Элементы управления в автоматизированных системах обработки информации и управления
Синтез цифрового устройства управления в базисах мультиплексоров, логических элементов Шеффера и Пирса согласно варианту логической функции и управляющих переменных. Использование для схемотехнического моделирования программы Electronics Workbench.
| Рубрика | Коммуникации, связь, цифровые приборы и радиоэлектроника |
| Вид | курсовая работа |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 17.10.2017 |
| Размер файла | 511,8 K |
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.
24
Размещено на http://www.allbest.ru/
Московский Государственный Технический Университет им. Н.Э. Баумана.
КУРСОВАЯ РАБОТА
по курсу "Элементы управления в АСОИУ"
Выполнил: Студент гр. ИУ5-73 Солтанов Ш.Н.
Принял: Спиридонов С.Б.
Москва 2014
Оглавление
- 1. Техническое задание
- 2. Задача 1
- 2.1 Табличная форма и СДНФ функции
- 2.2 Построение карты Карно для функции
- 2.3 Минимизация функции
- 2.4 ЦУУ на основе логических элементов Шеффера
- 2.4.1 Функциональная схема
- 2.5 ЦУУ на основе мультиплексоров с 8-ю информационными входами
- 2.5.1 Построение карты Карно, соответствующей 8-входовому мультиплексору
- 2.5.2 Функциональная схема
- Выводы
- 3. Задача 2
- 3.1 Табличная форма задания функции
- 3.2 Построение карты Карно для
- 3.3 ЦУУ на основе логических элементов Пирса
- 3.3.1 Функциональная схема
- 3.4 ЦУУ по схеме 4-8 на основе мультиплексоров и элементов Шеффера
- 3.4.1 Функциональная схема
- 3.4.2 Функциональная схема
- Выводы
- Заключение
- Список литературы
1. Техническое задание
1. Произвести синтез цифрового устройства управления (ЦУУ) в базисах мультиплексоров, логических элементов Шеффера и Пирса в соответствии с заданным вариантом логической функции и управляющих переменных.
2. Произвести схемотехническое моделирование синтезированных схем ЦУУ с помощью программы Electronics Workbench (ERB).
3. Продемонстрировать работоспособность полученных моделей ЦУУ с индикацией заданных значений логической функции с помощью Word Generator из EWB и результата на выходе схемы с помощью Logic Analyzer и лампочки.
Термы логических функций заданы в виде чисел в десятичной системе счисления.
1. а). На основе двух - и трехвходовых логических элементов Шеффера.
б). На основе мультиплексоров с 4-мя информационными входами и элементов Пирса.
ЦУУ задано логической функцией от 5-ти двоичных переменных:
Y1= (1,3,4,5,7,8,10,12,13,14,16,17, 19,21,23,24,25,26,28,30)
Управляющие переменные: X1X0
2.
а). На основе двух- и трехвходовых логических элементов Пирса.
б). На основе мультиплексоров с 2-мя и 8-ю информационными входами (два варианта) и двухвходовых логических элементов Шеффера.
