КУРСАЧ (Готовый курсовой проект вариант 25), страница 4

Таким образом, для мультиплексора первого уровня входные функции имеют вид:

;

;

1. Второй уровень мультиплексирования.

Согласно заданию, управляющей переменной была выбрана переменная , и .

Таблица 4

Функция
Функция

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

Таким образом, для мультиплексора первого уровня входные функции имеют вид:

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

1. Обоснование выбора серии 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. Мультиплексор с 8-мью информационными входами.

В качестве мультиплексора с 8-мью информационными входами оптимальным выбором будет микросхема К555КП15. Микросхема представляет собой селектор-мультиплексор с восьмью каналами со стробированием. В зависимости от установленного на входах A, B и C сигналах, разрешается прохождение сигнала на выход Y1 только от одного из восьми информационных входов D0-D7, при этом на входе стробирования V должно быть установлено напряжение низкого уровня.

1. Мультиплексор с 2-мя информационными входами.

В качестве мультиплексора с 2-мя информационными входами оптимальным выбором будет микросхема К555КП16. Микросхема представляет собой четыре селектора-мультиплексора с двумя каналами со стробированием. В зависимости от установленного на вход A сигнала, разрешается прохождение сигнала на выход Y1 (Y2, Y3, Y4) только от одного из двух информационных входов, при этом на входе стробирования V должно быть установлено напряжение низкого уровня.

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. Функциональные схемы цифровых управлявших устройств.

Функциональные схема разработанных цифровых управляющих устройств на основе мультиплексоров с 8-мью и 2-мя информационными входами представлена на рисунке № 4 (вариант 1) и № 5 (вариант 2) в приложении №1.

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

Схемы разработанных цифровых управляющих устройств в обозначениях программы Electronics Workbench (EWB) представлена на схеме № 4 (вариант 1) и № 5 (вариант 2) в приложении №2.

1. Сравнение вариантов синтеза Цифрового Устройства Управления.

Как видно из спецификации к функциональным схемам, Цифровое Устройство Управления на основе мультиплексора имеет меньше микросхем, а значит, при таком синтезе схема потребляет меньше мощности и выигрывает по стоимости.

Также при сравнении двух вариантов синтеза микросхем на основе мультиплексоров, мы видим важность правильного выбора управляющих переменных, так как при этом также можно уменьшить количество микросхем, а следовательно потребляемую мощность и стоимость.

Последовательность, в которой проходит мультиплексирование, также может повлиять на количество микросхем в ЦУУ. Но всё зависит от того какие микросхемы выбраны для построения ЦУУ.

1. Выводы.

При проектировании цифровых устройств, целесообразно применять схемы со средним уровнем интеграции. Это даёт возможность получить более дешёвый конечный продукт, чем в случае использования схем с низкой степенью интеграции.

В ходе выполнения работы, схемы, построенные на ИМС средней степен интеграции, оказались значительно проще (при этом, чем больше логических переменных, тем лучше это заметно), и для их реализации потребовалось меньшее количество элементов.

ЛИТЕРАТУРА.

1. Белоусов А.И., Ткачев С.Б. Дискретная математика. М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2002. – 744 с.

2. Зельдин Е.А. Цифровые интегральные микросхемы в информационно-измерительной аппаратуре. - Л.; Энергоатомиздат, 1986. – 280 с.

3. Потемкин И.С. Функциональные узлы цифровой автоматики. - М.: Энергоатомиздат, 1988. - 320 с.

4. Применение интегральных микросхем в электронной вычислительной технике: Справочник. - М.: Радио и связь, I986. - 384 с.

5.Хоуп Г. Проектирование цифровых вычислительных устройств на интегральных схемах: Пер. с англ. - М.: Мир, I984. - 400 с.

6. Голдсуорт Б. Проектирование цифровых логических устройств. Машиностроение,

1985. - 288с.

7. Справочник по интегральным схемам. (Современное издание.)

Приложение 2

Схема №1. ЦУУ, заданной логической функции от 5-ти переменных на основе двух- и трехвходовых логических элементах Шеффера.

Схема №2. ЦУУ, заданной логической функции от 5-ти переменных на основе мультиплексоров с 4-мя информационными входами и элементов Пирса.

Схема №3. ЦУУ, заданной логической функции от 6-ти переменных на основе двух- и трехвходовых логических элементах Пирса.

Схема №4. ЦУУ, заданной логической функции от 6-ти переменных на основе мультиплексоров с 2-мя и 8-ю информационными входами (вариант 1) и двухвходовых логических элементов Шеффера.

Схема №5. ЦУУ, заданной логической функции от 6-ти переменных на основе мультиплексоров с 2-мя и 8-ю информационными входами (вариант 2) и двухвходовых логических элементов Шеффера.

81