Кондратьев Р.М., Кошелькова Л.В., Мельников Б.С. <Комбинационные устройства и цифровые автоматы> (PDF) (Кондратьев Р.М., Кошелькова Л.В., Мельников Б.С. «Комбинационные устройства и цифровые автоматы» (PDF))

МИНИСТЕРСТВО НКШЕГО И СРЕ~БЕГО СПЕЦИАЛЬНЫ'О СБРАЗОВАНИН СССР МОСКОВСКИЙ ОРЛЛНА ЛЛНННА И ОРИНА ОКТЯБРЪСКСИ РЕВОЛЗЦИИ АВИАЦИОНВЫй ИНСТИТЛТ имвни СЕРГО ОРЛИСНИКИЛВЕ ИЕТОЛНЧЕСКИЕ УКАНАНИН К ЛАБОРАТОРВЫИ РАБОТАМ "КОМБИНАЦИОНБЕ КСТРСИСТВА" И "ЦИИРОНП АВТОМАТЫ" Уннврждвно на заседании рвдсонвга ГЕ ман ГИВИ г. МОСКВА 1ВВ6 681.142 (ОТ5) М 545 УДК: 681.322 (075.5) Авторы-составители: РМ. Кондратьев, Л.В. Кошелькова, Б.С.

Мельвиков Методические указаввя к лабораторным работам "Коте)ииав)ш)иные устройства" и "Цафровые автоматы / Кондратьев Р.М., Кошелькова Л.В., Ме ьаазюв Б.С. - М.: МАН, 1686. - 30 с., ил. Магодические указания к лабораторным работам "Комбинационные устройства" и "Цифровые автоматы" предаазкачевы для студентов факультета "Радиоэлектроника ЛА", изучающих дисциплины "Микропроцессоры и вычислительные устройства" и "ЗН4 и шавро ВВМ". Проведение работ в учебном класса существеыио отличаегся ог работы в сгандаргвых учебивх лабораториях, что и послужило поводом к написанию данных методачесмтх указаний.

Рецензенты: Е.Ф. Юрков, П.Д. Лввидов, О.П. Глудзив ® Московсзий авяациоаный институт, 1986 г. 1. ОСОБ%НОСТИ МПЮЛНЕНИЯ ЛАБОРАТОРНЫХ РАБОТ В УЧУБНОМ КЛАССЕ КИВЕРЫ 1. . Сост чебного клас Лабораторыые работы по синтезу цифровых устройств выполвяюгся в специализвроваыпом учебыом классе, осващеииоы гехяическиыи средствами обучения (ТСО). В состав учебного класса входят: - 24 рабочих места для студентов; - стол преподавателя с пультом управлепия; — классная доска с экраном; — гехяеческэе средства обучеаия.

Технвческае средства обучеяия предназначены для формироваиия и воспроизведения различвого рода внформацив, синтеза цафровых устройств и контроля знаний студентов . Для проведения лабораторных работ используются следутише техввческие средства: - комплекс телевизионный ДС-1002; - графопроекгор "Лектор-2000"; - диацроектор "Альфа 35-50 Азтофокус"; - магэитофон "Комета-212", усилитель "Радиотехника-020" и акуствческая система 35 АС-212. Дла контроля званий студентов используются дее системы: сгандартнан автоматизированная система РИТМ-2М и телевизионная свстема контроля работы студекгов на макетах, разработакаак на кафедре.

1.2. Работа с оптов в чебаом классе Работа студекгов в учебном классе происходит в следующем яорядке: а) прослушивание сгудентаыи установочной лекции . Цикл запягий в лаборатории начинается с вводной лекцаи о порядке выполнения работ. На каждом занятии проводится тематическая лекцая по теоретической части выполняемой на данном занятия лаборагоркой работы. наблюдения на экраае тУ дисплея до четырех процессов одвовремевно. Блок-схема задающей части изображена ва рис. 1.1.

