запись получаемых сообщений; автоответчик; д и станционное управление; на панели телефона могут быть кнопки с функци я ми: автоповтор, прослушивание оставленных сообщений, отключение тел е фона, выключение внешних динамиков и пр.; на п а нели телефона могут быть индикаторы, определяющие режим работы, снятие трубки и пр.; может быть дисплей с данными о вход я щих и исходящих звонках, времени разговора и пр.; голосовой набор, пользователь голосом называет фам и лию абонента, а модем соединяет с его номером; быстрый набор, набор номера при помощи одной или двух клавиш; автосекретарь, ответ на поступившие звонки при разговоре с другим абонентом; сбор статистики о количестве поступивших звонков, их номерах, времени разговора в течение дня и пр.; другие функции, например, дозвон по определенному номеру в определенное время дня, будил ь ник и пр.

При зависании модема можно восстановить его работоспособность сбросом питания (внешний вынуть и снова вставить), при этом выключать компьютер не требуется. Кроме того, он имеет индикацию, по которой можно определить сост о яние модема.

Обычная телефонная линия использует для пропускания частоты от 0.3 до 3.4 КГц, у ADSL модема нижняя частота для исходящего потока составл я ет 26 кГц, а верхняя 138 КГц, а для входящего потока от 138 кГц до 1.1 Мгц. Таким о б разом, можно разговаривать по телефону и передавать и получать данные одн о временно.

Тем не менее, первые модемы не позволяли достаточно комфортно разговаривать по телефону, так как высокочастотная часть модема вносила посторонние шумы в телефонный разговор (и наоборот разговор вносил искажения в передачу данных). Чтобы этого из бежать стали применять частотный фильтр (Splitter-частотный разделитель), который пропускал к телефону только низкие частоты.

2. 2 Проектирование модема

Основная функция САПР состоит в выполнении автоматизированного про ектирования на всех или отдельных стадиях проектирования объектов и их составных частей. Основная функция САПР состоит в выполнении авт о матизированного проектирования на всех или отдельных стадиях проектирования об ъ ектов и их составных частей.

При создании САПР и их составных частей следует руководствоваться сл е дующими основными принципами:

Принцип системного единства должен обеспечивать целостность си стемы и системную связность проектирования отдельных элементов и всего объекта пр о ектирования в целом (иерархичность проектирования).

Принцип совместимости должен обеспечивать совместное функциониров а ние составных частей САПР и сохранять открытую систему в целом.

Принцип типизации заключается в ориентации на преимущественное создание и использование типовых и унифицированных элементов САПР. Типизации подлежат элементы, имеющие перспективу многократного пр и менения. Типовые и унифицированные элементы, периодически проходят экспертизу на соответствие современным требованиям САПР и модифицируются по мере необходим о сти.

Процесс разработки схемы в САПР DipTrace

Для начала была создана рамка и штамп. Затем следует создание библиот е ки. Дальше устанавливаем компоненты и соединяем их. Схема готова.

DipTrace является наиболее удобной системой для проектирования схем.

3. Технологический процесс

3.1 Проектирование технологического процесса

Для изложения технологических процессов в МК используют способ заполнения, при котором информацию вносят построчно несколькими типами строк. Каждому типу строки соответствует свой слу жебный символ.

Служебные символы условно выражают состав информации, размеща емой в графах данного типа строки формы документа, и предназначены для обработки содержащейся информации средствами механизации и автомат и зации.

Простановка служебных символов является обязательной и не зависит от применяемого метода проектирования до кументов.

Допускается не проставлять служебный символ на последующих стро ках, несущих ту же информацию, при описании одной и той же операции, на данном листе документа, для документов, заполняемых рукописным спос о бом или с помощью печатающей машинки и не подлежащих обработке средствами механиз а ции и автоматизации.

В качестве обозначения служебных символов приняты буквы русского алфавита, проставляемые перед номером соответствующей строки, и выполняе мые прописной буквой, например, М01, А12 и т.д.

Для изложения технологических процессов в МК используют способ заполнения, при котором информацию вносят построчно несколькими типами строк. Каждому типу строки соответствует свой слу жебный символ.

Служебные символы условно выражают состав информации, размеща емой в графах данного типа строки формы документа, и предназначены для обработки содержащейся информации средствами механизации и автомат и зации.

Простановка служебных символов является обязательной и не зависит от применяемого метода проектирования до кументов.

Допускается не проставлять служебный символ на последующих стро ках, несущих ту же информацию, при описании одной и той же операции, на данном листе документа, для документов, заполняемых рукописным спос о бом или с помощью печатающей машинки и не подлежащих обработке средствами механиз а ции и автоматизации.

В качестве обозначения служебных символов приняты буквы русского алфавита, проставляемые перед номером соответствующей строки, и выполняе мые прописной буквой, например, М01, А12 и т.д.

3.2 Документы технологического процесса

Проектируемый технологический процесс оформляют соответствую щей технологической документацией из числа стандартов ЕСТД. Комплектность, в и ды и формы технологических документов выбирает разработчик.

Полный состав технологических документов, правила и положения по порядку их разработки и оформления определяет Единая система технологи ческой документации (ЕСТД).

К технологическим документам относятся графические и текстовые документы, которые в совокупности или в отдельности определяют техноло гический процесс изготовления или ремонта изделия и содержат необходимые да н ные для его организации.

Технологические документы подразделяют на документы общего назначения и документы специального назначения (на технологические процессы, специализированные по технологическим методам вы полнения).