ЦУУ задано логической функцией от 6-ти двоичных переменных:
мультиплексор цифровое устройство управление
Y= (2,3,4,6,7,9,13,14,17, 19, 20,22,23,27,31,32,34,35,36,37,40,42,46,47,48,49,53,54,56,58,61,63)
Управляющие переменные: X4X3X0, X5
2. Задача 1
2.1 Табличная форма и СДНФ функции
|
№ |
|||||||
|
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|
|
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
1 |
|
|
2 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
|
|
3 |
0 |
0 |
0 |
1 |
1 |
1 |
|
|
4 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
1 |
|
|
5 |
0 |
0 |
1 |
0 |
1 |
1 |
|
|
6 |
0 |
0 |
1 |
1 |
0 |
0 |
|
|
7 |
0 |
0 |
1 |
1 |
1 |
1 |
|
|
8 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
1 |
|
|
9 |
0 |
1 |
0 |
0 |
1 |
0 |
|
|
10 |
0 |
1 |
0 |
1 |
0 |
1 |
|
|
11 |
0 |
1 |
0 |
1 |
1 |
0 |
|
|
12 |
0 |
1 |
1 |
0 |
0 |
1 |
|
|
13 |
0 |
1 |
1 |
0 |
1 |
1 |
|
|
14 |
0 |
1 |
1 |
1 |
0 |
1 |
|
|
15 |
0 |
1 |
1 |
1 |
1 |
0 |
|
|
16 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
|
|
17 |
1 |
0 |
0 |
0 |
1 |
1 |
|
|
18 |
1 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
|
|
19 |
1 |
0 |
0 |
1 |
1 |
1 |
|
|
20 |
1 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
|
|
21 |
1 |
0 |
1 |
0 |
1 |
1 |
|
|
22 |
1 |
0 |
1 |
1 |
0 |
0 |
|
|
23 |
1 |
0 |
1 |
1 |
1 |
1 |
|
|
24 |
1 |
1 |
0 |
0 |
0 |
1 |
|
|
25 |
1 |
1 |
0 |
0 |
1 |
1 |
|
|
26 |
1 |
1 |
0 |
1 |
0 |
1 |
|
|
27 |
1 |
1 |
0 |
1 |
1 |
0 |
|
|
28 |
1 |
1 |
1 |
0 |
0 |
1 |
|
|
29 |
1 |
1 |
1 |
0 |
1 |
0 |
|
|
30 |
1 |
1 |
1 |
1 |
0 |
1 |
|
|
31 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
0 |
Y1=! X4! X3! X2! X1! X0 V! X4! X3! X2X1X0 V! X4! X3X2! X1! X0 V! X4! X3X2X1! X0 V! X4X3! X2! X1! X0 V! X4X3! X2! X1X0 V! X4X3! X2X1! X0 V! X4X3X2! X1X0 V! X4X3X2X1X0 V X4! X3! X2! X1! X0 V X4! X3! X2! X1X0 V X4! X3! X2X1! X0 V X4! X3! X2X1X0 V X4! X3X2! X1X0 V X4! X3X2X1! X0 V X4X3! X2! X1! X0 V X4X3! X2X1! X0 V X4X3! X2X1X0 V X4X3X2! X1! X0 V X4X3X2X1X0.
2.2 Построение карты Карно для функции
|
X2X1X0 X4X3 |
000 |
001 |
011 |
010 |
110 |
111 |
101 |
100 |
|
|
00 |
0 |
1 |
1 |
0 |
0 |
1 |
1 |
1 |
|
|
01 |
1 |
0 |
0 |
1 |
1 |
0 |
1 |
1 |
|
|
11 |
1 |
1 |
0 |
1 |
1 |
0 |
0 |
1 |
|
|
10 |
1 |
1 |
1 |
0 |
0 |
1 |
1 |
0 |
2.3 Минимизация функции
Все импликанты являются ядровыми, поэтому МДНФ имеет вид:
Y1 =! X3X0 v! X4X2! X1 v X3! X0 v X4! X2! X1
2.4 ЦУУ на основе логических элементов Шеффера
Функциональная схема ЦУУ строится на основе минимальной ДНФ логической функции и заданного элементного базиса.
Для упрощения синтеза ЦУУ на элементах Пирса рассмотрим перевод в базис Шеффера каждого слагаемого отдельно:
K1 =
K2 =
K3 =
K4 =
В итоге получим:
Y1 =
2.4.1 Функциональная схема
При построении схемы были использованы элементы К155ЛЕ1 (микросхема представляет собой четыре логических элемента 2ИЛИ-НЕ, следовательно, таких нужно 14 на 53 логических элементов 2ИЛИ-НЕ, используемых в схеме), К155ЛЕ4 (микросхема представляет собой три логических элемента 3ИЛИ-НЕ, следовательно, таких нужно 2 на 5 логических элементов 3ИЛИ-НЕ, используемых в схеме).
Функциональная схема ЦУУ представлена на листе №1.