Четыре логи»А еьу ческих перемеввых и их иаверсии генерируются аа счет- Г::Л "'"".- ",екаааерф „, и» „апаУа чвке Фоомврователе паРемен7уиь»»Ф»7зе вых таким образом, что вх пете»ре» ааооры следуют н порядке еааеееьитеае мее»ьа7»ее»а» уаеаВ~Я»а ~а» Ьа»ЕЕЕ"" ВсэраотаНВЯ РЯДа КатУРаЛЬ- еигиолаь пРа7»еееа6 вых чисел от О до 18. По- е» Е У! У! У» У! У»У» У! скольку все современаые цвФровые устройства рабо~аП1 ют в логике уроввей, логические переменаые л,в,с и Ьаа7»аеи йюРпН аа»еее П2 Р сформаровавы как измеаео7ейалге! юсуп кающиеся потезцвалы; марки- Рис. 1.1 розка выходов соответствует полоиительвой (црямой) логике представлевия переменвых, когда положительный потенциал 2,4 в соответствует логвческой едавице, а полоивтельный потенциал 0,4 в - логическому пулю.

Лля Формированвя свгаалов управления У1...У8 операционными элементамв в устройствамв служит распределитель управлвющих сигналов, представляпмппй собой стробируемый дешиФратор трех стерпит разрядов счетчика-Формирователя переменвых. В качестве строба искользуется логическая переменная 4 . Формирователь последонетельвостей П1 и П2 служит для создания последовательностей ивФормациовпых сигналов длиной до 8 двоичных символов . Каждый символ вмеет длительность перемеваого В, так что соседние одинаковые символы сливаются в непрерывный потенциал.

Набор последовательностей осуществляется при поьющи переключателей (тулпаров), расположенных ва передней капели задающей части . Логическве переменные П1 и П2 опвсываются выракекиами: П7 У У КК„. (В,С,З); П2 =У У, КК„(В,С,Ю), где У', у,'- логичесиие сигналы дереключателей;„К (В,С,В) - коньюнктивйая ковституента перемеввых В,С в 3 . Эпюры напряжений на всех выходах задающей части изобракевы на рис; 1.2. Последовательности П1 и П2 построены для случая: ! ! ! ! 7 7 У=У =У =У =У =У =У =0; 1 5 е ! 1 7 6 7 7 7 7 г 7 5 5 Е 3 5 5 ! Е Д»И УДОботва коктрола Рабо- 4 ты синтезируемых устройств служит Формпрователь ту изображе- 4 вия четырех элзктрическвх процес- 8 сов. Поскольку мы имеем дело Ь толью с пкФровымв ус~ройс~вами, с работающвмв с двоичвыю сигвалами, иэображение ва телеввзионном экране Формируется в условном ви- Р де, когда такты разделяются вор- З тикальыыыи ливиямв, в звачевия переменных внутри такта отображаются горизовтальвнвм линиями, Уе расположевными ва двух уровнях.

П»' 2. МЕТОДИКА ВЫ)ЮЛНЕНИЯ ЛАБОРАТОРНЫХ РАБОТ * ПО СИНТЕЭУ КОМБИНАПИОННЫХ УСТРОИСТВ 2 ~ 1 ~А!»$ ~ !аеаееа77 и и» М 2.1.1. Тйорейическйя часйь Логические Фуакцаи и конъюнкция (логическое И), дизъювкция (логическое или), отрицавие (логическое "не") представляют собой операции булевой алгебры. набор этих Фувкций образует Фувкциовальво полную систему логических Функ!п»й и реализуется соответстыупюмми схамвымв злемеатамв И. ИЛИ и НЕ. Функционально полной систеюй логичесивх Функцпй вазываатся совокупность логических Функций, посредством которых югут быть выражевы лобке логические Функцви от произвольюго числа переменных (2 ) ЦелЬю лаборатоРной Работы является ознакомление с вормальаыю Формами представления логических Функций, способамв их преобразования и миавьмзацав.

а также их реализации аа элементах И, ИЛИ, НЕ Рассютрам разновидности нормальвых Форм логических Фувкций. Ддэъювкглввой иормальной Формой логической Функции называется дизъювкцвя элементарных ковъювкпий, где в элемевтарвую конь- вивцвю могут входить логвчесвже перемеввые в своем вепосредствеа- иом ваде или в виде своих от(шцавий. Например, Г(А,В,С,Р) ЛИС 4СЙ ~-Лйсз +АВСР . (2.1) Авалогвчыо определяется вовъввктиввая вормальвая 4орма: Г(Л,В,С,Р)=(А+В)(С Р)(Л В+С)(Л+Л+С Р), Среди ноРмальных форм представлеавя логических 4уккпдй особое место заиимавт совершенные и мвввмальвые форит. совершенная дизъювктиввая аоРмальвая 4орма (ОЛИФ) логической фуакции от я логических перемепаых представляет собой двзъювкцвв таках злвмевтарвых ковъювкцвй, ко~орые являются функциями всех ло- гических переменных.

Например, Г(А,В,С,Р)=ИВОР+АВСР'ЛВСР+АВСР. (2.3) Аналогично определяется совершевввя ковъввктивная нормальвая форьш (СКИФ): Г(Л,В,С,Р)" (Л В С р)(Л.В.С.Л)<Л+В.с,р) (2 4) Каждая л>гвческая фувкцвя имеет единственную совершеввув дизъювктивиув вормвльвув форму (совершенную конъввктвввув нормальвув форму) ° Мвнамальвой двзъвиктиввой нормальной формой (МКНФ) называется аекоторое эквивалентное исходному логическое выражевие, содержащее минимальное количество наипростейших злемевтарвых конъввкций. При схемкой реализацив такому выражению соответствует наимевыпее количество алиментов "И" и наименьшее количество входов каждого влемевта.

Ааалогичво минимальная ковъювктввная вормальвая форма (МКНФ) определяется как векоторое зквиваленгвое исходному логическое выракепие, содержащее миаимальаое количество наипростейиих элементарных дизъввкций. Ллв реализацив на макете ваданпых логических функций следует найти соответствующие им мввимальвые фортш. Нахождение минимальных 4врм может быть выполнено алгебраическвыи мегодамв вли с помощью диаграмм Карно ~2) . Принцицы ьшнимизации логических функций будут проиллвстрировавы далее иа конкретном примере. 2.1.2. Описание макета Лабораторвый маке~ включав~ в себя набор элементов "И" и "ИЛИ", которые могут соединяться между собой и подключаться к сигвалам логичесввх переменных и вх отрщавий, подведенным аа передвюю вааель макета от задающей часта лабораторного комплекса.

Если логичеоиие переменные задаются в положительной логике, то макет реализует двзьювктивные вормальвые формы логических 4увкций, когда группа схем "И" работает ва одну схему "ИЛИ". В случае отрицательвой логики макет Реализует ковьювктиввые вормальвые 4ормы записи логических функдий, когда группа схем "ИЛИ" работает ва олпу схему "И".

Поскольку перемеаные задающей части сфорьшрованы в положительной логике, при реализации ковъюнктивввх нормальных форм вместо входвых перемеввых нужно использовать их отрицания и наобоРот. 'Рходв везадейстзованных схем И (ИЛИ) заземляются прв помощи вилок. 2.1.3. Порядок выполнения йвболатоиыйй рабом ,Порядок выполнения работы определяется общими правилами, изловенвшвв в равд. 1.2. Укажем основвые зтаиы выполвенвя теоретической части лабораторной, Работы: 1. Составить истивностную таблипу заданной функции. 2.

Построить совершенные иормальвые формы (дизъввктиввую и йовъвнктиввув). 3 . Найти минимальные ((врмы (МД(Ф и МКНФ) по соответствующим двагпаыьшм Карпо. 4. Показать результат минимизации преподавателю. 5 . Нарисовать две логические охи~и, реализующие МЛНФ и МКНФ, б.