Міністерство освіти і науки України
Національний технічний університет
"Харківський політехнічний інститут"
Кафедра "Обчислювальна техніка та програмування"
УДК
Інв.№
Генератор випадкових чисел
Альбом документів курсового проекту по дисципліні
"Комп’ютерна електроніка"
Група 123 ДКП
Анотація
Даний курсовий проект являє собою розробку генератора випадкових чисел. Цей генератор чисел дозволяє генерувати випадкові числа в двох діапазонах: від 0 до 36, і від 0 до 49.
Розробка виконана на елементах ТТЛ - логіки малого і середнього ступеня інтеграції. У пояснювальній записці приведені необхідні обґрунтування, розрахунки й описи принципу дії як генератора випадкових чисел в цілому, так окремих його функціональних блоків і вузлів.
Альбом документів курсового проекту крім пояснювальній записки містить креслення структурної та принципової схем генератора випадкових чисел.
Розробка ведеться згідно з завданням на виконання курсового проекту.
Міністерство освіти і науки України
Національний технічний університет
"Харківський політехнічний інститут"
Кафедра "Обчислювальна техніка та програмування"
Затверджено
Завідуючий кафедрою ОТП
"____" __________ 200_р.
Генератор випадкових чисел
Технічне завдання
Група 123 ТЗ
Розробники
Керівник проекту
"___"____________200_р.
Виконавець
"___"____________200_р.
Харків 2008
Зміст
Найменування та межі застосування
Найменування
Межі застосування
Основа для розробки
Вимоги до продукту
Склад виробу, технічні характеристики і рекомендації
Серії використаних мікросхем
Принцип дії
Сигнали на вхідних шинах
Сигнали на вихідних шинах
Вимоги до документації
Умови експлуатації
Термін розробки
Найменування та межі застосування.
Найменування.
Генератор випадкових чисел.
Межі застосуваня.
Застосовується для генерації випадкових чисел при контролі знань та у різноманітних ігрових ситуаціях.
Основа для розробки.
Основою для розробки є завдання на курсове проектування за курсом «Комп’ютерна електроніка».
Вимоги до продукту.
Склад виробу, технічні характеристики і рекомендації.
Прибор повинен складатися з однієї друкованної плати.
Прибор повинен живитися від джерела живлення однополярної напруги.
Прибор повинен забеспечувати високу випадковість генеруємих чисел.
Серії використаних мікросхем.
Використовувати мікросхеми ТТЛ або ТТЛШ логіки серії К555 або КР1533.
Принцип дії.
При натисканні на кнопку запуску повине генеруватися випадкове число, яке повино бути відображено на індикаторі протягом кількох секунд.
Сигнали на вхідних шинах.
Вхідних шин не має.
Сигнали на вихідних шинах.
Вихідних шин не має.
Вимоги до документації.
Конструкторська документація повина містить наступні документи:
відомість проекту;
технічне завдання;
пояснювальну записку;
схему електричну структурну;
схему електричну принципову;
перелік елементів.
Умови експлуатації.
Температурний діапазон - +15...+40С.
Відносна вологість - 40%.
Термін розробки.
Розробити до 200_ року.
Міністерство освіти і науки України
Національний технічний університет
"Харківський політехнічний інститут"
Кафедра "Обчислювальна техніка та програмування"
Затверджено
Завідуючий кафедрою ОТП
"____" __________ 200_р.
Генератор випадкових чисел
Пояснювальна записка
Група 123 ПЗ
Розробники
Керівник проекту
"___"____________200_р.
Виконавець
"___"____________200_р.
Харків 2008
Реферат
Даний документ являє собою пояснювальну записку обсягом аркушів. У пояснювальній записці представлено таблиць, рисунків, використано джерел літератури.
У курсовому проекті розроблений генератор випадкових чисел, побудований на інтегральних мікросхемах ТТЛШ. Цей генератор чисел дозволяє генерувати випадкові числа в двох діапазонах: від 0 до 36, і від 0 до 49. Він може бути застусован у різноманітних іграх.
Документація по даному пристрої супроводжується розрахунками часових характеристик, споживаних струмів і потужності, що розсіюється.
