ОМГУПС ИАТИТ кафедра Аи. Т Синтез автоматической системы

Скачать презентацию ОМГУПС ИАТИТ кафедра Аи. Т Синтез автоматической системы

Презентация курсовой.ppt

Количество слайдов: 53

ОМГУПС ИАТИТ кафедра Аи. Т Синтез автоматической системы передачи кодированных сигналов Задание на курсовое проектирование Рекомендации

Задание • Составить схему автомата, предназначенного для передачи (приёма) информационного сообщения через канал связи. • Тема: синтез автоматической системы передачи кодированных сигналов • Содержание сообщения: фамилия, имя и отчество автора проекта (без сокращения, с учётом синхросигналов и разделения между словами). • Срок сдачи последнего проекта на проверку: за пятнадцать дней до зачётной недели.

Исходные данные к проекту: • • • способ передачи (приёма) – циклический; система кодирования – минимальная; модуляция – произвольная; скорость передачи (приёма) – 100 * (№ варианта 0, 4) бит/с; полоса пропускания канала связи – 300 … 3400 Гц; регулировка входного уровня канала – -2, 3 … 0 Нп; линия – двухпроводная симметричная; волновое сопротивление линии – 120 Ом; несущий сигнал должен удовлетворять параметрам канала связи; электропитание автомата от сети переменного тока частотой 50 Гц напряжением 198… 242 В.

№ Варианта • № Варианта выбирается в соответствии с порядковым номером в журнале, отсортированном по возрастанию алфавита или по заданию преподавателя. • Для студентов заочного отделения вариант выбирается по сумме цифр шифра, если она не превышает 33. В противном случае по сумме двух последних цифр.

Требования и рекомендации • Основные разделы расчётно-пояснительной записки рекомендуется выполнять в порядке формирования и преобразования сигналов. • Описание делается к уже законченному автомату, а не в порядке его расчёта. • Следует выполнять сквозную нумерацию компонентов при помощи системы автоматизированного проектирования с максимальным указанием параметров компонентов. В противном случае должна быть приведена спецификация компонентов, оформленная в соответствии с СТП Ом. ГУПС-1. 4 -02.

Требования и рекомендации • Схемы приводятся по тексту или отдельным приложением с размером шрифтов соответствующих пояснительной записке. • Рекомендуется в приложении привести описание компонентов используемых в проекте. • Объём пояснительной записки без приложений не должен превышать 30 страниц. • Расчёты номиналов компонентов приводятся с точностью до 5% или округляются до величин выпускаемых промышленностью. • Рекомендуется проверять результаты расчётов и схемных решений в программе симулятора. • Оформление проекта производится в соответствии с СТП Ом. ГУПС-1. 2 -05. • Схемы вводятся при помощи систем автоматизированного проектирования PCAD или Or. CAD.

Содержание курсового проекта Содержание расчетно-пояснительной записки: а) титульный лист; б) задание; в) реферат; г) содержание; д) введение; е) основная часть; • 1) описание структурной схемы автомата; • 2) описание функциональной схемы автомата; • 3) описание временных диаграмм; • 4) математическое описание и решение отдельных функциональных узлов автомата; • 5) описание принципиальной схемы автомата; Ш ж) заключение; Ш з) библиографический список; Ш и) приложения • Ш Ш Ш

Содержание курсового проекта • Содержание графической части: Ш а) Структурная схема автомата Ш (созданная в системах PCAD, ACCEL или Or. CAD). Ш б) Функциональная схема (созданная в системах PCAD, ACCEL, Or. CAD или в любом графическом редакторе). Ш в) Принципиальная схема (созданная в системах PCAD, ACCEL или Or. CAD). Ш г) Временная диаграмма работы автомата. q Примечание – Курсовой проект должен быть оформлен при помощи Microsoft Word, другого подобного редактора или рукописно с соблюдением ГОСТ 7. 32 и 2. 105 по оформлению курсовых проектов и ЕСКД.

