48950 (Синтез схемы шифратора и кодопреобразователя для управления 1-разрядным 7-сегментным индикатором), страница 2

Рис.2. Диаграммы Вейча-Карно для кодопреобразователя

На диаграммах Вейча-Карно безразличные состояния входных переменных, отмеченные символом “х” и включенные в контуры, считаются единичными, а вне контуров – нулевыми.

7. Для реализации функциональной схемы в базисе И-НЕ преобразуют полученные МДНФ, применяя законы двойной инверсии и инверсии (закон Де Моргана):

8. Для реализации функциональной схемы в базисе ИЛИ-НЕ преобразуют полученные МДНФ, применив указанные законы:

9. Схема кодопреобразователя в логическом базисе И, ИЛИ, НЕ (рис.3):

Рис.3. Функциональная схема кодопреобразователя в логическом базисе И, ИЛИ, НЕ

10. Схема кодопреобразователя в логическом базисе И-НЕ на логических элементах типа К176ЛА7 и К176ЛА9 (рис.4):

DD1, DD2: K176ЛА9 - 3х3 И-НЕ

DD3, DD4: K176ЛА7 - 4х2 И-НЕ

Рис.4. Принципиальная электрическая схема кодопреобразователя в логическом базисе И-НЕ

11. Так как между входом x3 и выходом y1 включено 5 логических элементов, то задержка кодопреобразователя равна

tз=5 tз. ср=5(200...300) =(1000...1500) нс.

12. Схема кодопреобразователя в логическом базисе ИЛИ-НЕ на логических элементах типа К176ЛЕ5 и К176ЛЕ10 (рис.5):

DD1 – DD4: K176ЛЕ5 - 4х2 ИЛИ-НЕ

DD5: K176ЛЕ10 - 3х3 ИЛИ-НЕ

Рис.5. Принципиальная электрическая схема кодопреобразователя в логическом базисе ИЛИ-НЕ

13. Так как между входом x1 и выходом y1 включено 7 логических элементов, то задержка кодопреобразователя равна

tз=7(200...300) =(1400...2100) нс.

2. Индивидуальное задание

Синтезировать схему шифратора и кодопреобразователя, который управляет работой одноразрядного семисегментного индикатора. При этом должны индицироваться стилизованные цифры (Рис.6):

Рис.6. Стилизованные цифры 7-сегментного индикатора

Эти стилизованные цифры должны совпадать с четырьмя последними цифрами номера студенческого билета (зачетной книжки).

При поступлении на вход кодопреобразователя других цифровых данных должен высвечиваться спецсимвол, выбранный из табл.3.

Таблица 3

Спецсимвол

Входные данные в кодопреобразователь вводятся двоичным кодом, который получают из унитарного кода с помощью шифратора (рис.7).

Рис.7. Структурная схема шифратора и кодопреобразователя для управления 1-разрядным 7-сегментным индикатором

Согласно варианту необходимо:

1. Составить таблицу истинности для шифратора.

2. Найти СДНФ шифратора.

3. Выбрать из табл.4 или табл. П2.2 подходящие ИМС и разработать на их основе принципиальную электрическую схему шифра в заданном базисе (табл.5).

Таблица 4

Рекомендуемый перечень микросхем

Запись 2х4 И-НЕ означает, что в одном корпусе ИМС находятся два 4-входовых логических элемента И-НЕ. Более подробная информация о микросхемах ТЛЛ представлена в прил.2.

Таблица 5

Базис для синтеза шифратора

4. Определить время задержки для синтезированной схемы шифратора, используя данные табл.6 или табл. П2.1

Таблица 6

Время задержки

5. Составить таблицу истинности для кодопреобразователя.

6. С помощью диаграмм Вейча-Карно найти МДНФ для выходных переменных кодопреобразователя.

7. Выбрать из табл.4 или табл. П2.2 подходящие ИМС и разработать на их основе принципиальную электрическую схему кодопреобразователя в заданном в табл.7 базисе.

Таблица 7

Базис для синтеза кодопреобразователя

8. Определить время задержки для синтезированной схемы кодопреобразователя.

9. Начертить полную принципиальную электрическую схему устройства. Принципиальную электрическую схему выполнить в соответствии ГОСТ 2.743-82 “Обозначения условные графические в схемах. Элементы цифровой техники”. Можно использовать рекомендации Приложения 1.

Приложение 1

Двоичные логические элементы

Общие принципы построения условных графических обозначений, а также условные графические обозначения двоичных логических элементов, выпускаемых промышленностью в виде цифровых микросхем, установлены ГОСТ 2.743-82.

Условное графические обозначение двоичного логического элемента имеет форму прямоугольника, который может содержать три поля: основное и два дополнительных. В основном поле помещают информацию о функции, выполняемой логическим элементом - символ функции и при необходимости дополнительные данные по ГОСТ 2.304-68. В дополнительных полях помещают условные обозначения входов и выходов, называемые метками. Дополнительные поля и метки обычно имеют комбинационные и сложные логические элементы, у которых все входы (выходы) логически неравноценны. (См. табл. П.1.1, табл. П.1.2, табл. П.1.3, табл. П.1.4)

Все размеры условного графического обозначения по высоте должны быть кратны постоянной величине С. При этом расстояние между горизонтальной стороной прямоугольника и ближайшей входной (выходной) линией, а также между соседними входными (выходными) линиями должно быть не менее величины С. При ручном (неавтоматизированном) выполнении графического обозначения С5 мм.

Таблица П.1.1

Символы логических операций

Таблица П.1.2