16-разрядный генератор псевдослучайных чисел

Реферат - Радиоэлектроника

Другие рефераты по предмету Радиоэлектроника



Содержание

Введение

1. Основная часть

1.1 Схемотехническая часть

  1. Перечень элементов
  2. Описание работы используемых элементов
  3. Описание работы схемы
  4. Программная часть
  5. Алгоритм
  6. Листинг программы

2. Быстродействие

3. Себестоимость

4. Надежность

Заключение

Список используемой литературы

Приложение

Графическая часть на одном листе формата А3.3

4

4

4

4

6

8

8

10

11

12

13

14

15

Введение

С момента своего создания компьютеры всё больше и больше проникают в нашу жизнь. Они находят своё применение, как в быту, так и на производстве. В автоматизированных цехах и заводах широко применяется оборудование с использованием микропроцессоров и микроЭВМ. Их использование в составе промышленного оборудования обеспечивает снижение его стоимости по сравнению с системами на элементах малой и средней степени интеграции.

В своей курсовой работе я попытался показать, как можно реализовать на элементах простой логики довольно сложную функцию генерацию случайного числа. Свою задачу я построил как на аппаратной, так и на программной основе. Программная часть реализована для центрального процессорного элемента КР580ИК80А являющегося функционально законченным однокристальным параллельным 8-ми разрядным микропроцессором с фиксированной системой команд.

Курсовая работа включает в себя расчет себестоимости, надежности и быстродействия спроектированного продукта.

1. Основная часть

1.1 Схемотехническая часть

  1. Перечень элементов

Таблица 1

DD1, DD2, DD3, DD4К555ИР16DD5, DD13К555ЛП5DD6, DD7, DD8, DD9К555ЛЛ1DD10, DD11, DD12К555ЛА7DD14, DD15, DD16К555ЛН1R1, R24 кОмR3700 ОмVD1, VD2, VD3, VD4, VD5, VD6, VD7, VD8, VD9,VD10, VD11, VD12, VD13, VD14, VD15, VD16АЛ307Г

1.1.2 Описание работы используемых элементов

К555ИР16

Микросхема К555ИР16 четырех разрядный регистр сдвига влево с последовательно-параллельным вводом и параллельным выводом информации. Запись и сдвиг информации разрешены по срезу импульса на шине синхронизации С. При высоком уровне сигнала на входе С, регистр сохраняет предшествующее состояние.

Регистр имеет вход последовательного ввода информации D, четыре информационных входа D0-D3, вход выбора режима V и вход разрешения считывания.

При низком уровне сигнала на входе выбора режима V регистр подготовлен к выполнению операции последовательного сдвига, на входе D при наличии сигнала на входе синхронизации С. При высоком уровне сигнала на входе D разрешена запись начального кода входов поразрядной информации. Для операции последующего сдвига сигнала от состояния начального кода необходимо на входящую информацию последовательного входа D подать низкий уровень сигнала. Считывание информации разрешено при высоком уровне на входе разрешения W. При низком уровне на входе W выходы регистра Q находятся в выключенном состоянии. Регистр может осуществлять операцию сдвига вправо при внешнем объединении выходов со входами поразрядной информации от старшего разряда к младшему. Состояние регистра описывает табл. 2.

Ток потребления микросхемы К555ИР16 29 мА, максимальная частота 30 МГц. Выходной ток короткого замыкания буферного каскада составляет 30 . . . 100 мА.

Таблица 2

ВходыВыходыWVCDD0D1D2D3Q1Q2Q2Q3HHHXXXXXq0q1q2q3HHXd0d1d2d3d0d1d2d3HHXq1q2q3d3q1q2q3d3HLHXXXXXq0q1q2q3HLHXXXXHq0q1q2HLLXXXXLq0q1q2LXXXXXXXZZZZ

К555ЛП5Таблица 3

ВходыВыходHLLLLHHHН

описывает состояние одного элемента из микросхемы. Микросхема К555ЛП5 потребляет ток 10 мА.

К555ЛЛ1

Четыре логических элемента 2ИЛИ. Микросхема имеет два вход на каждый элемент, на выходу вырабатывается сигнал логического ИЛИ.

К555ЛА7

Два логических элемента 4И НЕ с открытым коллекторным входом и повышенной нагрузочной способностью.

К555ЛН1

Шесть логических элементов НЕ.

  1. Описание работы схемы

По заданию необходимо построить схему усовершенствованного 16-разрядного генератора псевдослучайных чисел, в котором число 0 включено в последовательность случайных чисел. Для осуществления этой цели были выбраны четыре сдвиговых регистра влево, выходы которого выдают число на выходную шину. ( В начале работы в регистры заносится число 4146h. Возможно так же занесение любого другого числа. Для этого необходимо подключить к входам параллельного ввода информации регистров: “землю”, если необходимо записать ноль в соответствующий разряд и пятый выход входной шины, если необходимо записать единицу.)

Затем, на входы последовательного ввода информации каждого регистра, поступает уровень записываемого сигнала, который получается по функции

D = Q3 Q4, (1)

где Q3 и Q4 это выходы соседних регистров.

В результате, по срезу импульса С (по нажатию кнопки SB1) в регистр записывается уровень сигнала со сдвигом влево.

Связь регистров между собой: уровень для регистра DD1 формируется с выходов регистра DD4, для DD2 с выходов регистра DD1, для DD3 с выходов регистра DD2, а для DD4 с выходов регистра DD3,

В процессе работы устройства происходит проверка на выдачу регистрами чисел -ref. или FFFFh, причем при появлении числа FFFFh в регистры заносится число -ref., а при появлении -ref. в регистры заносится число 414Bh (т..е. число соответствующее включению схемы).

Чтобы реализовать индикацию числа были выбраны светодиоды, на которые поступаю инвертированные сигналы от регистров. Светодиоды подключены в обратном направлении, через сопротивление R3. Как только в разрядах регистров появляется высокие