Составление структурной схемы автомата • • В соответствии с заданием определяются основные блоки автомата и их взаимосвязи: - 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); - схема согласования с каналом связи (ССКС); - схема синхронизации и сброса (СС); - формирователь старт – стопных синхронизирующих импульсов (СИ); - блок питания (БП). В общем случае структурная схема может выглядеть как на рисунке 1. 1, окончательная схема, возможно, будет отличаться от первоначальной. Корректировка проводится после составления принципиальной схемы.

Рисунок 1. 1 – Структурная схема автомата

Кодирование и минимизация Кодирование символов посылки приведено в таблице 1. Содержание сообщения – фамилия, имя, отчество разработчика: СОКОЛОВ_МАКСИМ_МИХАЙЛОВИЧ. Посылка содержит 10 различных букв и интервал между словами - всего 11 символов. Число разрядов кода определяется по формуле 5. 1 где, N=11 – число различных символов, n – разрядность кода. количество выходов преобразователя кода: 4.

Кодирование и минимизация

Приведение к базису

Общие сведения об оформлении схем СТАНДАРТ ПРЕДПРИЯТИЯ Система управления качеством СТП Ом. ГУПС– 1. 7– 04 подготовки специалистов. РАБОТЫ СТУДЕНЧЕСКИЕ УЧЕБНЫЕ И Вводится впервые ВЫПУСКНЫЕ КВАЛИФИКАЦИОННЫЕ. Правила оформления схем электрических цифровой вычислительной техники Утвержден и введен в действие приказом № 46/д от 14. 09. 04 г. Дата введения 01. 11. 04 г.

Общие сведения об оформлении схем 8. 1 УГО элемента имеет форму прямоугольника, к которому подводят линии выводов. В общем виде УГО содержит основное и два дополнительных поля, расположенных по обе стороны от основного (рисунок 15). В первой строке основного поля УГО помещают обозначение функции, выполняемой элементом. В последующих строках основного поля располагают информацию по ГОСТ 2. 708. 8. 2. Ширина прямоугольника зависит от наличия дополнительных полей и числа помещенных в них знаков (меток, обозначения функции элемента), высота – от числа выводов, интервалов между ними и числа строк информации в основном и дополнительных полях. Ширина основного поля должна быть не менее 10, дополнительных – не менее 5 мм (при большом числе знаков в метках и обозначении функции элемента эти размеры соответственно увеличивают). Расстояние между выводами – 5 мм, между выводом и горизонтальной стороной обозначения (или границей зоны) – не менее 2, 5 мм или кратно этому значению. При разделении групп выводов интервалом размер последнего должен быть не менее 10 и кратным 5 мм.

Общие сведения об оформлении схем

И-НЕ 18

ИЛИ-НЕ 19

Приведение к базису

Реализация преобразователя кода

Функциональные узлы систем автоматики и телемеханики Генератор Подстроечный конденсатор С 1 нужен для настройки генератора на частоту возбуждения кварца. Примем значение С 2=33 п. Ф, С 1=15 п. Ф. Результирующее значение емкости С=С 1+С 2=48 п. Ф. Рассчитаем величину сопротивления по формуле : Из номинального ряда Е 24 выберем R 1=20 к. Ом.

Схема генерации информационных и управляющих сигналов

Предварительный расчёт общего коэффициент деления • Для обеспечения требуемой стабильности частоты необходимо использовать задающий генератор с кварцевым резонатором. • Кварцевый резонатор может быть на любую частоту, но с целью удешевления автомата лучше использовать широко распространённые, выпускаемые промышленностью (500 к. Гц, 1 МГц, 2 МГц). • Следует определить какой необходимо выбрать коэффициент деления при определённой частоте кварцевого резонатора, чтобы получить необходимую скорость передачи.

