ПЗ (1058212), страница 3
Текст из файла (страница 3)
Составим карту Карно
Ядро: K1 v K5 v K6 v K9 v K10 v K12 v K13 v K14 v K15 v K16 v K17 v K18
Получим МДНФ, карта Карно которой представлена ниже
МДНФ:
Для организации схемы на элементах Шеффера, необходимо привести функцию к базису И-НЕ. Для этого воспользуемся формулой:
Схема устройства на EWB:
Обоснование выбора серий логических элементов
Микросхемы серии К55 при всех своих преимуществах - высоком быстродействии, обширной номенклатуре, хорошей помехоустойчивости, обладают меньшей потребляемой мощностью – примерно в 5 раз меньше, чем у микросхем серии К155. Именно эта особенность, а также особенности транзисторов: небольшая задержка их выключения и небольшая емкость их p-n переходов, стали решающими при выборе микросхем серии К555. [1], [6]
Двухвходовый логический элемент Шеффера
В качестве двухвходового логического элемента Шеффера оптимальным выбором будет микросхема К555ЛА3. Микросхема представляет собой четыре логических элемента 2И-НЕ.
Трехводовый логический элемент Шеффера
В качестве двухвходового логического элемента Шеффера оптимальным выбором будет микросхема К555ЛА4. Микросхема представляет собой три логических элемента 3И-НЕ.
Функциональная схема разработанного цифрового управляющего устройства представлена в Приложении.
5. Произвести синтез ЦУУ на основе мультиплексоров 8-ю информационными входами и двухвходовых логических элементов Пирса
Соответствие информационных входов мультиплексора заданным управляющим переменным: X5X2X1
Y |
|
|
|
| X5 | X5 | X5X2 | X5X2X1D7 | |
1 | 000001 |
| |||||||
2 | 000010 |
| |||||||
3 | 000011 |
| |||||||
4 | 000100 |
| |||||||
9 | 001001 |
| |||||||
10 | 001010 |
| |||||||
11 | 001011 |
| |||||||
12 | 001100 |
| |||||||
17 | 010001 | X4 | |||||||
18 | 010010 | X4 | |||||||
19 | 010011 | X4 | |||||||
20 | 010100 | X4 | |||||||
24 | 011000 | X4X3 | |||||||
25 | 011001 | X4X3X0 | |||||||
29 | 011101 | X4X3X0 | |||||||
30 | 011110 | X4X3 | |||||||
31 | 011111 | X4X3X0 | |||||||
32 | 100000 |
| |||||||
37 | 100101 |
| |||||||
38 | 100110 |
| |||||||
39 | 100111 |
| |||||||
40 | 101000 |
| |||||||
45 | 101101 |
| |||||||
46 | 101110 |
| |||||||
47 | 101111 |
| |||||||
48 | 110000 | X4 | |||||||
53 | 110101 | X4 | |||||||
54 | 110110 | X4 | |||||||
55 | 110111 | X4 | |||||||
56 | 111000 | X4X3 | |||||||
59 | 111011 | X4X3X0 | |||||||
60 | 111100 | X4X3 |
Минимизация логических функций после выделения управляющих переменных мультиплексора.
Минимизация логической функции D0
Минимизация логической функции D1
Минимизация логической функции D2
Минимизация логической функции D3
Минимизация логической функции D4
Минимизация логической функции D5
Минимизация логической функции D6
Минимизация логической функции D7
Схема устройства в EWB:
Обоснование выбора серий логических элементов
Микросхемы серии К55 при всех своих преимуществах - высоком быстродействии, обширной номенклатуре, хорошей помехоустойчивости, обладают меньшей потребляемой мощностью – примерно в 5 раз меньше, чем у микросхем серии К155. Именно эта особенность, а также особенности транзисторов: небольшая задержка их выключения и небольшая емкость их p-n переходов, стали решающими при выборе микросхем серии К555. [1], [6]
Двухвходовый логический элемент Пирса
В качестве двухвходового логического элемента Пирса оптимальным выбором будет микросхема К555ЛЕ1. Микросхема представляет собой четыре логических элемента 2ИЛИ-НЕ.
Мультиплексор с 8-ю информационными входами
В качестве мультиплексора с 8-ю информационными входами оптимальным выбором будет микросхема К555КП7. Микросхема представляет собой селектор-мультиплексор на восемь каналов со стробированием. В зависимости от установленного на входах A,B,C кода разрешает прохождение сигнала на выходы Y1 и Y2 только от одного из восьми информационных входов D0-D7, при этом на входе стробирования V должно быть установлено напряжение низкого уровня. При высоком уровне напряжения на входе V выход Y1 устанавливается в состояние низкого уровня напряжения, а выход Y2 соответственно в состояние высокого уровня.
Функциональная схема разработанного цифрового управляющего устройства представлена в Приложении.
6. Спецификация
Спецификация на все варианты ЦУУ приведена в Приложении.
7. Вывод
Были успешно минимизированы исходные функции, построены схемы на элементах микросхем серии К555.
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 степени интеграции оказались значительно проще, а для их реализации потребовалось меньшее количество элементов. Это и подтверждает приведённое выше утверждение.
8. Список литературы
1. Цифровые и аналоговые интегральные микросхемы: Справочник / С.В.Якубовский, Л.И. Ниссельсон, В.И. Кулешова и др. – М.: Радио и связь, 1990. – 496 с.: ил.
2. Дискретная математика.: Учебник для втузов. А.И.Белоусов, С.Б.Ткачев– М.: МГТУ, 2001-42с.
3. Применение интегральных микросхем в ЭВТ. Справочник. М., Под ред. Файзулаева Б.Н., Тарабрина Б.В. Радио и связь, 1986 – 380с.
4. Конспект лекций по Элементам управления АСОИУ: Лекции. Преп. Ю. Г. Нестеров (рукопись, 2015г.)
5. Конспект лекций по Схемотехнике дискретных устройств: Лекции. Преп. С. Б. Спиридонов(рукопись, 2014г.)
6. Справочник по интегральным микросхемам Б В. Тарабрин; под ред. Б. В. Тарабрина. - 2-е изд., перераб. и доп. - М. : Энергия, 1980. - 816 с.
23