2.5 ЦУУ на основе мультиплексоров с 8-ю информационными входами
2.5.1 Построение карты Карно, соответствующей 8-входовому мультиплексору
D0 =! (! (! X3X2) л! (X3! X2))
D1 =! (! X3X2)
D2 =! (! (! X3X2) л! (X3! X2))
D3 =! (! (! X3! X2) л! (X3X2))
D4 =! (! X3X2)
D5=! X3
D6 =! (X3X2)
D7 =! (! X3X2)
2.5.2 Функциональная схема
Функциональная схема ЦУУ строится на основе полученных логических выражений для информационных входов мультиплексора в базисе элементов Шеффера.
Функциональная схема ЦУУ представлена на Листе №3.
При построении схемы были использованы элементы К155ЛА3 (микросхема представляет собой четыре логических элемента 2И-НЕ, следовательно, таких нужно 2 на 8 логических элементов 2И-НЕ, используемых в схеме), мультиплексор К155КП7 (имеет три адресных входа 4, 1, 0, восемь информационных входов D0 - D7).
Выводы
Из проделанной работы можно сделать следующие выводы:
1. Реализация ЦУУ на базе мультиплексора и комбинационных схем сокращает количество использованных элементов.
2. При реализации ЦУУ только на элементах Пирса следует минимизировать ДНФ функции, так как построение ЦУУ непосредственно по СДНФ приведет к значительным затратам элементов и времени, а также, как следствие, к увеличению вероятности ошибки при построении ЦУУ.
3. Задача 2
3.1 Табличная форма задания функции
Y= (2,3,4,6,7,9,13,14,17, 19, 20,22,23,27,31,32,34,35,36,37,40,42,46,47,48,49,53,54,56,58,61,63)
|
№ |
||||||||
|
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|
|
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
|
|
2 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
1 |
|
|
3 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
1 |
1 |
|
|
4 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
1 |
|
|
5 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
1 |
0 |
|
|
6 |
0 |
0 |
0 |
1 |
1 |
0 |
1 |
|
|
7 |
0 |
0 |
0 |
1 |
1 |
1 |
1 |
|
|
8 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|
|
9 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
1 |
1 |
|
|
10 |
0 |
0 |
1 |
0 |
1 |
0 |
0 |
|
|
11 |
0 |
0 |
1 |
0 |
1 |
1 |
0 |
|
|
12 |
0 |
0 |
1 |
1 |
0 |
0 |
0 |
|
|
13 |
0 |
0 |
1 |
1 |
0 |
1 |
1 |
|
|
14 |
0 |
0 |
1 |
1 |
1 |
0 |
1 |
|
|
15 |
0 |
0 |
1 |
1 |
1 |
1 |
0 |
|
|
16 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|
|
17 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
1 |
1 |
|
|
18 |
0 |
1 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
|
|
19 |
0 |
1 |
0 |
0 |
1 |
1 |
1 |
|
|
20 |
0 |
1 |
0 |
1 |
0 |
0 |
1 |
|
|
21 |
0 |
1 |
0 |
1 |
0 |
1 |
0 |
|
|
22 |
0 |
1 |
0 |
1 |
1 |
0 |
1 |
|
|
23 |
0 |
1 |
0 |
1 |
1 |
1 |
1 |
|
|
24 |
0 |
1 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|
|
25 |
0 |
1 |
1 |
0 |
0 |
1 |
0 |
|
|
26 |
0 |
1 |
1 |
0 |
1 |
0 |
0 |
|
|
27 |
0 |
1 |
1 |
0 |
1 |
1 |
1 |
|
|
28 |
0 |
1 |
1 |
1 |
0 |
0 |
0 |
|
|
29 |
0 |
1 |
1 |
1 |
0 |
1 |
0 |
|
|
30 |
0 |
1 |
1 |
1 |
1 |
0 |
0 |
|
|
31 |
0 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
|
|
32 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
|
|
