Пояснительная записка (1058110), страница 2
Текст из файла (страница 2)
Склейки K7 и K9 являются ядровыми.
Для поиска кратчайших ДНФ воспользуемся функцией Патрика:
Используя полученное выражение, выпишем кратчайшие ДНФ:
X2X1X0 X4X3 | 000 | 001 | 011 | 010 | 110 | 111 | 101 | 100 |
00 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | |||
01 | 1 | 1 | 1 | 1 | ||||
11 | 1 | 1 | 1 | 1 | ||||
10 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 |
С оответствующее минимальное покрытие на карте Карно представлено на рис. 3:
Рис. 3
2.3.2. Перевод функции в базис стрелки Пирса
Т.к. функцию Y1 необходимо реализовать на элементах Пирса, а при минимизации мы получили функцию в базисе «и-или-не», то необходимо перевести функцию в базис стрелки Пирса. Для этого сначала сгруппируем переменные следующим образом:
Далее обозначим слагаемые в полученном выражении через Y11, Y12, Y13, Y14, Y15 соответственно и рассмотрим их перевод в базис стрелки Пирса отдельно:
И окончательно для функции Y1 получаем:
X4X3X2 X1X0 | 000 | 001 | 011 | 010 | 110 | 111 | 101 | 100 |
00 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | |||
01 | 1 | 1 | 1 | 1 | ||||
11 | 1 | 1 | 1 | 1 | ||||
10 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 |
2.3.3. Функциональная схема
Для ее реализации используются микросхемы серии К555. Согласно спецификации, нагрузочная способность микросхем данной серии равна 20, что позволяет при необходимости подавать выходной сигнал микросхемы одновременно на 20 входов других микросхем.
При построении схемы использовано микросхемы К555ЛЕ1 и микросхемы К555ЛЕ4.
Функциональная схема разработанного цифрового управляющего устройства на основе элементов Шеффера представлена на Листе 2.
2.4. Синтез ЦУУ на основе мультиплексора и логических элементов Шеффера
X4X3X0 X2X1 | 000 | 001 | 011 | 010 | 110 | 111 | 101 | 100 |
00 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | |||
01 | 1 | 1 | 1 | 1 | ||||
11 | 1 | 1 | 1 | 1 | ||||
10 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 |
Рис. 4
2.4.1. Минимизация входных логических функций для информационных входов мультиплексора
Для минимизации воспользуемся картой Карно, поделенной на четырехклеточные карты двух переменных (рис. 5).
X3X2X0 X4X1 | 000 | 001 | 011 | 010 | 110 | 111 | 101 | 100 |
0 | 1 | 1 | 1 | 1 | ||||
01 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | |||
11 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | |||
10 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 |
Рис. 5
Y1 = ∑ (0,2,4,5,7,9,10,11,14,16,17,18,19,20,22,23,25,27,28,29)
Для каждой из таких карт выполним минимизацию отдельно, а так же переведем полученные функции в базис штриха Шеффера, т.к. функциональная схема должна быть реализована на логических элементах Шеффера:
1)
| 5)
| ||||||||||||||||||
2)
| 6)
| ||||||||||||||||||
3)
| 7)
| ||||||||||||||||||
4)
| 8)
|
2.4.3 Функциональная схема
Функциональная схема представлена на Листе 5. Для ее реализации используются микросхемы серии К555.
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 в насыщение, что существенно уменьшает задержку выключения транзисторов. К тому же они значительно меньших размеров, что уменьшает емкости их р-n-переходов. В результате при сохранении быстродействия микросхем серии К555 на уровне серии К155 удалось уменьшить ее потребляемую мощность примерно в 4...5 раз.