Синтез и моделирование двоично-десятичных счетчиков
Реализация синхронного реверсивного двоично-десятичного счетчика в среде Active HDL двумя методами: структурно и с помощью конечных автоматов. Построение временной диаграммы работы дешифратора при обратном счёте. Синтез счётчика при помощи автомата.
| Рубрика | Коммуникации, связь, цифровые приборы и радиоэлектроника |
| Вид | контрольная работа |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 22.01.2014 |
| Размер файла | 1,0 M |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ УКРАИНЫ
Национальный технический университет
«Харьковский политехнический институт»
Кафедра: Автоматика и управление в технических системах
Контрольная работа
По курсу: «Системы проектирования автоматических устройств на основе СБИС»
«Синтез и моделирование двоично-десятичных счетчиков»
Выполнила: Кощей В.Ю.
Проверил: Дорошенко Ю. И.
Харьков 2014
Задание
Необходимо реализовать в среде Active HDL модель синхронного реверсивного двоично-десятичного счетчика двумя способами (структурная реализация и реализация с помощью конечных автоматов). Счетчик имеет следующие параметрами:
- счетчик ведет в коде 8, 4, 2, 1
- последовательность для счета имеет вид 2-6-5-9-7-4-8-0-3-1
- перенос осуществляется по переходу 6-1 при прямом счете и 1-6 при реверсивном.
-JK-триггер
Ход выполнения работы
Составим таблицу переходов состояний счетчика.
реверсивный десятичный счетчик дешифратор
Таблица 1- Таблица переходов двоично-десятичного реверсивного счетчика
|
Переход |
Q1Q2Q3Q4Q5>Q1Q2Q3Q4Q5 |
|
|
Прямое направление счета |
||
|
2>6 |
00010>00110 |
|
|
6>1 |
00110>00001 |
|
|
5>9 |
00101>01001 |
|
|
9>7 |
01001>00111 |
|
|
7>4 |
00111>00100 |
|
|
4>8 |
00100>01000 |
|
|
8>0 |
01000>00000 |
|
|
0>3 |
00000>00011 |
|
|
3>1 |
00011>00001 |
|
|
1>2 |
00001>00010 |
|
|
Обратное направление счета |
||
|
1>6 |
10001>10110 |
|
|
3>0 |
10011>10000 |
|
|
0>8 |
10000>11000 |
|
|
8>4 |
11000>10100 |
|
|
4>7 |
10100>10111 |
|
|
7>9 |
10111>11001 |
|
|
9>5 |
11001>10101 |
|
|
5>6 |
10101>10110 |
|
|
6>2 |
10110>10010 |
|
|
2>1 |
10010>10001 |
Составим карты Карно согласно таблицы 1 для нахождения Q2, Q3, Q4, Q5:
Таблица 2 - Карта Карно для Q2
|
Q2 |
000 |
001 |
011 |
010 |
110 |
111 |
101 |
100 |
|
|
00 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
1 |
|
|
01 |
0 |
0 |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
|
|
11 |
0 |
0 |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
|
|
10 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
Таблица 3 - Карта Карно для Q3
|
Q3 |
000 |
001 |
011 |
010 |
110 |
111 |
101 |
100 |
|
|
00 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
1 |
0 |
0 |
|
|
01 |
0 |
1 |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
|
|
11 |
1 |
1 |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
|
|
10 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
1 |
Таблица 4 - Карта Карно для Q4
|
Q4 |
000 |
001 |
011 |
010 |
110 |
111 |
101 |
100 |
|
|
00 |
1 |
1 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|
|
01 |
0 |
1 |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
|
|
11 |
0 |
0 |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
|
|
10 |
0 |
1 |
0 |
0 |
1 |
0 |
1 |
1 |
Таблица 5 - Карта Карно для Q5
|
Q5 |
000 |
001 |
011 |
010 |
110 |
111 |
101 |
100 |
|
|
00 |
1 |
0 |
1 |
0 |
1 |
0 |
1 |
0 |
|
|
01 |
0 |
1 |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
|
|
11 |
0 |
1 |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
|
|
10 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
1 |
0 |
1 |
После минимизации получим такие функции СДНФ:
Q2=Q1Q2 Q3Q4 +Q1Q2Q3Q4 Q5 + Q1Q2Q3Q4 Q5;
Q3= Q1Q2 Q3Q4+ Q1Q3 Q4Q5+ Q2Q3 Q4Q5+ Q1Q2 Q3Q4+ Q1Q2Q3Q4 Q5+ Q1Q2Q3Q4 Q5;
Q4= Q1Q2 Q3Q5+ Q1Q2 Q4Q5+ Q1Q3 Q4Q5+ Q1Q2 Q3Q5;
Q5= Q2Q3 Q4Q5+ Q1Q2Q3Q4 Q5+ Q1Q2Q3Q4 Q5+ Q1Q2Q3Q4 Q5+ Q1Q2Q3Q4 Q5+ Q1Q2Q3Q4 Q5+ Q1Q2Q3Q4 Q5+ Q1Q2Q3Q4 Q5.
