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 три 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

10493. Рух електронів у атомі. Будова електронних оболонок атомів 56 KB
  Тема: Рух електронів у атомі. Будова електронних оболонок атомів. Навчальна мета: розгляути характер руху електрона, ввести поняття орбіталь енергетичний рівень і енергетичний підрівень, розглянути та проаналізувати правила заповнення електронних шарів атомів
10494. Складання хімічних формул за валентністю 105.5 KB
  Тема уроку: Складання хімічних формул за валентністю Вид заняття: комбінований урок Цілі уроку: навчальні: формувати поняття про валентність, навчити учнів визначати валентність елементів за формулами бінарних сполук; навчити учнів складати фор
10495. Сучасне формулювання Періодичного закону. Ізотопи (стабільні й радіоактивні) 44 KB
  Тема: Сучасне формулювання Періодичного закону. Ізотопи стабільні й радіоактивні. Навчальна мета: познайомити учнів із сучасним формулюваням періодичного закону, показати яку інформацію несе порядковий номер і масове число, ознайомити учнів із складом ядер атомів, сф...
10496. Сучасне формулювання періодичного закону. Ізотопи 88 KB
  Тема уроку: Сучасне формулювання періодичного закону. Ізотопи. Вид заняття: комбінований урок Цілі уроку: навчальні: повторити і узагальнити знання про будову атома, встановити рівень засвоєного матеріалу з теми: Будова атома розширити зн
10497. Узагальнення знань про неорганічні та органічні речовини 88 KB
  Тема: Узагальнення знань про неорганічні та органічні речовини. Тип уроку: урок систематизації та узагальнення знань умінь і навичок. Навчальна мета: Узагальнити знання про основні поняття закони і теорії хімії та їх практичне значення для розвитку науки. Ха...
10498. Будова атома. Ядро і електронна оболонка. Склад атомних ядер 85 KB
  Тема уроку: Будова атома. Ядро і електронна оболонка. Склад атомних ядер. Навчальна мета: продовжити знайомство з періодичною системою хімічних елементів Д.І. Менделєєва, на основі знань про будову атома розкрити фізичний зміст порядкового номера елемента...
10499. Фенол, визначення взаємного впливу атомів у його молекулі 50.5 KB
  Навчальна мета: ознайомити учнів з будовою фенолу визначити взаємний вплив атомів у його молекулі. Розвивати вміння прогнозувати хімічні властивості органічних сполук виходячи з їхньої будови на прикладі фенолу. Ознайомити з якісною реакцією на феноли. Обладнання: пе...
10500. Ферум: будова атома, поширення в природі. фізичні та хімічні властивості. взаємодія з киснем, сіркою 49.5 KB
  Тема уроку: Ферум: будова атома поширення в природі. фізичні та хімічні властивості. взаємодія з киснем сіркою. Вид заняття: комбінований урок урок повторення і засвоєння нових знань на якому активізування чуттєвого досвіду учнів закріплення знань умінь та навичок пр
10501. Фізичні і хімічні властивості етилену і ацетилену. Одержання етилену і ацетилену 81 KB
  Тема:Фізичні і хімічні властивості етилену і ацетилену. Одержання етилену і ацетилену. Навчальна мета: ознайомити учнів з фізичними і хімічними властивостями ненасичених вуглеводнів розкрити механізм реакції приєднання показати що реакції цього типу є характерними...