Общая структурная схема

Схема представлена на рисунке 22. Счетчики 1-6 нужны для счета текущего времени, отдельные счетчики 7-10 для подсчета счета времени секундомера.

В этих часах, в отличие от ранее рассмотренных, на индикатор в разных состояниях может подаваться информация с разных счетчиков. Для подачи информации со счетчиков на ИП будем использовать так называемую мультиплексирующую схему (МС).

Рис. 22

Мультиплексирование - это выбор одного сигнала из нескольких. В зависимости от напряжения на управляющих входах МС на ее выход могут подаваться сигналы с различных информационных входов. Зададим алгоритм работы МС так:

- при подаче на управляющий вход ”С” логической единицы, информация на выходы J1 - J4 поступает со входов I1 - I4 соответственно;

- при подаче на управляющий вход С логического нуля, информация на выход поступает со входов I5-I8.

В результате, например, на выходе J2 может быть сигнал либо со входа I2, либо со входа I6 (в зависимости от С).

Необходимо добавить, что в том случае, когда сигнал, поступающий со счетчика на вход МС, имеет меньше четырех разрядов, на старшие разряды соответствующего входа МС должен быть подан логический ноль (незначащие нули не высвечиваются). Итак, в нашем случае для управления МС необходима одна потенциальная микрокоманда.

Все необходимое управление можно осуществить с помощью следующих микрокоманд:

· импульсные:

i1 - добавить единицу в счетчик минут;

i2 - добавить единицу в счетчик часов;

i3 - обнулить счетчики секундомера;

· потенциальные:

L1 - подключение счетчиков секундомера к генератору тактовых импульсов. При наличии этого сигнала секундомер запускается, при отсутствии - останавливается.

L2 - управление МС, которая позволяет выводить на индикаторы текущее время или время секундомера.

L3, L4 - управление подачей сигналов непосредственно на индикаторы с целью отключения некоторых разрядов при корректировке времени.

Выполнение остальных этапов курсовой работы по этому заданию не должно вызывать затруднений. Образец выполнения всей курсовой работы приведен в Приложении.

Для выполнения 6-го этапа следует знать число транзисторов для построения счетчиков и индикаторных преобразователей, а также плотность компоновки транзисторов. Эти числа таковы:

Число транзисторов, которые могут быть размещены в одном кристалле, составляет - при средней степени интеграции - несколько тысяч, при высокой - несколько сотен тысяч. Нашу оценку будем производить из расчета 1000 транзисторов на одном квадратном миллиметре площади кристалла.

Варианты курсовых работ

Список функций часов, предлагаемых к реализации в дополнение к базовым (отображение и корректировка минут и часов текущего времени):

A - дополнительное отображение и корректировка кроме минут и секунд:

  0.        нет

1. секунд (корректировка сбросом в 0)

2. дня недели

3. числа и месяца

B - корректируемое значение:

0. мерцает (остальные индикаторы высвечиваются постоянно)

1. высвечивается постоянно (остальные индикаторы погашены)

C - корректировка десятков и единиц:

0. совместная

1. раздельная

D - режим работы часов:

0. 12-и часовой (с указанием a.m. или p.m.)

1. 24-х часовой

E - отключение индикаторов с целью экономии электроэнергии:

0. отсутствует

1. присутствует

F - останов часов (для запуска по сигналу точного времени по кнопке):

0. отсутствует

1. по нажатию кнопки

2. после состояния корректировки текущего времени

3. после корректировки минут (в том случае, если была добавлена хоть одна минута)

Запуск часов - по нажатию кнопки.

G - секундомер:

0. отсутствует

1. простой (сброс - запуск - останов)

2. с фиксацией накопленного времени и возможностью продолжения отсчета секундомера

3. с возможностью просмотра текущего времени при работающем секундомере

H - звуковая сигнализация:

0. отсутствует

1. каждый час в течение трех секунд

2. каждые четверть часа в течение секунды

3. каждый час с выбором мелодии

I    - будильник:

0. отсутствует

1. со звуковой сигнализацией в течение десяти секунд (с возможностью отключения режима)

2. с выбором мелодии (с возможностью отключения режима)

Всего различных вариантов курсовых работ порядка 12 000. Варианты курсовых работ могут быть заданы 9-разрядным числом, каждый разряд которого соответствует одному из подпунктов задания: от A до I. Эти числа составляют регулярное множество {0,1,2,3}{0,1}{0,1}{0,1}{0,1}{0,1,2,3}{0,1,2,3} {0,1,2,3}{0,1,2}. Например, число 201003212 кодирует следующее задание:

Построить функциональную схему часов, которые кроме отображения и корректировки времени (минут и часов) выполняют следующие функции:

А=2: отображают и позволяют корректировать день недели;

В=0: корректируемое значение мерцает (остальные индикаторы высвечиваются постоянно);

C=1: - корректировка десятков и единиц раздельная;

D=0: - режим работы часов 12-и часовой (с указанием a.m. или p.m.);

E=0: - отключение индикаторов с целью экономии электроэнергии отсутствует;

F=3: - останов часов после корректировки минут (в том случае, если была добавлена хоть одна минута);

G=2 - присутствует секундомер с фиксацией накопленного времени и возможностью продолжения отсчета;

H=1: - звуковая сигнализация каждый час в течение трех секунд;

I=2: - будильник подает звуковой сигнал в устанавливаемое время с выбором мелодии (с возможностью отключения режима)

В приведенном в Приложении образце выполнения курсовой работы в качестве дополнительных выбраны четыре функции

А=2: отображение и корректировка дня недели;

В=0: корректируемое значение мерцает;

F=1: останов часов по нажатию кнопки;

G=3: секундомер с возможностью просмотра текущего времени при работающем секундомере.

Такой набор дополнительных функций соответствует коду 200101300.

Кроме упомянутых, в качестве дополнительных к базовым функциям в рамках данной курсовой работы могут быть реализованы и другие:

- подвод частоты хода часов; для этого в часах достаточно иметь кварцевый тактовый генератор с большей частотой, дополнительный счетчик, который накапливает поступающие от генератора импульсы, второй счетчик, хранящий требуемое предельное число накапливаемых от генератора импульсов, и схему сравнения, которая при совпадении значений этих двух счетчиков сбрасывает в 0 значение накопителя, выдавая тактовый импульс с нужной частотой 1 гц. Подвод частоты хода часов можно осуществить изменяя содержимое второго счетчика. Каждая добавленная единица в этот второй счетчик при килогерцовом генераторе замедляет ход часов примерно на полторы минуты, а при десятимегагерцовом – примерно на секунду в сутки).

- дополнительные счетчики времени в разных часовых поясах (например, один для Нью-Йорка, а второй для Москвы)

- хранение одной или нескольких важных дат (день рождения жены, революционные праздники)

- и т.д.