Составим схемы комбинационных функций:
Рисунок 1 - Схема комбинационной функции Q2
Рисунок 2 - Схема комбинационной функции Q3
Рисунок 3 - Схема комбинационной функции Q4
Рисунок 4 - Схема комбинационной функции Q5
Строим схему счётчика при помощи полученных логических функций:
Рисунок 5 - . Схема счётчика
Исследуем работу счетчика при помощи Functional Simulator. Проверяем работу при прямом и обратном счёте:
Рисунок 6 - Временные диаграммы работы счётчика при прямом счёте
Рисунок 7 - . Временные диаграммы работы счётчика при обратном счёте
Синтезируем счётчик при помощи автомата в ActiveHDL.
Рисунок 8 - Граф двоично-десятичного реверсивного счетчика
Проверяем работу при прямом и обратном счёте:
Рисунок 9 - Временная диаграмма работы счётчика при прямом счёте
Рисунок 10 - Временная диаграмма работы счётчика при обратном счёте
Дополнительное задание
Дешифратор
Прописываем VHDL код:
library IEEE;
use IEEE.STD_LOGIC_1164.all;
entity des is
port(
x:in STD_logic_vector(1 to 4);
y:out integer range 0 to 9
);
end des;
architecture des of des is
begin
process(x)
begin
case x is
when "0110"=>y<=6;
when "0001"=>y<=1;
when "0010"=>y<=2;
when "1000"=>y<=8;
when "1001"=>y<=9;
when "0000"=>y<=0;
when "0100"=>y<=4;
when "0101"=>y<=5;
when "0111"=>y<=7;
when "0011"=>y<=3;
when others=>y<=1;
end case;
end process;
end des;
Собираем схему
Проверяем работу при прямом и обратном счёте:
Рисунок 11 - Временная диаграмма работы дешифратора при прямом счёте
Рисунок 12 - Временная диаграмма работы дешифратора при обратном счёте
Вывод
В этой работе был реализован синхронный реверсивный двоично-десятичный счетчик в среде Active HDL двумя методами (структурно и с помощью конечных автоматов). Данный счетчик использует код 8, 4, 2, 1 и реализована последовательность 2-6-5-9-7-4-8-0-3-1 с условием, что перенос осуществляется по переходу 6-1 при прямом счете и 1-6 при реверсивном. С помощью индивидуальных карт Карно мы минимизировали функции и составили комбинационные схемы для каждого Q2,Q3,Q4,Q5 с помощью Block Diagram. После, таким же методом, строим схему счётчика при помощи полученных функций. Проводим моделирование с помощью Functional Simulator и убеждаемся в правильности работы при прямом и обратном счёте. В ходе выполнения данной работы улучшили свои навыки работы в программе Active-HDL.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Анализ работы двоичного интегрального счетчика и двоично-десятичного дешифратора. Подключение неиспользуемых входов к шине питания, "общему" проводу или другому используемому входу. Анализ временной диаграммы дешифратора. Устройство счетчика Джонсона.
лабораторная работа [211,1 K], добавлен 18.06.2015Назначение устройства, его cтруктурная схема, элементная база. Функциональная схема сложения в двоично-десятичном коде. Время выполнения операции. Принцип работы суммирующего счетчика в коде Грея. Синтез функций возбуждения триггеров. Временные диаграммы.
курсовая работа [853,7 K], добавлен 14.01.2014Структурно–функциональное описание счетчика. Построение функциональной схемы синхронного автомата для 4-разрядного счетчика. Кодирование состояний автомата по критерию надежности функционирования. Логическое моделирование схемы функционального теста.
контрольная работа [105,8 K], добавлен 14.07.2012Построение логической схемы счетчика в среде Max+Plus II с использованием редактора символов, моделирование ее работы с помощью эмулятора работы логических схем. Триггеры со статическим и динамическим управлением. Анализ алгоритма синтеза счетчиков.
лабораторная работа [128,3 K], добавлен 23.11.2014Интегральная микроэлектроника как элементная база дискретной техники. Применение биполярных и полевых транзисторов в качестве активных элементов цифровых микросхем. Выбор и обоснование структурной схемы суммирующего двоично-десятичного счетчика импульсов.
