Оглавление

Техническое задание. 3

1. Разработать функциональную схему ЦУУ, заданной логической функции от 5-ти переменных на основе двух- и трехвходовых логических элементах Шеффера. 4

1.1. Табличная форма и СДНФ заданных логических функций. 4

1.2. МДНФ и Карта Карно с заданной логической функцией. 5

1.3. Обоснование выбора серий логических элементов. 5

1.3.1. Двухвходовой логический элемент Шеффера. 5

1.3.2. Трехвходовой логический элемент Шеффера. 6

1.4. Функциональная схема цифрового управляющего устройства. 6

1.5. Схема цифрового управляющему устройства в обозначениях программы Electronics Workbench (EWB). 6

2. Разработать функциональную схему ЦУУ, заданной логической функции от 5-ти переменных на основе мультиплексоров с 4-мя информационными входами и элементов Пирса. 7

2.1. Таблица, устанавливающая соответствие информационных входов мультиплексора заданным управляющим переменным. 7

2.2. Карта Карно, устанавливающая соответствие информационных входов мультиплексоров заданным управляющим переменным. 8

2.3. Минимизация логических функций после выделения управляющих переменных и приведение к элементам Пирса. 8

2.3.1. Минимизация логической функции . 8

2.3.2. Минимизация логической функции . 9

2.3.3. Минимизация логической функции и . 9

2.4. Обоснование выбора серии логических элементов. 9

2.4.1. Мультиплексор с 4-мя информационными входами. 10

2.4.2. Двухвходовой логический элемент Пирса. 10

2.5. Функциональная схема цифрового управлявшего устройства. 10

2.6. Схема цифрового управляющего устройства в обозначениях программы Electronics Workbench (EWB). 10

2.7. Сравнение вариантов синтеза Цифрового Устройства Управления. 10

3. Разработать функциональную схему ЦУУ, заданной логической функции от 6-ти переменных на основе двух- и трехвходовых логических элементах Пирса. 11

3.1. Табличная форма и СДНФ заданных логических функций. 11

3.2. МДНФ и Карта Карно с заданной логической функцией. 12

3.3. Приведение логической функции к элементам Пирса. 13

3.4. Обоснование выбора серий логических элементов. 13

3.4.1. Двухвходовой логический элемент Пирса. 13

3.4.2. Трехвходовой логический элемент Пирса. 13

3.5. Функциональная схема цифрового управляющего устройства. 14

3.6. Схема цифрового управляющему устройства в обозначениях программы Electronics Workbench (EWB). 14

4. Разработать функциональную схему ЦУУ, заданной логической функции от 6-ти переменных на основе мультиплексоров с 2-мя и 8-ю информационными входами (два варианта) и двухвходовых логических элементов Шеффера. 14

4.1. Таблица, устанавливающая соответствие информационных входов мультиплексора заданным управляющим переменным. Первый вариант. 14

4.2. Карта Карно, устанавливающая соответствие информационных входов мультиплексоров заданным управляющим переменным. 16

4.3. Второй уровень мультиплексирования. 16

4.4. Минимизация логических функций после выделения управляющих переменных и приведение их к элементам Шеффера. 18

4.5. Таблица, устанавливающая соответствие информационных входов мультиплексора заданным управляющим переменным. Второй вариант. 19

4.6. Карта Карно, устанавливающая соответствие информационных входов мультиплексоров заданным управляющим переменным. 20

4.7. Второй уровень мультиплексирования. 21

4.8. Карта Карно, устанавливающая соответствие информационных входов мультиплексоров заданным управляющим переменным. 22

4.9. Минимизация логических функций после выделения управляющих переменных и приведение их к элементам Шеффера. 22

4.10. Обоснование выбора серии логических элементов. 23

4.10.1. Мультиплексор с 8-мью информационными входами. 23

4.10.2. Мультиплексор с 2-мя информационными входами. 23

4.10.3. Двухвходовой логический элемент Шеффера. 23

4.11. Функциональные схемы цифровых управлявших устройств. 23

4.12. Схема цифровых управляющих устройств в обозначениях программы Electronics Workbench (EWB). 24

4.13. Сравнение вариантов синтеза Цифрового Устройства Управления. 24

5. Выводы. 24

ЛИТЕРАТУРА. 25

Техническое задание.

1.Произвести синтез цифрового устройства управления (ЦУУ) в базисах мультиплексоров, логических элементов Шеффера и Пирса в соответствии с заданным вариантом логической функции и управляющих переменных.

2.Произвести схемотехническое моделирование синтезированных схем ЦУУ с помощью программы Electronics Workbench (ERB).