33 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
|
|
34 |
1 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
1 |
|
|
35 |
1 |
0 |
0 |
0 |
1 |
1 |
1 |
|
|
36 |
1 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
1 |
|
|
37 |
1 |
0 |
0 |
1 |
0 |
1 |
1 |
|
|
38 |
1 |
0 |
0 |
1 |
1 |
0 |
0 |
|
|
39 |
1 |
0 |
0 |
1 |
1 |
1 |
0 |
|
|
40 |
1 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
1 |
|
|
41 |
1 |
0 |
1 |
0 |
0 |
1 |
0 |
|
|
42 |
1 |
0 |
1 |
0 |
1 |
0 |
1 |
|
|
43 |
1 |
0 |
1 |
0 |
1 |
1 |
0 |
|
|
44 |
1 |
0 |
1 |
1 |
0 |
0 |
0 |
|
|
45 |
1 |
0 |
1 |
1 |
0 |
1 |
0 |
|
|
46 |
1 |
0 |
1 |
1 |
1 |
0 |
1 |
|
|
47 |
1 |
0 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
|
|
48 |
1 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
|
|
49 |
1 |
1 |
0 |
0 |
0 |
1 |
1 |
|
|
50 |
1 |
1 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
|
|
51 |
1 |
1 |
0 |
0 |
1 |
1 |
0 |
|
|
52 |
1 |
1 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
|
|
53 |
1 |
1 |
0 |
1 |
0 |
1 |
1 |
|
|
54 |
1 |
1 |
0 |
1 |
1 |
0 |
1 |
|
|
55 |
1 |
1 |
0 |
1 |
1 |
1 |
0 |
|
|
56 |
1 |
1 |
1 |
0 |
0 |
0 |
1 |
|
|
57 |
1 |
1 |
1 |
0 |
0 |
1 |
0 |
|
|
58 |
1 |
1 |
1 |
0 |
1 |
0 |
1 |
|
|
59 |
1 |
1 |
1 |
0 |
1 |
1 |
0 |
|
|
60 |
1 |
1 |
1 |
1 |
0 |
0 |
0 |
|
|
61 |
1 |
1 |
1 |
1 |
0 |
1 |
1 |
|
|
62 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
0 |
0 |
|
|
63 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
СДНФ:
! X5! X4! X3! X2X1! X0 V! X5! X4! X3! X2X1X0 V! X5! X4X3! X2! X1! X0 V! X5! X4X3! X2! X1X0 V! X5! X4X3X2! X1! X0 V! X5! X4X3X2! X1X0 V! X5! X4X3X2X1! X0 V! X5! X4X3X2X1X0 V! X5X4! X3! X2X1! X0 V! X5X4! X3! X2X1X0 V! X5X4X3! X2! X1! X0 V! X5X4X3! X2! X1X0 V! X5X4X3X2! X1! X0 V! X5X4X3X2! X1X0 V! X5X4X3X2X1! X0 V! X5X4X3X2X1X0 V X5! X4! X3! X2X1! X0 V X5! X4! X3! X2X1X0 V X5! X4X3! X2! X1! X0 V X5! X4X3! X2! X1X0 V X5! X4X3X2! X1! X0 V X5! X4X3X2! X1X0 V X5! X4X3X2X1! X0 V X5! X4X3X2X1X0 V X5X4! X3! X2X1! X0 V X5X4! X3! X2X1X0 V X5X4X3! X2! X1! X0 V X5X4X3! X2! X1X0
3.2 Построение карты Карно для
МДНФ имеет вид:
Y2=! X5! X4X3! X1X0 v! X5! X3X2! X0 v! X5X4X1X0 v! X4! X3! X2X1 v X4! X3X2X1! X0 v X5X3! X2! X0 v! X4X3X2X1! X0 v X4! X3! X2! X1X0 v X5! X3X2! X1X0 v X5X3X2X1X0 v X5! X2! X1! X0 v X5X4X3X2X0 v! X5! X3X2X1 v X5! X4! X3X2! X1
3.3 ЦУУ на основе логических элементов Пирса
Функциональная схема ЦУУ строится на основе минимальной ДНФ логической функции и заданного элементного базиса.
Для упрощения синтеза ЦУУ на элементах Шеффера рассмотрим перевод в базис штриха Шеффера каждого слагаемого отдельно:
K1 =!! (! X3! X2 X1)
K2 =!! (X3! X1)
K3 =!! (X3 X2)
Тогда получим:
Y2 = K1 V K2 V K3 =! (! K1! K2! K3)
3.3.1 Функциональная схема
При построении схемы были использованы элементы К155ЛА3 (микросхема представляет собой четыре логических элемента 2И-НЕ, следовательно, таких нужно 2 на 5 логических элементов 2И-НЕ, используемых в схеме) и К155ЛА4 (микросхема представляет собой три логических элемента "3И-НЕ", следовательно, таких нужно 1 на 2 логических элемента "3И-НЕ", используемых в схеме).
