Пояснительная записка (1058464), страница 2
Текст из файла (страница 2)
Для распределения сигналов по входаммультиплексора первого уровня также используются карты Карно соответствующихлогических функций. Рассмотрим построение входных сигналов для мультиплексоровпервого уровня.1) Для входа D0, D1, D4, D5 мультиплексора второго уровня:Инф.входыD0D1D3D200011110X4 X1X3011111Входные сигналы для информационных входов 1-го мультиплексора первого уровня:2) Для входа D2, D3, D6, D7 мультиплексора второго уровняИнф.входыD0D1D3D20001111011X4 X1X30111Входные сигналы для информационных входов 2-го мультиплексора первого уровня:3.4.2.4 Функциональная схемаФункциональная схема ЦУУ на основе четырех- и восьмивходовых мультиплексоровстроится на основе полученных выражений для их входов следующим образом: вначалевходные сигналы схемы (включая их отрицания) заводятся на 4-х входовые мультиплексорыпервого уровня в соответствии с вышеописанными выражениями.
Далее прямые выходывсех восьми мультиплексоров первого уровня заводятся на информационные входымультиплексора второго уровня также в соответствии с вышеописанными выражениями.При построении схемы были использованы сдвоенные четырех входовые мультиплексорыК155КП2 и восьмивходовые мультиплексоры К155КП7. Использование сдвоенныхчетырехвходовых мультиплексоров обусловлено тем, что все они имеют одинаковыеуправляющие сигналы. Таким образом, вместо восьми четырехвходовых мультиплексоровиспользуется один сдвоенный мультиплексор К155КП2.Функциональная схема разработанного цифрового управляющего устройствапредставлена на рисунке №4 в приложении №1.Схема разработанного цифрового управляющего устройства в обозначениях программыElectronics Workbench (EWB) представлена на схеме №4 в приложении №2.3.4.3 Построение схемы 8-4Согласно заданию, требуется реализовать ЦУУ на мультиплексорах с восемьюинформационными входами (первый уровень мультиплексирования) и управляющимисигналами X5, X2, X0, а также на мультиплексорах с восемью информационными сигналамии управляющими сигналами X4, X0 для второго уровня мультиплексирования.Функция Y2, подлежащая реализации представлена ниже:X2 X1 X0X5 X4 X3000000001110110101101111110110000111110111111010111111011111111111101111110011113.4.3.1 Второй уровень мультиплексированияРеализацию ЦУУ следует начать со второго уровня мультиплексирования, то есть, сраспределения входных сигналов на мультиплексоры с четырьмя информационнымивходами.
Далее полученные логические функции для входов реализуются на 8-х входовыхмультиплексорах первого уровня.Для распределения сигналов по информационным входам мультиплексора обозначим строкикарты Карно номерами входов мультиплексора соответственно значениям переменных X0,X4 в двоичной системе счисления:X5 X2 X0X3 X4 X100000000111011010110111101100Инф.входы11D00011111D10111111D301011110111111D2D21111111D31011111D11001111D0После распределения сигналов по входам мультиплексора были получены следующиевыражения:3.4.3.2 Первый уровень мультиплексированияДля построения второго уровня мультиплексирования для каждого информационного входамультиплексора второго уровня входная логическая функция реализуется с помощьювосьмивходового мультиплексора первого уровня.
Для распределения сигналов по входаммультиплексоров первого уровня также используются карты Карно соответствующихлогических функций. Рассмотрим построение входных сигналов для мультиплексоровпервого уровня.1) Для входов D0, D2 мультиплексора второго уровняX2 X0000111100011011111111011X3 X5Получены следующие выражения для сигналов на информационные входы мультиплексорапервого уровня:2) Для входов D1, D3 мультиплексора второго уровняX2 X0111000110111X3 X5000111111011Получены следующие выражения для сигналов на информационные входы мультиплексорапервого уровня:3.4.3.3 Функциональная схемаФункциональная схема ЦУУ на основе четырех- и восьмивходовых мультиплексоровстроится на основе полученных выражений для их входов следующим образом: вначалевходные сигналы схемы (включая их отрицания) заводятся на восьмивходовыемультиплексоры первого уровня в соответствии с вышеописанными выражениями. Далеепрямые выходы всех четырех мультиплексоров первого уровня заводятся наинформационные входы мультиплексора второго уровня также в соответствии свышеописанными выражениями.При построении схемы были использованы сдвоенные четырех входовые мультиплексорыК155КП2 и восьмивходовые мультиплексоры К155КП7.
Использование сдвоенныхчетырехвходовых мультиплексоров обусловлено тем, что все они имеют одинаковыеуправляющие сигналы. Таким образом, вместо восьми четырехвходовых мультиплексоровиспользуются четыре сдвоенных мультиплексора К155КП2.Функциональная схема разработанного цифрового управляющего устройствапредставлена на рисунке №5 в приложении №1.Схема разработанного цифрового управляющего устройства в обозначениях программыElectronics Workbench (EWB) представлена на схеме №5 в приложении №2.3.4.4 ВыводыНа основе проделанной работы можно сделать следующие выводы:1) С возрастанием количества переменных в логической функции усложняется ее СДНФ.При построении ЦУУ на элементах Шеффера схема получается громоздкой, поэтомупредпочтительно вначале минимизировать функцию.2) Минимизация функции от 6 переменных представляет определенную сложность, требуетграфических (карты Карно) и аналитических упрощений.
