Косвенный метод


Измеряется период входного сигнала, для чего подсчитывается количество импульсов образцо­вой частоты в течение периода (рис.2), и затем вычисляется обратная ему величина. И этот метод имеет свои недостатки. Здесь противоположная си­туация: если частота входного сигнала велика, то точность измерения пе­риода, а значит и частоты, будет низкой, так как количество сосчитанных импульсов будет мало (см. рис.1.2). Рис. Читать далее

СТРУКТУРА ЦИФРОВОГО ЧАСТОТОМЕРА


Исходя из выше перечисленных методов для реализации устройства был выбран метод временных интервалов. Это выбор основан на следующих причинах: — простота реализации; — достаточная точность измерений.

ОПИСАНИЕ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ


Проектируемое устройство содержит следующие элементы (см. схему электрическую принципиальную): 1. Шинные формирователи ; 2. Логические элементы; 3. Микроконтроллер;

УСТРОЙСТВО ИЗМЕРЕНИЯ ЧАСТОТЫ


Структурно в устройство измерения частоты входят следующие блоки: — блок счетчиков; — генератор эталонной частоты; — блок делителя с переменным коэффициентом деления;

РЕЖИМ ОЖИДАНИЯ ПРИХОДА КОМАНД


Переход в режим ожидания возможен при записи в триггер Т4 логической «1» (см. схему электрическую функциональную ПГУ9.701.051.011 Э2). Вовремя адресной фазы цикла обмена, которая определяется комбинационной схемой KS1 (таблица истинности которой описана в табл. 3.1) в регистр RGАДРЕСА записывается адрес по которому будет происходить обращение. С регистра RGАДРЕСА адрес попадает на дешифратор адреса, который определяет, Читать далее

РЕЖИМ ИЗМЕРЕНИЯ ЧАТОТЫ И СОХРАНЕНИЯ РЕЗУЛЬТАТОВ


Переход в этот режим возможен только после записи в триггер Т4 логического нуля (см. схему электрическую функциональную ПГУ9.701.051.011 Э2). Счетчик СТ2 представляет собой счетчик с переменным коэффициентом деления, коэффициент деления хранится в регистре RG1. На выходе счетчика СТ2 формируется последовательность импульсов с частотой которую можно определить по формуле 3.4. , (3.4)

ВЫБОР ТЕХНОЛОГИИ ИЗГОТОВЛЕНИЯ УСТРОЙСТВА ИЗМЕРЕНИЯ ЧАСТОТЫ


В качестве основного элемента устройства используется микросхема выполняемая по заказу, на принципиальной схеме обозначено как К1700ВЖ1. В качестве технологии, на основе которой, будет изготовлена данная микросхема наиболее оптимально выбрать КМОП так как эта технология имеет следующие достоинства: высокую степень интеграции, низкое энергопотребление (следовательно, и низкое тепловыделение).

ОПИСАНИЕ ПРИНЦИПИАЛЬНОЙ СХЕМЫ ЦИФРОВОГО ЧАСТОТОМЕРА


Данное устройство содержит следующие элементы (см. схему электрическую принципиальную ПГУ9.701.051.011 Э3): — микросхема сопряжения с интерфейсом PCI (DD1) /5/ ; — микросхема измерения частоты, в течении заданного интервала времени(DD2); — элементы преобразования входного сигнала (DD3 и DA1).

ТРЕБОВАНИЯ К КОНСТРУКЦИИ ЦИФРОВОГО ЧАСТОТОМЕРА


Устройство собирается на печатной плате, устанавливаемой в слот PCI. При разработке печатной платы желательно придерживаться следующих параметров: 1) толщина платы должна быть 1,6 мм +/- 0,2 мм (с учетом толщины фольги); 2) коробление платы не должно превышать 1,3 мм на всей длине платы. Размер печатной платы устройства должен быть выдержан в соответствии с размерами слота Читать далее

ЗАКЛЮЧЕНИЕ


В результате проделанных теоретических исследований и работы над поставленной задачей была разработана структурная, функциональная и принципиальная схема цифрового частотомера. Данное устройство может применяться в стационарном контрольно-измерительном комплексе, в лабораторном оборудовании, при отладке различных электронных устройств и обладает следующими параметрами:

Цифровой частотомер


ЗАДАНИЕ НА КУРСОВУЮ РАБОТУ по дисциплине "Организация ЭВМ, комплексов и систем" ТЕМА N 5 : Цифровой частотомер 1. ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ Количество значащих разрядов — 16; интервалы счета — 1,0.1 и 0.01; уровни входного сигнала — 0.01- 5.0В;

Введение


В настоящее время использование компьютеров и электронной техники все более расширяется, охватывая новые сферы деятельности человека. Особенно активно должно развиваться использование компьютеров и электронной техники при разработке, настройке, измерении и использовании вычислительных средств и сетей на их основе.

Постановка задачи


Требуется разработать схему цифрового частотомера и сопряжение его с ПЭВМ IBM PC/AT. Обмен данными должна осуществляться путем использования канала прямого доступа к памяти.