Функциональная схема ЦУУ представлена на листе №5.
3.4 ЦУУ по схеме 4-8 на основе мультиплексоров и элементов Шеффера
Для распределения сигналов по информационным входам мультиплексора используется метод карт Карно. Управляющими сигналами мультиплексора по заданию являются сигналы X3X2X0 на втором уровне мультиплексирования и X5X4 на первом уровне мультиплексирования.
Распределение сигналов показано в таблице:
|
Функция |
Управляющие переменные |
||||||||
|
xx00x0 |
xx00x1 |
xx01x0 |
xx01x1 |
xx10x0 |
xx10x1 |
xx11x0 |
xx11x1 |
||
|
000010 |
! X5! X4X1 |
||||||||
|
000011 |
! X5! X4X1 |
||||||||
|
001000 |
! X5! X4! X1 |
||||||||
|
001001 |
! X5! X4! X1 |
||||||||
|
001100 |
! X5! X4! X1 |
||||||||
|
001101 |
! X5! X4! X1 |
||||||||
|
001110 |
! X5! X4X1 |
||||||||
|
001111 |
! X5! X4X1 |
||||||||
|
010010 |
! X5X4X1 |
||||||||
|
010011 |
! X5X4X1 |
||||||||
|
011000 |
! X5X4! X1 |
||||||||
|
011001 |
! X5X4! X1 |
||||||||
|
011100 |
! X5X4! X1 |
||||||||
|
011101 |
! X5X4! X1 |
||||||||
|
011110 |
! X5X4X1 |
||||||||
|
011111 |
! X5X4X1 |
||||||||
|
100010 |
X5! X4X1 |
||||||||
|
100011 |
X5! X4X1 |
||||||||
|
101000 |
X5! X4! X1 |
||||||||
|
101001 |
X5! X4! X1 |
||||||||
|
101100 |
X5! X4! X1 |
||||||||
|
101101 |
X5! X4! X1 |
||||||||
|
101110 |
X5! X4X1 |
||||||||
|
101111 |
X5! X4X1 |
||||||||
|
110010 |
X5X4X1 |
||||||||
|
110011 |
X5X4X1 |
||||||||
|
111000 |
X5X4! X1 |
||||||||
|
111001 |
X5X4! X1 |
||||||||
|
111100 |
X5X4! X1 |
||||||||
|
111101 |
X5X4! X1 |
||||||||
|
111110 |
X5X4X1 |
||||||||
|
111111 |
X5X4X1 |
Из таблицы получаем входные функции для мультиплексора второго уровня:
D0 =! X5! X4X1 V! X5X4X1 V X5! X4X1 V X5X4X1
D1 =! X5! X4X1 V! X5X4X1 V X5! X4X1 V X5X4X1
D2 = 0
D3 = 0
D4 =! X5! X4! X1 V! X5X4! X1 V X5! X4! X1 V X5X4! X1
D5 =! X5! X4! X1 V! X5X4! X1 V X5! X4! X1 V X5X4! X1
D6 =! X5! X4! X1 v! X5! X4X1 v! X5X4! X1 v! X5X4X1 v X5! X4! X1 v X5! X4X1 v X5X4! X1 v X5X4X1
D7 =! X5! X4! X1 v! X5! X4X1 v! X5X4! X1 v! X5X4X1 v X5! X4! X1 v X5! X4X1 v X5X4! X1 v X5X4X1
D0 = D1
D2 = D3
D4=D5
D6=D7
Для мультиплексоров первого уровня, при управляющих переменных X5 и X4, получаем следующие карты Карно:
|
X1 X5X4 |
0 |
1 |
|
|
00 |
0 |
1 |
|
|
01 |
0 |
1 |
|
|
11 |
0 |
1 |
|
|
10 |
0 |
1 |
D0 = X1
D1 = X1
D2 = X1
D3 = X1
|
X1 X5X4 |
0 |
1 |
|
|
00 |
1 |
0 |
|
|
01 |
1 |
0 |
|
|
11 |
1 |
0 |
|
|
10 |
1 |
0 |
D0 =! X1
D1 =! X1
D2 =! X1
D3 =! X1
|
X1 X5X4 |
0 |
1 |
|
|
00 |
1 |
1 |
|
|
01 |
1 |
1 |
|
|
11 |
1 |
1 |
|
|
10 |
1 |
1 |
D0-D3 = 1
3.4.1 Функциональная схема
Функциональная схема ЦУУ строится на основе полученных логических выражений для информационных входов мультиплексора.