курсовая работа [702,9 K], добавлен 04.06.2010Разработка функциональной и принципиальной схем управляющего устройства в виде цифрового автомата. Синтез синхронного счётчика. Минимизация функций входов для триггеров с помощью карт Карно. Синтез дешифратора и тактового генератора, функции выхода.
курсовая работа [1,5 M], добавлен 23.01.2011Разработка дискретного устройства, состоящего из генератора прямоугольных импульсов высокой частоты (100 кГц), счетчика импульсов, дешифратора, мультиплексора и регистра сдвига. Синтез синхронного конечного автомата, у которого используются D-триггеры.
курсовая работа [198,8 K], добавлен 08.02.2013Проектирование синхронного счетчика с четырьмя выходами, циклически изменяющего свои состояния. Решение задач логического синтеза узлов и блоков цифровых ЭВМ. Разработка структурной, функциональной и электрической принципиальной схем заданного устройства.
контрольная работа [500,9 K], добавлен 19.01.2014Принципы работы счетчика двоичных чисел, методика синтеза счетчиков-делителей. Построение функциональной и принципиальной схем. Схема счетчика-делителя с коэффициентом деления 48. Применение счетчиков на интегральных схемах со средней степенью интеграции.
курсовая работа [295,0 K], добавлен 14.11.2017Разработка цифрового устройства для двоично-десятичного кодирования цифр номера зачетной книжки студента. Таблица истинности для входных переменных. Генераторы и счетчик импульсов. Схема совпадения кодов, регистры памяти. Минимизация булева выражения.
реферат [3,3 M], добавлен 26.12.2013Обобщенная схема конечного цифрового автомата. Структурная и каскадная схема мультиплексора. Кодирование входных и выходных сигналов и состояний автомата. Схема разработанного цифрового устройства. Синтез дешифратора автомата. Выбор серии микросхем.
контрольная работа [279,1 K], добавлен 07.01.2015Принципы организации управляющих автоматов. Разработка и проектирование автомата с жесткой и программируемой логикой. Разработка таблицы прошивки ПЗУ для УА с естественной адресацией микрокоманд. Структурный и абстрактный синтез управляющего автомата.
курсовая работа [508,5 K], добавлен 16.03.2011Управляющий автомат и его связь с операционным автоматом. Разработка алгоритма работы управляющего автомата. Построение кодированной ПТП, синтез функций возбуждения и выходов. Реализация управляющего автомата с жесткой логикой на заданной элементной базе.
курсовая работа [57,9 K], добавлен 29.12.2011Синтез дискретного устройства, его структурная схема. Расчет дешифратора и индикаторов, их проектирование. Карты Карно. Синтез счетной схемы. Делитель частоты. Проектирование конечного автомата и его описание. Анализ сигналов и минимизация автомата.
курсовая работа [217,8 K], добавлен 21.02.2009Анализ и синтез асинхронного счетчика с КСЧ=11 в коде 6-3-2-1 и с типом триггеров JJJJ, его назначение, разновидности и технические характеристики. Пример работы суммирующего счетчика. Синтез JK–триггера (устройства для записи и хранения информации).
курсовая работа [2,4 M], добавлен 25.07.2010Проектирование конечного автомата, заданного оператором соответствия, с использованием канонического метода структурного синтеза автоматов. Тактирование от генератора синхронизирующих импульсов для устранения гонок в функциональной схеме автомата Мили.
курсовая работа [1,6 M], добавлен 22.10.2012Основные преимущества цифровых систем связи по сравнению с аналоговыми. Принципы работы дискретных устройств, особенности их построения. Устройство генератора импульсов, синтез счетчика, мультиплексора и дешифратора. Разработка асинхронного автомата.
курсовая работа [552,1 K], добавлен 21.11.2012Синтез комбинационных схем. Построение логической схемы комбинационного типа с заданным функциональным назначением в среде MAX+Plus II, моделирование ее работы с помощью эмулятора работы логических схем. Минимизация логических функций методом Квайна.
лабораторная работа [341,9 K], добавлен 23.11.2014Синтез цифровых схем, выбор элементной базы и анализ принципов построения управляющих автоматов с жесткой логикой. Граф-схемы алгоритмов умножения и деления чисел. Создание управляющего автомата типа Мили; выбор триггера, кодирование сигналов автомата.
курсовая работа [1,8 M], добавлен 18.09.2012Классификация счётчиков электронных импульсов. Составление таблицы функционирования счетчика, карт Карно, функций управления входов для триггеров. Выбор типа логики, разработка принципиальной схемы и блока индикации, временная диаграмма работы счётчика.
контрольная работа [130,9 K], добавлен 10.01.2015
