Проект цифрового устройства для передачи сообщения через канал связи. Разработка задающего генератора, делителя частоты, преобразователя кода, согласующего устройства с каналом связи, схемы синхронизации и сброса, блока питания; оптимизация автомата.
Краткое сожержание материала:

Размещено на

Размещено на

Кафедра «Автоматика и телемеханика»

Расчетно-пояснительная записка к курсовому проекту

по дисциплине

Теоретические основы автоматики телемеханики и связи

На тему

Синтез многофункционального конечного автомата

Омск 2011



ЗАДАНИЕ НА КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

Тема: Синтез многофункционального конечного автомата

Задание: Составить схему автомата, предназначенного для передачи (приёма) информационного сообщения через канал связи.

Содержание сообщения: КОСЫХ АНТОН СЕРГЕЕВИЧ.

Способ передачи (приёма): циклический.

Система кодирования: минимальная.

Модуляция: минимальная.

Скорость передачи (приёма): бит/с.

Параметры канала связи:

- полоса пропускания - от 300 Гц до 3400 Гц;

- входной уровень - от -2,3 Нп до 0 Нп;

- линия - двухпроводная симметричная;

- волновое сопротивление - 600 Ом.

Номер варианта 7.



РЕФЕРАТ

Курсовая работа содержит 36 страниц, 23 рисунка, 22 формулы, 4 таблицы, использовано 7 источников.

Канал связи, делитель частоты, преобразователь кода, задающий генератор, код, схема синхронизации, временная диаграмма, регистр.

В данном курсовом проекте на базе теории переключательных функций, теории полупроводниковых приборов и микропроцессорной техники производится проектирование цифрового устройства для передачи сообщения через канал связи. В процессе проектирования осуществляется разработка задающего генератора, делителя частоты, преобразователя кода, согласующего устройства с каналом связи, схемы синхронизации и сброса, блока питания и прочих устройств с учетом того, чтобы полученный конечный автомат содержал наименьшее число радиокомпонентов, имел оптимальные размеры и минимальную скорость.



ОГЛАВЛЕНИЕ

• ВВЕДЕНИЕ
• 1. Составление структурной схемы автомата
• 2. Выбор элементной базы
• 3. Функции выходов преобразователя кода
• 3.1 Кодирование и минимизация
• 3.2 Преобразователь кода Ф.И.О.
• 4. Составление временной диаграммы функционирования автомата
• 5. Принципиальная схема автомата
• 6. Функциональные узлы схемы
• 6.1 Задающий генератор и делитель частоты
• 6.2 Преобразователь параллельного кода в последовательный
• 6.3 Формирователь стартовых импульсов
• 6.4 Фазовый манипулятор
• 7. Схема согласования с каналом связи
• 8. Расчет источника питания
• 9. Функциональная схема автомата
• ЗАКЛЮЧЕНИЕ
• СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
• ПРИЛОЖЕНИЕ А
• ПРИЛОЖЕНИЕ Б


ВВЕДЕНИЕ

В системах автоматики, телемеханики и связи, а также в измерительных и вычислительных устройствах производится обработка информации, которая представляется как в цифровой, так и в текстовых формах. Для организации обмена информацией, передачи её на значительные расстояния необходимо кодирование информации и представление в требуемом формате.

В конечном итоге любой код преобразуется в двоичный, который может обрабатываться логическими элементами и цифровыми устройствами.

Задача данного проекта состоит в том, чтобы получить конечный автомат (модулятор модема), содержащий наименьшее число радиокомпонентов и имеющий оптимальные размеры. Проектируемое устройство должно соответствовать условиям эксплуатации.

Принципиальная схема автомата строится на микросхемах средней интеграции и на отдельных радиокомпонентах. В качестве элементной базы используются микросхемы серии К561, построенные на КМДШ логике.

В данном курсовом проекте кодируется и подвергается минимизации сигнал КОСЫХ АНТОН СЕРГЕЕВИЧ. С помощью микросхем К561ЛА8, К561ЛА9 и К561 ЛИ1 реализовываются выходные функции.

Примерную схему реализации сигнала можно увидеть из структурной схемы. В дальнейшем, после определения каждого блока структурной схемы, составляется функциональная схема конечного автомата.

Для определения делителя частоты вычисляется коэффициент деления, для чего сначала задаются рамки скорости передачи (приема). Для скорости передачи (приема) СЕДЬМОГО варианта, заключенной в пределах от 1560 до 1640 бит/с, коэффициент деления находится в интервале от 19.05 до 20.03.