При построении схемы были использованы элементы К155КП2 (состоит из двух мультиплексоров на 4 прямых входа и один прямой выход каждый) и К155КП7 (имеет три адресных входа 3, 2, 0, восемь информационных входов D0 - D7).
Функциональная схема ЦУУ представлена на листе №7.
ЦУУ по схеме 8-4 на основе мультиплексоров и элементов Шеффера
Для распределения сигналов по информационным входам мультиплексора используется метод карт Карно. Управляющими сигналами мультиплексора по заданию являются сигналы X3X2X0 на первом уровне мультиплексирования и X5X4 на втором уровне мультиплексирования.
Распределение сигналов показано в таблице:
|
Функция |
Управляющие переменные |
||||
|
00xxxx |
01xxxx |
10xxxx |
11xxxx |
||
|
000010 |
! X3! X2X1! X0 |
||||
|
000011 |
! X3! X2X1X0 |
||||
|
001000 |
X3! X2! X1! X0 |
||||
|
001001 |
X3! X2! X1X0 |
||||
|
001100 |
X3X2! X1! X0 |
||||
|
001101 |
X3X2! X1X0 |
||||
|
001110 |
X3X2X1! X0 |
||||
|
001111 |
X3X2X1X0 |
||||
|
010010 |
! X3! X2X1! X0 |
||||
|
010011 |
! X3! X2X1X0 |
||||
|
011000 |
X3! X2! X1! X0 |
||||
|
011001 |
X3! X2! X1X0 |
||||
|
011100 |
X3X2! X1! X0 |
||||
|
011101 |
X3X2! X1X0 |
||||
|
011110 |
X3X2X1! X0 |
||||
|
011111 |
X3X2X1X0 |
||||
|
100010 |
! X3! X2X1! X0 |
||||
|
100011 |
! X3! X2X1X0 |
||||
|
101000 |
X3! X2! X1! X0 |
||||
|
101001 |
X3! X2! X1X0 |
||||
|
101100 |
X3X2! X1! X0 |
||||
|
101101 |
X3X2! X1X0 |
||||
|
101110 |
X3X2X1! X0 |
||||
|
101111 |
X3X2X1X0 |
||||
|
110010 |
! X3! X2X1! X0 |
||||
|
110011 |
! X3! X2X1X0 |
||||
|
111000 |
X3! X2! X1! X0 |
||||
|
111001 |
X3! X2! X1X0 |
||||
|
111100 |
X3X2! X1! X0 |
||||
|
111101 |
X3X2! X1X0 |
||||
|
111110 |
X3X2X1! X0 |
||||
|
111111 |
X3X2X1X0 |
Из таблицы получаем входные функции для мультиплексора второго уровня:
D0 =! X3! X2X1! X0 v! X3! X2X1X0 v X3! X2! X1! X0 v X3! X2! X1X0 v X3X2! X1! X0 v X3X2! X1X0 v X3X2X1X0 v X3X2X1! X0
D1 =! X3! X2X1! X0 v! X3! X2X1X0 v X3! X2! X1! X0 v X3! X2! X1X0 v X3X2! X1! X0 v X3X2! X1X0 v X3X2X1X0 v X3X2X1! X0
D2 =! X3! X2X1! X0 v! X3! X2X1X0 v X3! X2! X1! X0 v X3! X2! X1X0 v X3X2! X1! X0 v X3X2! X1X0 v X3X2X1X0 v X3X2X1! X0
D3 =! X3! X2X1! X0 v! X3! X2X1X0 v X3! X2! X1! X0 v X3! X2! X1X0 v X3X2! X1! X0 v X3X2! X1X0 v X3X2X1X0 v X3X2X1! X0
D0=D1=D2=D3
Для мультиплексоров первого уровня, при управляющих переменных , и , получаем следующие карты Карно:
|
X1 X3X2X0 |
0 |
1 |
|
|
000 |
0 |
1 |
|
|
001 |
0 |
1 |
|
|
011 |
0 |
0 |
|
|
010 |
0 |
0 |
|
|
100 |
1 |
0 |
|
|
101 |
1 |
0 |
|
|
111 |
1 |
1 |
|
|
110 |
1 |
1 |
D0 = X1
D1 = X1
D2 = 0
D3 = 0
D4 =! X1
D5 =! X1
D6 = 1
D7 = 1
3.4.2 Функциональная схема
Функциональная схема ЦУУ строится на основе полученных логических выражений для информационных входов мультиплексора.
