Курсовая работа (1058477), страница 5
Текст из файла (страница 5)
6.3. Двухвходовый логический элемент Пирса
В качестве двухвходового логического элемента Пирса оптимальным выбором будет микросхема К555ЛЕ1. Микросхема представляет собой четыре логических элемента 2ИЛИ-НЕ.
6.4. Трехвходовый логический элемент Пирса
В качестве трехвходового логического элемента Пирса оптимальным выбором будет микросхема К555ЛЕ4. Микросхема представляет собой три логических элемента 3ИЛИ-НЕ.
6.5. Мультиплексор с 2-мя информационными входами
В качестве мультиплексора с 2-мя информационными входами оптимальным выбором будет микросхема К555КП16. Микросхема представляет собой счетверённый селектор-мультиплексор 2-1 с общими входами выбора данных и нераздельными входами стробирования.
6.6Мультиплексор с 4-мя информационными входами
В качестве мультиплексора с 4-мя информационными входами оптимальным выбором будет
микросхема К555КП2. Микросхема представляет собой сдвоенный селектор-мультиплексор 4-1 с
общими входами выбора данных и раздельными входами стробирования. При высоком уровне напряжения на входе стробирования V соответствующий выход A/D устанавливается в состояние низкого уровня напряжения, в ином случае на выход приходит информация от выбранного входами С1, С2 информационного входа A/D0-A/D3.
6.7.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.
7. Сравнение вариантов синтеза Цифрового Устройства Управления
7.1. Для функции 5 переменных.
Таблица 5.
| Вариант синтеза | Количество микросхем | Потребляемая мощность | |||
| На основе двух- и трехвходовых логических элементов Шеффера | Двухвходовые элементы Шеффера | Трёхвходовые элементы Шеффера | Не более 532 мВт | ||
| 14 | 13 | ||||
| На основе мультиплексоров с 4-мя информацион-ными входами на первом уровне мультиплексирования и 2-мя информацион-ными входами на втором уровне (вариант 1) и двухвходовых логических элементах Пирса | Мультиплексор с 4-мя информацион-ными входами | Мультиплексор с 2-мя информацион-ными входами | Двухвходовые элементы Пирса | Не более 767мВт | |
| 1 | 4 | 7 | |||
| На основе мультиплексоров с 2-мя информацион-ными входами на первом уровне мультиплексирования и 4-мя информацион-ными входами на втором уровне (вариант 2) и двухвходовых логических элементах Пирса | Мультиплексор с 4-мя информацион-ными входами | Мультиплексор с 2-мя информацион-ными входами | Двухвходовые элементы Пирса | Не более 767Мвт | |
| 2 | 1 | 7 | |||
Как видно из таблицы 5, схемы с использованием мультиплексоров выигрывают в количестве используемых элементов, но проигрывают в потребляемой мощности. Также при сравнении двух вариантов синтеза микросхем на основе мультиплексоров, мы видим важность правильного выбора управляющих переменных, и расположения мультиплексоров на правильном уровне мультиплексирования, так как при этим тоже можно уменьшить количество микросхем и потребляемую мощность.
7.2 .Для функции 6 переменных.
Таблица 6.
| Вариант синтеза | Количество микросхем | Потребляемая мощность | ||
| На основе двух- и трехвходовых логических элементов Пирса | Двухвходовые элементы Пирса | Трёхвходовые элементы Пирса | Не более 1182 мВт | |
| 32 | 15 | |||
| На основе мультиплексоров с 8-ю информацион-ными входами и двухвходовых логических элементах Шеффера | Мультиплексор с 8-ю информационными входами | Двухвходовые элементы Шеффера | Не более 522мВт | |
| 1 | 15 | |||
Как видно из таблицы 6, схемы с использованием мультиплексоров выигрывают как в количестве используемых элементов, там и в потребляемой мощности.
8.Вывод
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.
9.Список литературы
-
Методические указания к курсовой работе.
-
Дискретная математика.: Учебник для втузов. А.И.Белоусов, С.Б.Ткачев– М.: МГТУ.
-
Конспект лекций по Архитектуре ЭВМ..: Лекции. Преп. Спиридонов С.Б.– М.: МГТУ.
-
Цифровые и аналоговые интегральные микросхемы: Справочник / С.В.Якубовский, Л.И. Ниссельсон, В.И. Кулешова и др. Под ред. С.В. Якубовского – М.: Радио и связь, 1990. – 496 с.: ил.
10. Приложение
Описание микросхем, используемых в курсовой работе.