3.Продемонстрировать работоспособность полученных моделей ЦУУ с индикацией заданных значений логической функции с помощью Word Generator из EWB и результата на выходе схемы с помощью Logic Analyzer и лампочки.

1.а) На основе двух- и трехвходовых логических элементах Шеффера.

б) На основе мультиплексоров с 4-мя информационными входами и элементов Пирса.

ЦУУ задано логической функцией от 5-ти двоичных переменных:

Y=(1,3,4,5,7,8,10,12,13,14,16,17,19,21,23,24,25,26,28,30)

2.а) На основе двух- и трехвходовых логических элементов Пирса.

б) На основе мультиплексоров с 2-мя и 8-ю информационными входами (два варианта) и двухвходовых логических элементов Шеффера.

ЦУУ задано логической функцией от 6-ти двоичных переменных:

Y=(1,3,6,7,8,10,11,13,17,18,21,23,24,26,27,31,35,36,38,39,40,41,44,46,50,51,52,53,57,58,60,62)

Варианты управляющих переменных:

Y2	Y1
X5X1X0, X2	X2X1

1. Разработать функциональную схему ЦУУ, заданной логической функции от 5-ти переменных на основе двух- и трехвходовых логических элементах Шеффера.

1. Табличная форма и СДНФ заданных логических функций.

Функция, термы которой заданы в десятичной системе счисления, имеет следующую табличную форму (табл. 1):

Y=(1,3,4,5,7,8,10,12,13,14,16,17,19,21,23,24,25,26,28,30)

Таблица 1

Функция у
	1
	3
	4
	5
	7
	8
	10
	12
	13
	14
	16
	17
	19
	21
	23
	24
	25
	26
	28
	30

СДНФ заданных логических функций:

+

1. МДНФ и Карта Карно с заданной логической функцией.

Карта Карно, соответствующая заданной функции Y:

Итоговая МДНФ будет выглядеть так:

Теперь реализуем на базисе двух- и трехвходовых логических элементах Шеффера.

1. Обоснование выбора серий логических элементов.

Для построения устройств автоматики и вычислительной техники широкое применение находят цифровые микросхемы серии К 155, которые изготавливают по стандартной технологии биполярных микросхем транзисторно-транзисторной логики (ТТЛ). Имеется свыше 100 наименований микросхем серии К 155. При всех своих преимуществах - высоком быстродействии, обширной номенклатуре, хорошей помехоустойчивости - эти микросхемы обладают большой потребляемой мощностью. Поэтому им на смену выпускают микросхемы серии К555, принципиальное отличие которых - использование транзисторов с коллекторными переходами, зашунтированными диодами Шоттки. В результате транзисторы микросхем серии К555 не входят насыщение, что существенно уменьшает задержку выключения транзисторов. К тому же они значительно меньших размеров, что уменьшает емкости их р-п-переходов. В результате при сохранении быстродействия микросхем серии К555 на уровне серии К155 удалось уменьшить ее потребляемую мощность примерно в 4-5 раз.

1. Двухвходовой логический элемент Шеффера.

В качестве двухвходового логического элемента Шеффера оптимальным выбором будет микросхема К555ЛА3. Микросхема представляет собой четыре логических элемента 2И-НЕ.

1. Трехвходовой логический элемент Шеффера.

В качестве трехвходового логического элемента Шеффера оптимальным выбором будет микросхема K555JIА4. Микросхема представляет собой четыре логических элемента 3И-НЕ.

1. Функциональная схема цифрового управляющего устройства.

Функциональная схема разработанного цифрового управляющего устройства на основе элементов Шеффера представлена на рисунке №1 в приложении №1.

1. Схема цифрового управляющему устройства в обозначениях программы Electronics Workbench (EWB).

Схема разработанного цифрового управляющего устройства в обозначениях программы Electronics Workbench (EWB) представлена на схеме №1 в приложении №2.

1. Разработать функциональную схему ЦУУ, заданной логической функции от 5-ти переменных на основе мультиплексоров с 4-мя информационными входами и элементов Пирса.

1. Таблица, устанавливающая соответствие информационных входов мультиплексора заданным управляющим переменным.

Реализуем заданную логическую функцию с помощью мультиплексоров с четырьмя информационными входами.

Y=(1,3,4,5,7,8,10,12,13,14,16,17,19,21,23,24,25,26,28,30)

Управляющими переменные выберем и . Значения функции приведены в левой части таблицы (табл. 2).

Таблица 2

Функция у =
	(1)
	(3)
	(4)
	(5)
	(7)
	(8)
	(10)
	(12)
	(13)
	(14)
	(16)
	(17)
	(19)
	(21)
	(23)
	(24)
	(25)
	(26)
	(28)
	(30)