Зміст
Вступ
Обгрунтування прийнятого рішення
Структурна схема пристрою
Вибір та призначення структурних блоків
Розробка структурної схеми пристрою
Опис принцупу дії за структурною схемою
Вибір і обґрунтування елементної бази
Вибір і обґрунтування серії мікросхем
Мікросхема К555ЛА3
Мікросхема К555ИЕ20
Мікросхема К555ИД18
Мікросхема К555ЛА1
Вибір індикаторів
Розробка та опис принципу діїї принципової схеми пристрою
Розробка принципової схеми пристрою
Опис принципу дії за принциповою схемою
Робота генератору тактових імпульсів
Режим генерування чисел від 0 до 36
Режим генерування чисел від 0 до 49
Розрахунок споживаних струмів і потужності, що розсіюється
Розрахунок споживаних струмів
Розрахунок потужності, що розсіюється
Результати застосування ЕОМ при проектуванні пристрою
Моделювання частини принципової схеми
Оформлення конструкторської документації
Висновоки
Список використаних літературних джерел
Додаток 1. Схема до пакету Electronics Workbench
Додаток 2. Часові діаграми роботи пристрою
Вступ
За останні роки розвиток обчислювальної техніки досяг меж, які здавалися неможливими ще якесь десятиріччя тому. Повсякденне її використання стимулюється розширенням сфери можливих застосувань, а масовість реалізацій призводить до доступності з точки зору цінового фактору.
Досить часто в нашому житті виникають ситуації, коли необхідно одержувати випадкові або псевдовипадкові числові послідовності. Найчастіше дана задача виникає при організації різного роду ігрових ситуацій. У таких випадках на допомогу людині приходить електронний пристрій, принцип дії якого незмінний, і яке не піддано моральному фактору.
Розроблювальний пристрій призначений для генерування випадкового числа в двох діапазонах: від 0 до 36, і від 0 до 49. Пристрої такого типу є високоточними і знаходять застосування в різних ігрових ситуаціях.
Успіхи, досягнуті в останні роки в області електроніки, обумовили широке впровадження мікроелектроніки в засоби електричних вимірів.
Заміна електронних ламп транзисторами й особливо інтегральними мікросхемами стимулювала розробників приладів до пошуків і впровадження нових методів, реалізація яких у минулі роки була немислимою через велику складність, а отже, низької надійності приладів і високої вартості.
Задачею даного курсового проекту є розробка електронно-счетного генератора випадкових чисел.
Обгрунтування прийнятого рішення
Після аналізу технічного завдання ГРУПА.xxxxxx.123 ТЗ можна запропонувати кілька варіантів рішення поставленої задачі. Незмінним залишається принцип дії: за бажанням користувача необхідно зробити запуск схеми. Генератор повинний згенерувати випадкове число, що потім повинне бути відображене на індикаторі.
У такий спосіб з'являється кілька варіантів реалізації запуску схеми. Найбільш кращим є запуск пристрою шляхом натискання користувачем кнопкового перемикача.
Також існує ряд варіантів функціонування генератора самого випадкового числа. Одним з найпростіших і одночасно надійним рішенням буде генерація деякої досить великої частоти. Імпульси, що генеруються повинні додаватися лічильником, модуль рахунка якого відповідає діапазону випадкових чисел, що генеруються . Тому що період запуску пристрою на одержання чергового випадкового числа значно більше періоду генеруємих імпульсів, то в такий спосіб і досягається ефект випадковості чисел, що генеруються.
Індикатор сгенерованих чисел може бути довільним. Його характеристики залежать від конкретних вимог, пропонованих до пристрою. Це можуть бути як найпростіші індикатори одного з двох станів, так і складні знакосинтезуючі індикатори. У даному випадку вважається доцільним застосування двох семисегментних індикаторів.
Структурна схема пристрою
Вибір та призначення структурних блоків.
Розглянувши принцип дії пристрою, можна визначити структурні блоки, з яких повинна складатися структурна схема генератора випадкових чисел.
Блок запуску – блок, який не має вхідних сигналів, а тільки генерує сигнал до запуску генератору імпульсів та блоку формування затримки часу відображення числа;
Генератор імпульсів – блок, який має один вхідний сигнал запуску та дозволу генерування імпульсів, та на виході має прямокутні імпульси певної частоти;
Блок рахунку – блок, який має два входи: вхід тактової частоти, та вхід скидання. Цей блок підраховує тактові імпульси, котрі є на виході блоку у рівнобіжному коді;
Блок перебудови коефіцієнтів – блок, який аналізує код на виході блоку рахунку, та формує сигнал скидання блоку рахунку при досягнені крайнього значення діапазону, який задається блоком вибору коефіцієнтів;
Блок вибору коефіцієнтів – формує сигнал для блоку перебудови коефіцієнтів за вимогами користувача;
Блок індикації – відображає сгенероване випадкове число протягом часу, який задається блоком вормування затримки;
Блок формування затримки – блок, який має вхідним сигнал з блоку запуску, та який формує імпульс довжиною по часу, який блок індикації повинен відображати сгенероване випадкове число.