Предварительный расчёт общего коэффициент деления • Расчёт коэффициента деления лучше начинать с меньшей частоты задающего генератора т. к. при этом потребуется меньшее количество счётных триггеров, да и потребляемая мощность значительно меньше на низкой частоте. • Если не удаётся получить требуемую частоту импульсов, то необходимо увеличить частоту задающего генератора и повторить расчёт. • В качестве примера возьмём вариант № 23, выходящий за рамки задания. • Скорость передачи (приёма) (см. задание): Smax=100∙(23+0, 4)=2340 бит/с. Smin=100∙(23– 0, 4)=2260 бит/с. Определим, подходит ли кварцевый резонатор 500 к. Гц для варианта № 23: Кдmax= 500000/2340=213, 68. Кдmin= 500000/2260=221, 23. Коэффициент деления может быть только целым числом, а также для упрощения цифрового делителя частоты желательно кратным 2 N, где N =1, 2, 3….

Предварительный расчёт общего коэффициент деления • После округления к центру области определения до целых чисел получим ряд подходящих общих коэффициентов деления 214, 215… 221. • Для построения принципиальной схемы заданного автомата можно применить микросхемы МОП серии, обладающие низким потреблением мощности от источника электропитания, например К 176, К 561, К 1561 и др. . • При составлении окончательной принципиальной схемы придётся изменить коэффициент деления т. к. он состоит из произведения коэффициентов деления отдельных частей и, возможно, выбрать кварцевый резонатор с большей частотой.

Предварительный расчёт общего коэффициент деления Кдmax= 500000/2340=213, 68. Кдmin= 500000/2260=221, 23. Кдmax/16=213, 68/16=13, 355. Кдmin/16=221, 23/16=13, 827. Кдmax/16=417, 36/16=26, 71. Кдmin/16=442, 46/16=27, 65.

Предварительный расчёт общего коэффициент деления

Схема делителя частоты

Схема генератора и делителя частоты Smax=100∙(23+0, 4)=2340 бит/с. Smin=100∙(23– 0, 4)=2260 бит/с. S=1000000/27/16=37037/16=2314, 8.

Преобразователь параллельного кода в последовательный • В качестве основы преобразователя может быть использован: • Сдвигающий регистр; • Мультиплексор; • Коммутатор на логических элементах.

Преобразователь параллельного кода в последовательный

Схема формирования сигнала P/S

Схема формирования старт-стоповых импульсов • Передатчик информации может работать вообще без каких-либо синхронизирующих импульсов, конечно, если нет цели принять, а затем декодировать поступившую информацию. • В современных модемах алгоритм синхронизации может быть довольно сложным, но в любом случае длинную посылку делят на части. Отдельные последовательные части могут объединяться в более крупные, которые называют кадрами. • Для упрощения декодирования размеры кадров в одной посылке стараются сделать одинаковыми. В состав кадра обязательно должны входить стартовые (для определения начала) и стоповые (для определения конца) импульсы, кроме этого могут добавляться другие служебные импульсы, импульсы данных. Из общего размера кадра служебные импульсы могут занимать до 50%.

Схема формирования старт-стоповых импульсов • Стартовая комбинация должна выглядеть не проще чем 0101, а стоповая – 0000. • Функция зависит от времени, схема должна выдать синхронизирующий код один раз за цикл в начале посылки на месте нулевой комбинации (таблица преобразователя кода). Формирователь удобно построить на микросхеме десятичного счётчика с дешифратором на выходе К 561 ИЕ 8 (П. 1). • Преобразовав к базису К 561 серии получим функцию для построения принципиальной схемы. • • Схема формирования стартового импульса может быть выполнена по схеме приведенной на рисунке.

Схема формирования старт-стоповых импульсов Где, С – тактовая частота; R – импульс сброса автомата в исходное состояние; V=Q 4 ИЕ 8 – запрет счета по входу С.

Схема фазового модулятора Фазовая модуляция реализуется комбинационной схемой, составленной в соответствии с формулой функции логической равнозначности или функции логической неравнозначности. В этих формулах – фазоманипулированный выходной сигнал, Х 1 – последовательность битов данных D = Q 3 + ST, а Х 2 – последовательность синхронизирующих импульсов С. Следовательно, применяя тот или иной способ ФМ, можно записать: Дважды проинвертировав формулы и , приведем их к базису {И-НЕ}: и

Схема фазового модулятора • Аналогичным образом можно реализовать и другие способы модуляции данных, составив схемы на выбранной элементной базе.

Временная диаграмма