Выбор и обоснование метода реализации


Познакомимся сначала со структурной схемой частотомера. Действие прибора основано на подсчете числа импульсов в течении определенного — образцового интервала времени. Исследуемый сигнал подают на вход формирователя импульсного напряжения. На его выходе формируются электрические колебания прямоугольной формы, соответствующие частоте входного сигнала, которые далее поступают на электронный ключ. Сюда же через устройство управления поступают и импульсы образцовой Читать далее

Принцип действия


Познакомимся с функциональной схемой. Сигнал измеряемой частоты поступает на вх. формирователя импульсного напряжения. На его вых. формируются электрические колебания прямоугольной формы, соответствующие частоте вх. сигнала, которые далее поступают на сумматор. Генератор прямоугольных импульсов вырабатывает частоту равную 8 МГц. Эта частота поступает на делитель на 8, который уже выдает частоту в 1МГц.

Выбор элементной базы


Компоненты подключаемые к шине компьютера должны обладать следующими свойствами: · суммарная емкость по каждому выводу (сюда входит емкость всех приемников и передатчиков, подсоединенных к выводу шины и кроме этого емкость проводника, связывающего вывод разъема с контактом) не должна превышать 20 пФ;

Описание функционирования


Формирователь импульсного напряжения представляет собой усложненный триггер Шмитта, собранный на микросхеме К155ЛД1 (DD1). Резистор R1 ограничивает входной ток, а диод VD1 защищает микросхему от перепадов входного напряжения отрицательной полярности. С выхода формирователя импульсы прямоугольной формы поступают на один из входов логического эл. DD11.1, выполняющего функцию электронного ключа.

Выбор конструкции


Конструктивно цифровой частотомер представляет собой внешнюю плату, которая соединяется с шиной с помощью плоского жгута.

Заключение


В результате проделанных теоретических исследований и работы над поставленной задачей была разработана принципиальная схема цифрового частотомера для измерения частоты синусоидальных гармонических и импульсных электрических колебании от единиц герц до десятка мегагерц и амплитудой 0.01-5 В, а также считать импульсы сигналов. Этот цифровой частотомер можно использовать в при разработке, настройке, измерении и использовании вычислительных средств и Читать далее

ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ


Требуется сконструировать устройство умножения троичных чисел. Интерфейс, связывающий проектируемое устройство с ЭВМ –PCI. Разрядность входных данных — 16 бит. Разрядность выходного данного-32 бита.

ПРЕДСТАВЛЕНИЕ ТРОИЧНОГО ЧИСЛА


Представление троичного числа в ЭВМ, оперирующей двоичными числами, является довольно затруднительным. Чтобы уйти от этого проектировались специальные ЭВМ, у которых базовый формат данных был троичным. Это достигалось использованием специальных элементов памяти с третьим состоянием. Однако в нашем случае такое решение невозможно, так как мы жестко привязаны к ЭВМ с архитектурой IBM.

ВЫБОР И ОБОСНОВАНИЕ МЕТОДА РЕАЛИЗАЦИИ


При выборе метода реализации устройства следует учитывать требования к его работе: a) при выбранной схеме реализации устройство умножения должно выполнять обработку быстрее, чем центральный процессор б) схема должна быть экономичной.

ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ


Прием данных осуществляется по шине данных D. Она 16-х разрядная. Входные данные 16-ти разрядные, и при пересылке их между памятью ЭВМ и устройством умножения тот операнд, на который умножают (В) — множитель, передается первым, а тот, который умножают (А) – множимое, вторым. Так как результат перемножения представлен тридцатидвухразрядным числом, его приходится передавать за два цикла. Читать далее

ЭЛЕМЕНТАРНЫЙ СУММАТОР


Применять в проектируемом устройстве традиционные схемы суммирования весьма затруднительно, так как они построены для работы с двоичными числами. Конечно, можно переводить троичное число в двоичную форму, и в таком виде выполнять суммирование. Однако это потребовало бы слишком значительных аппаратных и временных затрат и подобное устройство не имело бы никаких преимуществ перед ЦП. Поэтому необходимо спроектировать Читать далее

УСТРОЙСТВО УМНОЖЕНИЯ ТРОИЧНЫХ ЧИСЕЛ (СБИС)


При построении устройства (см.) выбран широко известный метод умножения – циклическое суммирование. Для обмена данными с памятью ЭВМ используется интерфейс PCI. Устройство состоит из следующих функциональных частей: —Блок управления — – Это единая комбинационная схема. При проектировании разрабатывается алгоритм ее функционирования и временные диаграммы. Конкретная реализация зависит от технологии производителя. Управляется тактовым сигналом (CLK), сигналами Читать далее

СИГНАЛЫ СБИС


Все устройство, для удешевления производства и упрощения сборки предполагается изготовить в виде отдельной заказной микросхемы, группы сигналов которой представлены в таблице 1: Название группы Краткое описание группы PCI_SIGNALS Сигналы сопряжения с контроллером PcCard (#OE, #CLOCK, , #IOWR) см. Техническую документацию по PCI 1250A DMA_ SIGNALS Группа, организующая запросы на ПДП #WP и #INPACK (в зависимости Читать далее

ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ СБИС


Проектируемая СБИС состоит из следующих функциональных частей: — Блок управления c тактовым генератором; — Обрабатывающий блок; — Запоминающее устройство; — Блок обмена данными.

ВЫБОР ЭЛЕМЕНТНОЙ БАЗЫ


При проектировании принципиальной схемы, учитывая анализ входных данных и требований к выполнению работы, базовой технологией выбора интегральных микросхем была выбрана ТТЛ, и в соответствии с этим был произведен выбор следующих элементов:

ОПИСАНИЕ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ


Устройство умножения троичных чисел содержит следующие элементы (см. схему принципиальную): 1 PCI контроллер (DD1); 2 Заказную СБИС (DD2);