Для реализации сигнала необходимо 14 символов. Кодирование символов посылки производится с помощью 5 входов и 4 выходов. На 25 номере такта производится сброс и циклическое повторение кодирования.

Преобразованием сигналов из диаграммы работы автомата получается схема управления преобразователем кода, включающая в себя схему реализации, преобразователь параллельного кода в последовательный, схему формирования старт-стоповых импульсов.

Для того чтобы кодовый сигнал транспортировался с наименьшими потерями при передаче, обеспечивается согласование параметров передающей части автомата с линией связи.

Для функционирования конечного автомата необходимо обеспечить питание. Для питания разрабатываемой схемы выбирается блок питания с типами диодов КС509А и КС516А, так как для микросхем серии К561 необходим очень маленький ток и невысокая стабильность питающего напряжения.



1. СОСТАВЛЕНИЕ СТРУКТУРНОЙ СХЕМЫ АВТОМАТА

Автомат содержит:

задающий генератор с кварцевой стабилизацией (ЗГ);

делитель частоты для формирования необходимой последовательности импульсов (ДЧ);

преобразователь кода Ф.И.О. (ПК);

преобразователь параллельного кода в последовательный (ПП);

схему согласования с каналом связи (ССКС);

схему синхронизации и сброса (СС);

формирователь старт - стопных синхронизирующих импульсов (СИ);

сумматор старт - стопных синхронизирующих импульсов и последовательного кода ();

блок питания (БП);

фазовый модулятор (ФМ).

Структурная схема показана на рисунке 1.1.

Рисунок 1.1 - Структурная схема автомата



2. Выбор Элементной Базы

Логические схемы любой сложности строятся из элементарных логических элементов, выполняющих следующие логические функции: И, ИЛИ, НЕ, И-НЕ, ИЛИ-НЕ, И-ИЛИ-НЕ. Любое сложное логическое выражение можно заменить набором элементарных выражений. Создан набор микросхем, решающих более сложные задачи, чем элементарные. Если автомат получился сложным для понимания даже самого разработчика, то следует подумать о применении микропроцессора вместо сложной логической схемы.

Данный курсовой проект выполнен без применения микропроцессора. В данном задании подойдут микросхемы любого функционального ряда, однако, предпочтительнее ряд КМДШ - логики, например К561. Основанием для выбора данной серии ИС являются следующие факторы: микросхемы данной серии не требуют большой стабильности питающего напряжения, потребляемый ток невелик и составляет миллиамперы, питающее напряжение имеет широкий диапазон от 5 до 14 В.



3. ФУНКЦИИ ВЫХОДОВ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ КОДА

3.1 Кодирование и минимизация

Кодирование символов посылки приведено в таблице 1.

Содержание сообщения - фамилия, имя, отчество разработчика: КОСЫХ АНТОН СЕРГЕЕВИЧ.

Посылка содержит 14 различных букв и включая пробелы - всего 25 символов, считая в конце три пробела.

Число разрядов кода определяется по формуле 5.1:

(3.1)

где, N=14 - число различных символов, n - разрядность кода.

- количество выходов преобразователя кода.

Таблица 1

Кодирование символов посылки

Входное слово преобразователя кода	Выходное слово
№ такта	Символ	X5 16	X4 8	X3 4	X2 2	X1 1	№ кода буквы	Y4	Y3	Y2	Y1
0		0	0	0	0	0	0	0	0	0	0
Другие файлы: Синтез многофункционального конечного автомата Составление структурной схемы автомата. Выбор элементной базы. Функциональная схема автомата. Задающий генератор и делитель частоты. Преобразователь п... Синтез многофункционального конечного автомата Проектирование цифрового устройства для передачи сообщения через канал связи. Разработка задающего генератора, делителя частоты, преобразователя кода,... Синтез конечного распознающего автомата Изучение методов построения конечного автомата, распознающего заданный язык, и принципы его программной реализации. Проектирование комбинационной и пр... Синтез многофункционального конечного автомата Схема автомата, предназначенного для передачи (приёма) информационного сообщения через канал связи. Разработка задающего генератора, делителя частоты,... Синтез многофункционального конечного автомата Особенности проектирования цифрового устройства для передачи сообщения через канал связи. Анализ структурной схемы автомата. Разработка задающего гене...