5. Практическая часть

5. Практическая часть

  5.1 Элементная база

При разработке преобразователя кода Манчетер 2 в бинарный были использованы такие элементы:

Счетчик 4 бит  (2 шт.); Елмент « 2ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ » (1 шт.); Елмент «4И» 74LS08D (1шт.); D-тригер синхронный  (2 шт.); Интерактивный источник прямоугольных импульсов 160 кГц (1 шт); Елемент «НЕ»(3 шт.); Резистор 10 Ом(1 шт); Конденсатор 1 нФ(1 шт.);

При разработке преобразователя бинарного кода в код Манчетер 2  были использованы такие элементы:

Елмент « 2И НЕТ » (2 шт.); Интерактивный источник прямоугольных импульсов 20 кГц (1 шт); Елемент «НЕ»(1 шт.); Резистор 10 Ом(2 шт); Конденсатор 1 нФ(2 шт.);

5.2 Построение схемы в Multisim

  Первоначально в рамках проекта был разработан и смоделирован дешифратор кода Манчестер 2  состоящий из генератора импульсов на елементе XOR и RC цепочки на одном из входов, которые по спаду  управляют тригером формирующем управляющий сигнал для подачи входного кода на выход по фронту  сигнала  Q тригера U37. Также генератор импульсов  осуществляет

сброс счетчика определяющего наличие во входящем  коде чередующиеся нули и  единицы и  устанавливающего тригер в единичное состояние U37.  Сигнал подается на вход А, расшифрованный сигнал снимается с выхода В. Рисунок 5.1.

                                Рисунок 5.1.

После для того что бы убедится  в том что наш прибор действительно работает как дешифратор был смоделирован пеобразователь бинарного кода в код Манчестер 2.

Преобразователь имеет инверсные входы и состоит из елемента XOR который превращает бинарный код в манчестерский два елемента NAND  с установлеными на один вход RC фильтрами выступают для фильтрации помех. А так же в схеме присутствует опорный сигнал с периодом в два раза меньше чем у обрабатываемого. Бинарный код в последовательном формате подается на вход А, его эквивалент в коде Манчестер 2 снимается с выхода В. Рисунок 5.2.

  Рисунок 5.2.

Так же в схеме присутствует генератор последовательного бинарного кода. Пользователь может выбрать комбинацию, и эта комбинация будет послана в последовательном формате.

Состоит он из  счетчика и мультиплексора коммутирующего по каждому счету счетчика содержимое определенного входа на выход, код подается в инвертированном виде на вход преобразователя бинарного кода в код Манчестер 2 и поскольку последний имеет инверсные входы то это упрощает испытания схемы. Рисунок 5.3.

Рисунок 5.3.

К курсовому проекту прилагается рисунок полной схемы. Рисунок 5.4.

Рисунок 5.4.

5.3 Проверка работы схемы

Для проверки работы схемы были сняты асцилограммы и временные диаграммы. На Рисунке 5.5  представлен результат работы преобразователя бинарного кода в код Манчестер 2.

                                       Рисунок 5.5.

  На рисунках 5.6-5.7 представлен результат работы ключевых элементов схемы  преобразователя кода Манчестер 2  в бинарный.

Рисунок 5.6.

               

        Рисунок 5.7.

  Места на схеме с которых были сняты асцилограмы можно определить по цвету сверяясть с рисунком 5.8.

Рисунок 5.8.

  Правильность работы подтверждает асцилограмма (рисунок 5.9), на которой видно преобразованный бинарный код.

Рисунок 5.9.

Из асцилогаммы видно что устройство работает правильно и выполняет преобразование кода в Манчестерский и обратно.

6. Вывод

Одним из ведущих направлений развития человеческого общества является информатизация – всё большее внедрение компьютерных технологий в различные сферы человеческой деятельности, с целью повысить эффективность его труда. Одним из направлений этого движения является создание различных сетей передачи данных, и других систем нуждающихся в обмене данными. Эти данные передаются посредством различных способов физического и логического кодирования. Одним из наиболее распространенных типов физического кодирования информации для передачи на средние и большие дистанции является код Манчестер-2.

В Манчестерском коде для кодирования единиц и нулей используется перепад сигнала, то есть фронт импульса. Каждый такт делится на две части. Так как сигнал изменяется по большей мере один раз за такт передачи одного бита данных, то манчестерский код обладает хорошими самосинхронизирующими свойствами. У него нет постоянной составляющей, а основная гармоника в худшем случае (при передаче последовательностей нулей и единиц) имеет частоту N Гц, а в лучшем (при передаче чередующихся единиц и нулей) – N/2 Гц. Поскольку отсутствие высокого или низкого уровня в течение всего интервала бита недопустимо, появление таких ситуаций может свидетельствовать об ошибке.

Эти свойства и наличие самосинхронизации, исключающей возникновение фазовых сдвигов между информационными и синхронизирующими последовательностями, определили использование кода «Манчестер-2» как основного для каналов последовательной передачи в протоколе Ethernet, бортовых САУ и целом ряде коммерческих систем.

Проектируемый кодер преобразует последовательный двоичный код (NRZ - используется для передачи данных между блоками различных вычислительных систем, в виду своей простоты) в Манчестер-2, что позволяет производить надежный обмен данными между удалёнными устройствами.