10.1Двухвходовый логический элемент Шеффера
В качестве логического элемента Шеффера выбрана микросхема К555ЛА1. Микросхема представляет собой четыре логических элемента 2И-НЕ.
| КОРПУС К555ЛА1 | УГО К555ЛА1 |
|
|
|
Электрические параметры:
| 1 | Номинальное напряжение питания | 5 В |
| 2 | Выходное напряжение низкого уровня | не более 0,4 В |
| 3 | Выходное напряжение высокого уровня | не менее 2,4 В |
| 4 | Напряжение на антизвонном диоде | не менее -1,5 В |
| 5 | Помехоустойчивость | не более 0,4 В |
| 6 | Входной ток низкого уровня | не более -1,6 мА |
| 7 | Входной ток высокого уровня | не более 0,04 мА |
| 8 | Входной пробивной ток | не более 1 мА |
| 9 | Ток короткого замыкания | -18...-55 мА |
| 10 | Ток потребления при низком уровне выходного напряжения | не более 11 мА |
| 11 | Ток потребления при высоком уровне выходного напряжения | не более 4 мА |
| 12 | Потребляемая статическая мощность на один логический элемент | не более 19,7 мВт |
| 13 | Время задержки распространения при включении | не более 15 нс |
| 14 | Время задержки распространения при выключении | не более 22 нс |
5 %10.1 .Трехвходовый логический элемент Шеффера
В качестве двухвходового логического элемента Пирса выбрана микросхема К555ЛА4. Микросхема представляет собой три логических элемента 3И-НЕ.
| КОРПУС К555ЛА4 | УГО К555ЛА4 |
|
|
|
Электрические параметры:
| 1 | Номинальное напряжение питания | 5 В |
| 2 | Выходное напряжение низкого уровня | не более 0,4 В |
| 3 | Выходное напряжение высокого уровня | не менее 2,4 В |
| 4 | Напряжение на антизвонном диоде | не менее -1,5 В |
| 5 | Входной ток низкого уровня | не более -1,6 мА |
| 6 | Входной ток высокого уровня | не более 0,04 мА |
| 7 | Входной пробивной ток | не более 1 мА |
| 8 | Ток короткого замыкания | -18...-55 мА |
| 9 | Ток потребления при низком уровне выходного напряжения | не более 16,5 мА |
| 10 | Ток потребления при высоком уровне выходного напряжения | не более 6 мА |
| 11 | Потребляемая статическая мощность на один логический элемент | не более 19,7 мВт |
| 12 | Время задержки распространения при включении | не более 15 нс |
| 13 | Время задержки распространения при выключении | не более 22 нс |
10.2.Двухвходовый логический элемент Пирса
В качестве двухвходового логического элемента Пирса была выбрана микросхема К555ЛЕ1. Микросхема представляет собой четыре логических элемента 2ИЛИ-НЕ в одном корпусе.
| КОРПУС К555ЛЕ1 | УГО К555ЛЕ1 |
|
|
|
Электрические параметры:
| 1 | Номинальное напряжение питания | 5 В |
| 2 | Выходное напряжение низкого уровня | не более 0,4 В |
| 3 | Выходное напряжение высокого уровня | не менее 2,4 В |
| 4 | Входной ток низкого уровня | не более -1,6 мА |
| 5 | Входной ток высокого уровня | не более 0,04 мА |
| 6 | Входной пробивной ток | не более 1 мА |
| 7 | Ток потребления при низком уровне выходного напряжения | не более 33 мА |
| 8 | Ток потребления при высоком уровне выходного напряжения | не более 12 мА |
| 9 | Потребляемая статическая мощность на один логический элемент | не более 19,7 мВт |
| 10 | Время задержки распространения при включении | не более 15 нс |
| 11 | Время задержки распространения при выключении | не более 22 нс |
10.3.Трехвходовый логический элемент Пирса
В качестве двухвходового логического элемента Пирса выбрана микросхема К555ЛЕ4. Микросхема представляет собой четыре логических элемента 3ИЛИ-НЕ.
| КОРПУС К555ЛЕ4 | УГО К555ЛЕ4 |
|
|
|
Электрические параметры:
| 1 | Номинальное напряжение питания | 5 В |
| 2 | Выходное напряжение низкого уровня | не более 0,4 В |
| 3 | Выходное напряжение высокого уровня | не менее 2,4 В |
| 4 | Входной ток низкого уровня | не более -1,6 мА |
| 5 | Входной ток высокого уровня | не более 0,04 мА |
| 6 | Входной пробивной ток | не более 1 мА |
| 7 | Ток потребления при низком уровне выходного напряжения | не более 16 мА |
| 8 | Ток потребления при высоком уровне выходного напряжения | не более 26 мА |
| 9 | Потребляемая статическая мощность на один логический элемент | не более 36,75 мВт |
| 10 | Время задержки распространения при включении | не более 11 нс |
| 11 | Время задержки распространения при выключении | не более 15 нс |
10.4.Мультиплексор с 2-мя информационными входами
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
