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

44587. Основные типы протоколов 39.5 KB
  Протоколы этих стеков выполняют работу специальную для своего уровня. Однако коммуникационные задачи которые возложены на сеть приводят к разделению протоколов на три типа: прикладные протоколы; транспортные протоколы и сетевые протоколы. Уровни модели OSI и соответствующие им типы протоколов Прикладные протоколы работают на верхнем уровне модели OSI и обеспечивают взаимодействие приложений и обмен данными между ними. Транспортные протоколы поддерживают сеансы связи между компьютерами и гарантируют надежный обмен данными между ними.
44588. Наиболее распространенные стеки протоколов 32.5 KB
  Стек TCP IP включает в себя два основных протокола: TCP Trnsmission Control Protocol протокол для гарантированной доставки данных разбитых на последовательность фрагментов. IP Internet Protocol протокол для передачи пакетов относится к разряду сетевых протоколов. Стек TCP IP является промышленным стандартным набором протоколов которые обеспечивают связь в неоднородной среде т.
44589. Передача данных по сети 53.5 KB
  Пример передачи данных 1 Компьютер-отправитель устанавливает соединение с принтсервером. Если бы использовался более сложный протокол и соответствующие ему сетевые службы то время передачи увеличилось бы но зато повысилась бы достоверность передачи. Указанный в пакете адрес отправителя в этом случае использовался бы сетевой службой для формирования подтверждения и передачи его соответствующему приемнику.
44590. Стандарт 10BaseT 39.5 KB
  ЛВС стандарта 10BseT может обслуживать до 1024 компьютеров. Сеть стандарта 10BseT Достоинством является возможность использования распределительных стоек и панелей коммутации что позволяет легко перекоммутировать сеть или добавить новый узел без остановки работы сети.
44591. Стандарт 10Base2 59 KB
  С использованием репитеров может быть увеличена общая протяженность сети введением дополнительных сегментов. Два из пяти сегментов являются межрепитерными связями и служат только для увеличения длины сети . Максимальное число компьютеров до 1024 а общая длина сети до 925м.
44592. Стандарт 10Base5 38.5 KB
  Главный кабель к которому подключаются трансиверы для связи с РС имеет длину до 500 м и возможность подключения до 100 компьютеров. С использованием репитеров которые также подключаются к магистральному сегменту через трансиверы общая длина сети может составить 2500 м.
44593. Стандарт 10BaseFL 43 KB
  Сеть стандарта 10BseFL Особенность этих трансиверов в том что их передатчики преобразуют электрические сигналы от ЭВМ в световые импульсы а приемники световые в электрические. Популярность использования 10BseFL обусловлена: высокой помехозащищенностью; возможностью прокладки кабеля между репитерами на большие расстояния т.
44594. Стандарт 100BaseX Ethernet 40.5 KB
  Его особенностью является то что он сохранил стандартный для Ethernet метод доступа CSM CD от которого отходили разработчики других технологий повышенной скорости передачи в сети. Сохранение метода доступа означает что имеющиеся в наличие драйверы для Ethernet будут работать без изменений. Преимуществом этой технологии появившейся в конце 1993 года является то что степень ее совместимости с Ethernetсетями позволяет интегрировать ее в эти сети с помощью двухскоростных сетевых адаптеров или мостов.