При построении схемы были использованы элементы К155КП2 (состоит из двух мультиплексоров на 4 прямых входа и один прямой выход каждый) и К155КП7 (имеет три адресных входа 3, 2, 1, восемь информационных входов D0 - D7).
Функциональная схема ЦУУ представлена на листе №9.
Выводы
На основе проделанной работы можно сделать следующие выводы:
1. Для построения ЦУУ предпочтительнее использовать мультиплексоры, так как это значительно сокращает количество используемых элементов.
2. Увеличение количества переменных приводит к усложнению самой процедуры минимизации ДНФ, что вынуждает применять различные математические методы.
Заключение
Мультиплексор позволяет реализовать логические функции, значительно снижая количество используемых элементов. В результате мультиплексоры предпочтительнее, чем простые элементы. Их использование делает схему проще и нагляднее, снижает вероятность возникновения ошибки и время обработки самой функции.
Список литературы
1. Методические указания к курсовой работе.
2. Дискретная математика: Учебник для втузов.А.И. Белоусов, С.Б. Ткачев - М.: МГТУ, 2004 г.
3. Конспект лекций по Схемотехнике дискретных устройств.: Лекции. Преп.С.Б. Спиридонов. - М.: МГТУ, 2013 г.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Синтез цифрового устройства управления в базисах мультиплексоров, логических элементов Шеффера и Пирса. Схемотехническое моделирование синтезированных схем. Оценка работоспособности полученных моделей с индикацией заданных значений логической функции.
курсовая работа [382,8 K], добавлен 29.05.2013Процесс разработки структуры устройства управления узлом ЭВМ. Синтез функций возбуждения, входного и выходного алфавита на базе мультиплексора. Синтез интерфейса с пользователем с использованием мультиплексоров. Отладка синтезируемого автомата в EWB.
курсовая работа [1,6 M], добавлен 26.01.2013Построение логической схемы для заданного логического выражения с использованием элементов И, ИЛИ, НЕ на микросхемах, представленных в программе Electronics Workbench. Операция Штрих Шеффера. Применение закона двойного отрицания и правила де Моргана.
лабораторная работа [331,8 K], добавлен 21.03.2014Канонические формы представления логической функций. Сущность методов минимизации Квайна, Квайна-Мак-Класки и карт Вейча, получение дизъюнктивной и конъюнктивной форм. Модели цифрового комбинационного устройства с помощью программы Electronics Workbench.
курсовая работа [416,4 K], добавлен 28.11.2009Структуры микропроцессорных систем управления, назначение мультиплексоров, схемы на логических элементах. Анализ устройства цифро-аналогового преобразователя с весовой резисторной матрицей. Структура и виды операций арифметически-логических устройств.
контрольная работа [163,2 K], добавлен 02.10.2015Расчет напряжения, параметров элементов усилителя. Коэффициент передач электрических сигналов. Выбор марки транзисторов. Моделирование устройства в системе схемотехнического моделирования Electronics Workbench. Характеристики усилительных каскадов.