К документам общего назначения относятся:

ѕ Титульный лист (ТЛ);

ѕ Карта эскизов (КЭ);

ѕ Технологическая инструкция (ТИ).

К специальным документам относятся:

ѕ Карта технологического процесса (КТП)—для операционного описания технологического процесса изготовления или ремонта изделия (с о ставных частей изделия) в технологической последовательности по всем оп е рациям одного вида формообразования, обработки, сборки или ремонта с указанием переходов, технологических режимов и данных о средствах технологического оснащения, материальных и трудовых з а тратах;

ѕ Карта типового (группового) технологического процесса (КТТП). Применяется вместе с ведомостью деталей (сборочных единиц) к типовому (групповому) технологическому процессу (ВТП);

– выбор технологических баз;

– подбор типового технологического процесса;

– определение последовательности и содержания технологических оп е раций;

– определение, выбор и заказ новых средств технологического оснащения (в том числе средств контроля и исп ы тания);

– назначение и расчет режимов обработки;

– выбор средств механизации и автоматизации элементов технологических процессов и внутрицеховых средств транспортир о вания и другие.

При разработке технологических процессов используются классифика торы технологических операций, системы обозначения, типовые технолог и ческие процессы, стандарты, каталоги, справочники и «Единая система технологической д о кументации (ЕСТД)».

При разработке типовых технологических процессов необходимо уч и тывать конкретные производственные условия типового представителя гру п пы изделий, обладающих общими конструктивно-технологическими призн а ками.

К типовому представителю группы изделия обычно относится такое изд е лие, изготовление которого требует наибольшего количества основных и вспомогательных операций, характерных для изделий, входящих в эту гру п пу.

Необходимость разработки типовых технологических процессов опр е деляется экономической целесообразностью, связанной с частотой применения изд е лия группы. Типизация осуществляется в двух направлениях:

– типизация комплексных технологических процессов изготовл е ния однотипных изделий;

– типизация и стандартизация отдельных операций обработки ра з личных изделий.

Типовые технологические процессы могут быть оперативными и перспек тивными.

Типовые технологические процессы и стандарты на технологические операции являются информационной основой при разработке рабочего технологич е ского процесса.

3.3 Маршрутная карта

Для изложения технологических процессов в МК используют способ заполнения, при котором информацию вносят построчно несколькими типа ми строк. Каждому типу строки соответствует свой служебный символ. Сл у жебные символы условно выражают состав информации, размещаемой в графах данного типа строки формы документа и предназначены для обрабо т ки содержащейся информации средствами механизации и автоматизации. Простановка служебных символов явл я ется обязательной.

В качестве обозначения служебных символов приняты буквы русского алфавита, проставляемые перед номером соответствующей строки и выпо л няемые прописной буквой, например, M01, A12 и т.д.

Служебные символы условно выражают состав информации и их следует проставлять перед номером соответств у ющей строки:

Любая форма человеческой деятельности, любой процесс функциони рования технического объекта связаны с передачей и преобразованием и н формации. Без информации и ее переработки невозможны организованные системы, какими являются живые организмы и искусственные, созданные человеком те х нические системы.

В данном курсовом проекте был рассмотрен метод преобразования аналоговых данных в цифровые, в таком элементе микропроцессорных устройств, как АЦП.

Были приобретены навыки по проектированию цифрового устройства.

Это удобная программа, которая призвана создавать конструкторскую и технологическую документацию,3D модели и чертежи, что позволило справит ь ся с задачами курсового проекта.

Размещено на Allbest.ru

Подобные документы

Исследование внутреннего устройства и архитектуры современных модемов. Распределение функций между составными частями модема. Анализ функций аналоговых и цифровых модемов, связанных с обработкой сигналов. Метод преобразования аналоговых данных в цифровые.

курсовая работа [335,9 K], добавлен 09.11.2014

Структура, функции модемов в ТКС, их сравнительный анализ. Характеристика модемов для аналоговых и цифровых каналов связи. Технология высокоскоростных и коммутируемых подключений. Основные моменты процедуры выбора модема. Организация работы модемов.

курсовая работа [56,1 K], добавлен 21.07.2012

Исследование внутреннего устройства и архитектуры современных модемов. Изучение их видов, интеллектуальных возможностей и компонентов. Основные функции универсального процессора. Характеристика модемов для цифровых систем передачи и сотовых систем связи.

контрольная работа [79,5 K], добавлен 13.10.2016

Технические характеристики цифрового компаратора. Описание цифровых и аналоговых компонентов: микросхем, датчиков, индикаторов, активных компонентов, их условные обозначения и принцип работы. Алгоритм работы устройства, структурная и принципиальная схемы.

курсовая работа [1023,2 K], добавлен 29.04.2014

Алгоритмическое, логическое и конструкторско-технологическое проектирование операционного автомата. Изучение элементной базы простейших цифровых устройств. Разработка цифрового устройства для упорядочивания двоичных чисел. Синтез принципиальных схем.

курсовая работа [2,5 M], добавлен 07.01.2015

Модемная связь в информационных сетях. Классификация и устройство современных модемов, поддержка протоколов. Типовая система передачи данных. Характеристика модемов, использующих различные типы передающей среды. Схема модема для телефонной линии.

реферат [456,6 K], добавлен 05.02.2013

Обзор современных схем построения цифровых радиоприемных устройств (РПУ). Представление сигналов в цифровой форме. Элементы цифровых радиоприемных устройств: цифровые фильтры, детекторы, устройства цифровой индикации и устройства контроля и управления.

курсовая работа [1,3 M], добавлен 15.12.2009

Источник

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *