31295

Тема: Синтез комбінаційних схем на мікросхемах середнього ступеня інтеграції Мета заняття:Закріпити отр.

Книга

Архивоведение и делопроизводство

Традиційно ця назва застосовується до вузлів робота яких не описується досить простим алгоритмом а задається таблицею відповідності входів і виходів.1 Якщо декодер має входів виходів і використовує всі можливі набори вхідних змінних то . Число входів і виходів декодера вказують таким чином: декодер 38 читається €œтри на вісім€ 416 410 неповний декодер. Мультиплексор – це функціональний вузол що здійснює підключення комутацію одного з декількох входів даних до виходу.

Украинкский

2013-08-28

1.08 MB

10 чел.

ПРАКТИЧНЕ ЗАНЯТТЯ № 4

 

Тема:  Синтез комбінаційних схем на мікросхемах середнього ступеня інтеграції

Мета заняття: Закріпити отримані теоретичні знання з алгебри логіки та практичні навички синтезування комбінаційних схем при використанні дешифраторів, шифраторів, мультиплексорів

1 ТЕОРЕТИЧНІ  ВІДОМОСТІ

 Пристроєм, що кодує, називають логічний вузол, що перетворює багаторозрядний вхідний  код у вихідний код, побудований за будь-яким законом. Назва ця в більшій мірі умовна, оскільки будь-який цифровий пристрій перетворює деякий вхідний код у деякий вихідний, тобто є кодовим перетворювачем. Традиційно ця назва застосовується до вузлів, робота яких не описується досить простим алгоритмом, а задається таблицею відповідності входів і виходів.

 Дешифратором (декодером) найчастіше називають пристрій, що кодує, який перетворює двійковий код в унітарний. З усіх  виходів дешифратора активний рівень є тільки на одному виході, а саме на тому, номер якого дорівнює поданому на входи двійковому числу. На всіх інших виходах дешифратора рівні напруги неактивні. Умовне зображення дешифратора на схемах показано на рис.4.1.

Рис. 4.1

Якщо декодер має  входів,  виходів і використовує всі можливі набори вхідних змінних, то . Такий декодер називають повним на відміну від неповного, що використовує лише частину можливих наборів і має відповідно менше число виходів і внутрішніх схемних елементів.

Декодер використовують, коли потрібно звертатися до різних цифрових пристроїв, і при цьому номер пристрою – його адреса – представлена двійковим кодом. Входи декодера (їх ще називають адресними входами) часто нумерують не порядковими номерами, а відповідно до ваги двійкових розрядів, тобто не 1, 2, 3, 4, 5..., а 1, 2, 4, 8, 16... Число входів і виходів декодера вказують  таким чином: декодер 3-8 (читається “три на вісім”), 4-16, 4-10 (неповний декодер).

Мультиплексор – це функціональний вузол, що здійснює підключення (комутацію) одного з декількох входів даних до виходу. Номер обраного входу відповідає коду, поданому на адресні входи мультиплексора. Умовне зображення мультиплексора наведене на рис.4.2.

Рис. 4.2

Вхід Е – вхід вибірки мікросхеми: при Е=1 мультиплексор працює як звичайно, при Е=0 вихід вузла знаходиться в неактивному стані, тобто мультиплексор замкнений. Доречи, таке ж призначення має вхід Е дешифратора.

Шифратор, чи кодер, виконує функцію, зворотну дешифратору. Умовне зображення шифратора на схемах показане на рис.4.3.

Рис. 4.3

Класичний шифратор має входів і виходів, і при подачі сигналу на один із входів (обов'язково на один, а не більше), на виході з'являється двійковий код номера збудженого входу. Число входів і виходів такого шифратора зв'язано співвідношенням . Шифратор можна використовувати, наприклад, для відображення у вигляді двійкового коду номера чи натиснутої кнопки положення багатопозиційного перемикача, в схемах перетворювачів коду тощо.  

2 КОНТРОЛЬНИЙ ПРИКЛАД

Побудувати перетворювач коду 8-4-2-1 у код із послідовністю 2, 4, 6, 8, 10, 12, 14, 2, 4, 6, 8, 10, 12, 14, 2, 4.

  1.  Побудувати перетворювач на мультиплексорах:

а) 16-1;

б) 4х8-1;

в) 4х4-1 і додатковій логіці.

Побудувати перетворювач на дешифраторі 4х16 і додатковій логіці.

Побудувати перетворювач на парі DC4х16 – CD 15х4.

Рішення:

  1.  Таблиця істинності для перетворювача має вигляд, показаний в таблиці 4.1.

а) Для перетворювача на мультиплексорах 16-1 число вхідних сигналів збігається з числом адресних входів, тобто для реалізації схеми досить перенести необхідні значення  на інформаційні входи мультиплексора, а на його адресні входи подати сигнали , , ,  (рис. 4.4).

Таблиця 4.1

0

0

0

0

0

0

1

0

0

0

0

1

0

1

0

0

0

0

1

0

0

1

1

0

0

0

1

1

1

0

0

0

0

1

0

0

1

0

1

0

0

1

0

1

1

1

0

0

0

1

1

0

1

1

1

0

0

1

1

1

0

0

1

0

1

0

0

0

0

1

0

0

1

0

0

1

0

1

1

0

1

0

1

0

1

0

0

0

1

0

1

1

1

0

1

0

1

1

0

0

1

1

0

0

1

1

0

1

1

1

1

0

1

1

1

0

0

0

1

0

1

1

1

1

0

1

0

0

Як видно з таблиці істинності,  завжди дорівнює нулю, тому на схемі немає четвертого мультиплексора.

б) Для перетворювача на мультиплексорах 4х8-1 число адресних входів на одиницю менше числа вхідних сигналів, тому адресні входи підключаються до старших вхідних розрядів. Молодший вхідний  сигнал чи його інверсія разом з константами “0” і “1” утворюють базовий набір сигналів на інформаційних входах. У даному прикладі набір ,, поділяє всю таблицю на вісім секцій, у кожній секції цей набір має однакові значення і визначає внутрішні з'єднання в мультиплексорі. Таким чином, усе залежить від бажаного значення  і сигналу  в даній секції (див. таблицю 4.1 і рис. 4.5).

Рис. 4.4

Рис. 4.5

в) У випадку, коли кількість входів на 2 менше кількості вхідних сигналів (як у нашому прикладі), перетворювач можна реалізувати на мультиплексорах 4х4-1 і додатковій логіці, проаналізувавши логічні вирази для  та  в межах незмінних комбінацій для перших двох вхідних сигналів – по чотири рядки в вихідній таблиці. Отримані схеми для даного випадку показано на рис.4.6.

Рис. 4.6

Таким чином, сигнали , поділяють таблицю істинності на чотири секції, у кожній з яких сигнали , визначають логічну функцію для вихідного сигналу .

2. Для синтезу комбінаційної схеми на дешифраторах і додатковій логіці необхідно відзначити ті виходи дешифратора, номера яких збігаються з десятковими еквівалентами двійкових наборів, на яких шукана функція дорівнює одиниці (нулю). Ці виходи поєднують на схемі логічними елементами АБО (І-НЕ), наприклад, як зображено на рис. 4.7.

3. Для побудови перетворювача на парі DC4х16 – CD 15х4 необхідно записати в таблиці істинності друг навпроти друга двійкові та десяткові еквіваленти вхідних і вихідних наборів перетворювача. Тим самим визначається схема з'єднання виходів дешифратора і входів шифратора. Якщо більше одного виходу дешифратора заводиться на один вхід шифратора, до кожного з цих виходів підключають діоди, що розв'язують такі комбінації (див. рис. 4.8).

Рис. 4.7

Рис. 4.8

3 ЗАВДАННЯ НА САМОСТІЙНУ РОБОТУ

Побудувати перетворювач коду 8-4-2-1 у код з послідовністю:

а) 2, 3, 4, 5, 10, 11, 12, 13, 2, 3, 4, 5, 12, 14, 2, 4;

б) 1, 3, 5, 7, 9, 12, 13, 14, 1, 3, 4, 6, 8, 10, 12, 14.

1. Побудувати перетворювач на мультиплексорах:

а) 16-1;

б) 4х8-1;

в) 4х4-1 і додатковій логіці.

2. Побудувати перетворювач на дешифраторі 4х16 і додатковій  логіці.

3. Побудувати перетворювач на парі DC4х16 – CD 15х4.

4 КОНТРОЛЬНІ ПИТАННЯ

Призначення та принцип дії вивчених вузлів середнього ступеня інтеграції.

Як за допомогою вузлів середнього ступеня інтеграції можна синтезувати комбінаційні схеми?

Яку функцію при побудові комбінаційних схем виконує мультиплексор?

Охарактеризуйте стан мультиплексора при подачі сигналу Е=0 на вхід вибірки мікросхеми.