курсовая работа [260,9 K], добавлен 24.11.2014Проектирование схемы устройства управления, выбор и описание элементов схем (ввода-вывода, логические, счетчик и другие элементы), принципы и подходы к реализации различных функций. Моделирование работы схемы в Electronics Workbench, анализ результатов.
контрольная работа [690,8 K], добавлен 04.04.2016Анализ комбинационной схемы, минимизация логической схемы и синтез комбинационного устройства в заданных базисах логических элементов И-НЕ, ИЛИ-НЕ. Разработка и применение модуля для ПЛИС Spartan6, реализующего функционирование соответствующих схем.
курсовая работа [1,5 M], добавлен 12.02.2022Проектирование цифровых и логических схем, как основных узлов судовых управляющих и контролирующих систем. Основные компоненты структурной схемы и алгоритм функционирования цифрового регистрирующего устройства. Синтез и минимизация логических схем.
курсовая работа [31,0 K], добавлен 13.05.2009Элементы автоматического управления. Проектирование цикловой дискретной системы автоматического управления с путевым контроллером. Исходный граф, схема механизмов и граф функционирования устройства. Синтез логических функций управления выходами.
контрольная работа [783,3 K], добавлен 17.08.2013Возможности программы схемотехнического моделирования и проектирования MC8DEMO из семейства Micro-Cap. Характеристики ключевых схем на биполярных транзисторах и базовых схем логических элементов ТТЛ с использованием возможностей программы MC8DEMO.
лабораторная работа [265,0 K], добавлен 24.12.2010Проектирование цифрового устройства преобразующего входные комбинации двоичного кода в управляющие сигналы семисегментного индикатора с помощью метода карт Карно. Построение прибора в программе "Electronics Workbench 5.12" на элементах "И", "ИЛИ", "НЕ".
курсовая работа [1,1 M], добавлен 21.02.2016Цифровые автоматы - логические устройства, в которых помимо логических элементов имеются элементы памяти. Разработка микропрограммного цифрового автомата на основе микросхем малой степени интеграции. Синтез преобразователя кода и цифровая индикация.
курсовая работа [2,7 M], добавлен 26.05.2012Синтез цифрового аппарата Мура с D-триггером по заданному графу микропрограммы автомата. Функции прибора: ввод, вывод, хранение информации, выполнение микроопераций и вычисление логических условий. Составление эскиза. Синтез комбинационной схемы.
курсовая работа [58,3 K], добавлен 15.12.2010Выполнение синтеза логической схемы цифрового устройства, имеющего 4 входа и 2 выхода. Составление логических уравнений для каждого выхода по таблице истинности. Минимизация функций с помощью карт Карно, выбор оптимального варианта; принципиальная схема.
практическая работа [24,0 K], добавлен 27.01.2010Внедрение микропроцессорной и цифровой техники в устройства управления промышленными объектами. Проектирование схемы детектора фронтов, генератора тактовых импульсов, счетного устройства, блока вывода в устройство обработки, блока индикации и управления.
курсовая работа [247,5 K], добавлен 15.05.2012Структурная схема цифрового устройства. Проектирование одновибратора на интегральных таймерах. Минимизация логической функции цифрового устройства по методу Квайна и по методу карт Карно. Преобразование двоичного числа. Расчет номиналов сопротивлений.
курсовая работа [319,2 K], добавлен 31.05.2012Разработка топологии базисных элементов и цифрового комбинационного устройства в целом в программе Microwind. Моделирование базисных логических элементов и функциональная схема демультиплексора. Схемотехническое проектирование цифрового устройства.
курсовая работа [1,7 M], добавлен 27.02.2012Выполнение синтеза логической схемы цифрового устройства по заданным условиям его работы в виде таблицы истинности. Получение минимизированных функций СДНФ, СКНФ с использованием карт Карно. Выбор микросхем для технической реализации полученных функций.
контрольная работа [735,9 K], добавлен 10.06.2011Ознакомление с принципами работы и испытание светодиодов, фототранзистора, столбиковых индикаторов и линейки светодиодов, рассмотрение принципов действия исследуемых схем в среде схемотехнического моделирования Electronics WorkBench (Multisim).
методичка [2,5 M], добавлен 17.05.2022