С возрастанием количествапеременных возрастает и вероятность ошибки при минимизации ее СДНФ.3) Предпочтительно использовать для построения ЦУУ мультиплексоры, так как этозначительно сокращает количество использованных схем.4) При реализации варианта 8-4 на мультиплексорах можно добиться уменьшенияколичества сигналов в схеме.4. ЗаключениеМультиплексор может быть использован как универсальный логический элемент, то есть намультиплексорах можно реализовать любую логическую функцию. Использованиемультиплексоров при построении ЦУУ на основе функции многих переменныхпредпочтительнее, чем использование простых логических элементов, так как этозначительно сокращает количество использованных корпусов схем.5.
ПриложениеПри построении электронных схем нашли широкое микросхемы серий К155 и, какпродолжение линейки, К555.Число логических элементов при построении центрального устройства управления – велико.Поэтому в качестве ключевых факторов выберем качество.Для построения электронных схем центрального устройства управления в данной работеиспользовались цифровые микросхемы серии K155. Данные микросхемы изготавливают постандартной технологии диодов Шотки.Двухвходовой логический элемент ПирсаВ качестве двухвходового логического элемента Пирса была выбрана микросхема К555ЛЕ1.Микросхема представляет собой четыре логических элемента 2ИЛИ-НЕ в одном корпусе.КОРПУС К555ЛЕ1УГО К555ЛЕ111111234567891011Номинальное напряжение питанияВыходное напряжение низкого уровняВыходное напряжение высокого уровняВходной ток низкого уровняВходной ток высокого уровняВходной пробивной токТок потребления при низком уровне выходного напряженияТок потребления при высоком уровне выходного напряженияПотребляемая статическая мощность на один логический элементВремя задержки распространения при включенииВремя задержки распространения при выключении5В 5%не более 0,4 Вне менее 2,4 Вне более -1,6 мАне более 0,04 мАне более 1 мАне более 33 мАне более 12 мАне более 19,7 мВтне более 15 нсне более 22 нсТрехвходовой логический элемент ПирсаВ качестве двухвходового логического элемента Пирса выбрана микросхема К555ЛЕ4.Микросхема представляет собой четыре логических элемента 3ИЛИ-НЕ.КОРПУС К555ЛЕ4УГО К555ЛЕ4111123456Номинальное напряжение питанияВыходное напряжение низкого уровняВыходное напряжение высокого уровняВходной ток низкого уровняВходной ток высокого уровняВходной пробивной ток5В 5%не более 0,4 Вне менее 2,4 Вне более -1,6 мАне более 0,04 мАне более 1 мА7891011Ток потребления при низком уровне выходного напряженияТок потребления при высоком уровне выходного напряженияПотребляемая статическая мощность на один логический элементВремя задержки распространения при включенииВремя задержки распространения при выключениине более 16 мАне более 26 мАне более 36,75 мВтне более 11 нсне более 15 нсДвухвходовые логические элементы ШеффераВ качестве логического элемента Шеффера выбрана микросхема К555ЛА1.
Микросхемапредставляет собой четыре логических элемента 2И-НЕ.КОРПУС К555ЛА1УГО К555ЛА1&&&&1234567891011121314Номинальное напряжение питанияВыходное напряжение низкого уровняВыходное напряжение высокого уровняНапряжение на антизвонном диодеПомехоустойчивостьВходной ток низкого уровняВходной ток высокого уровняВходной пробивной токТок короткого замыканияТок потребления при низком уровне выходного напряженияТок потребления при высоком уровне выходного напряженияПотребляемая статическая мощность на один логический элементВремя задержки распространения при включенииВремя задержки распространения при выключении5В 5%не более 0,4 Вне менее 2,4 Вне менее -1,5 Вне более 0,4 Вне более -1,6 мАне более 0,04 мАне более 1 мА-18...-55 мАне более 11 мАне более 4 мАне более 19,7 мВтне более 15 нсне более 22 нсТрехвходовой логический элемент ШеффераВ качестве двухвходового логического элемента Пирса выбрана микросхема К555ЛА4.Микросхема представляет собой три логических элемента 3И-НЕ.КОРПУС К555ЛА4УГО К555ЛА4&&&12345678910111213Номинальное напряжение питанияВыходное напряжение низкого уровняВыходное напряжение высокого уровняНапряжение на антизвонном диодеВходной ток низкого уровняВходной ток высокого уровняВходной пробивной токТок короткого замыканияТок потребления при низком уровне выходного напряженияТок потребления при высоком уровне выходного напряженияПотребляемая статическая мощность на один логический элементВремя задержки распространения при включенииВремя задержки распространения при выключении5В 5%не более 0,4 Вне менее 2,4 Вне менее -1,5 Вне более -1,6 мАне более 0,04 мАне более 1 мА-18...-55 мАне более 16,5 мАне более 6 мАне более 19,7 мВтне более 15 нсне более 22 нсМультиплексор с 8-ю информационными входамиВ качестве мультиплексора с 8-ю информационными входами выбрана микросхемаК555КП5.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