Як синтезувати комбінаційну схему на мультиплексорах, якщо кількість   адресних входів на менше кількості вхідних сигналів?

Обґрунтуйте принципи синтезу комбінаційної схеми на дешифраторах?

7.  Для чого в схемі DC – CD застосовують діоди, що розв'язують?

8


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

27850. Требования к устройствам АВР и расчет их параметров 47.5 KB
  Требования к устройствам АВР и расчет их параметров. Требования к устройствам АВР и расчёт их параметров. Причём до включения АВР линия должна быть отключена. Пуск органов АВР являются тип реле напряжения: Из уставок выбирается меньшая.
27851. Токовая защита трансформаторов от многофазных КЗ со ступенчатой характеристикой выдержки времени 137 KB
  Токовая защита трансформаторов от многофазных КЗ со ступенчатой характеристикой выдержки времени. Ставится двухступенчатая защита: т. В ряде случаев защита дополняется защитой от однофазного КЗ на стороне НН. В городских замкнутых сетях напряжением до 1 кВ для селективного отключения одного трансформатора должна предусматриваться токонаправленная защита.
27852. Защита трансформаторов 6-10 / 0,4 кВ от КЗ на землю 78 KB
  В нейтрали ток не должен превышать 25 от номинального тока трансформатора. ZТР – полное электрическое сопротивление трансформатора питающего сеть. Xот≈Х1т Раз так то достаточно МТЗ для защиты трансформатора . Если расстояние от трансформатора до линии 30 метров то защиту от однофазных замыканий на землю можно не ставить.
27853. Дифференциальная токовая защита трансформатора: особенности выполнения в зависи 130.5 KB
  в связи с этим в обмотке реле появляется дополнительная составляющая тока небаланса. Он в 68 раз больше номинального тока трансформатора. Время полного затухания переходного тока намагничивания может достигать нескольких секунд но по истечении времени 0305 сек.
27854. Дифференциальная токовая отсечка трансформатора: схема и расчет. Общая оценка дифференциальных защит трансформаторов 58 KB
  1Отстройка от бросков тока намагничивания достигается ICP с учётом действия реле РНТ. А в схемах косвенного действия времени срабатывания реле тока и выходного промежуточного реле. Если трансформаторы тока выбраны так что их погрешность не более 10 то отстройка от броска тока намагничивания обеспечивается также отстройка и от тока максимального небаланса при внешних КЗ при условии дополнительного различия тока циркуляции. токовой отсечки – простота однако изза большого тока срабатывания защиты отсечка не уменьшает чувствительность.
27855. Схемы соединения обмоток трансформаторов напряжения 232 KB
  Если напряжение более 500 В то между предохранителями и системой – разъединитель. Реле 456 – включены на фазное напряжение относительно нулевой точки вторичных междуфазных напряжений. Реле 123 – включены на линейное напряжение. не может контролировать фазное напряжение относительно земли.
27856. Дифференциальная защита трансформатора с реле РНТ-565 (схема, расчет) 179 KB
  Звезда треугольник€ – 11 питание со стороны звезды КСХ’= КСХ€=1 со стороны НН треугольник в минимальном режиме работы питающей системы ЭС и при максимальном сопротивлении питающего трансформатора. Ток срабатывания защиты берётся со стороны питания. МДС с одной стороны равна МДС другой стороны. стороны трансф.
27857. Дифференциальная защита трансформатора с торможением (схема, расчет) 86 KB
  для отстройки защит от броска тока намагничивания и от максимальных значений установившегося первичного тока небаланса максимального расчётного необходимо соответствующим образом выбрать ток срабатывания защиты минимальный и число витков торм. Далее расчёт витков НТТ основной и неосновной обмоток и максимальный первичный ток небаланса выполняется точно так же как и для реле РНТ в соответствии с таблицей. Дополнением к этому расчёту является выбор числа витков тормозной обмотки. FСРмин=100 А витков FРАБ=IРАБWРАБ Fторм=IтормWторм...
27858. Причины отклонения частоты в энергосистеме. Автоматическая частотная разгрузка 38.5 KB
  Смысл АЧР заключается: при дефиците мощности частота начинает снижатся в сети уже при частоте равной 48 Гц система разваливается. АЧР отключает наименее ответственные потребители восстанавливая таким образом баланс мощности. Величина мощности отключаемой устройством АЧР должна определятся с учётом того что в общем случае мощность потребляемой нагрузки зависит от частоты и снижается вместе с ней. 1 2...