Разработка дискретного устройства

 

Из  частично заданной функции J_1e получиv полностью заданную функцию J₀ посредством замены на нуль безразличных состояний функции J_1e. Из той же частично заданной функции J_1e получиv новую полностью заданную функцию J₁ путем замены на единицу безразличных состояний функции J_1e.

 

 

 

Таблица 7. Таблица истинности функций J_1e, J_1, J_0.

№	Q1	Q2	Q3	Q4	J1e	J1	J0
0	0	0	0	0	0	0	0
1	0	0	0	1	0	0	0
2	0	0	1	0	0	0	0
3	0	0	1	1	0	0	0
4	0	1	0	0	0	0	0
5	0	1	0	1	0	0	0
6	0	1	1	0	0	0	0
7	0	1	1	1	1	1	1
8	1	0	0	0	~	0	1
9	1	0	0	1	~	0	1
10	1	0	1	0	~	0	1
11	1	0	1	1	~	0	1
12	1	1	0	0	~	0	1
13	1	1	0	1	~	0	1
14	1	1	1	0	~	0	1
15	1	1	1	1	~	0	1

Перепишем данную функцию, подставив вместо ее инверсных аргументов «0», а вместо неинверсных – «1» и получим:

Разобьем  номера функции на группы по числу  единиц. После разбиения на группы, выполняется сравнение соседних групп. При сравнении отыскиваются те пары кодов, которые отличаются одним разрядом на соответствующих позициях. Тот разряд, которым кодовые комбинации различаются, заменяется прочерком, а полученная комбинация записывается в ту из сравниваемых групп, которая имела меньший номер.

Таблица 8. Таблица склеивания.

Группа №	Члены группы	Члены разложения первого  ранга	Члены разложения второго  ранга
0	1000	100-,10-0,1-00	10--,1-0-,1--0
1	1001,1010,1100	10-1,101-,110-,11-0	1--1,11--,1-1-
2	0111,1011,1101, 1110	0111,-111,1-11,11-1,111-	0111,-111,1-11
3	1111

 

 

 

Таблица 9. Таблица поглощений.

Коды	0111	1000	1001	1010	1011	1100	1101	1110	1111
10--		V	V	V	V
1-0-		V	V			V	V
1—0
1—1			V		V		V		V
11--						V	V	V	V
1-1-				V	V			V	V
0111	V
-111	V								V
1-11					V				V

Можно заметить, что ядер функции  у нас нет. Выбранные дополнения выделены овалом. Тогда  _.

Далее строим таблицу 10, в которой отражается результат перекрытия между конъюнкциями упрощенной функции  и функции J₀.

Таблица 10. Таблица перекрытий.

J0
		Таким образом  результат минимизации:
	V

 

Далее используем минимизацию картами  Карно.

 

Рисунок 4 – Карты Карно.

По  картам Карно построим функции:

 

     т.к по заданию мы имеем базис И-НЕ, то сразу же преобразуем функцию к нашему базису:

 

 

 

 

 

 

Функции десятков сразу же видны  по таблице истинности:

 

 

 

 

Схема счётчика изображена на рисунке 5, а  его импульсно-временная диаграмма  выходных сигналов триггеров счётчика - на рисунке 6.

 

Рисунок 5 – Схема счетчика.

 

Рисунок 6 – временная диаграмма  счетчика.

 

В данной схеме в качестве элементов  DD2-DD4 взят согласно заданию JK-триггер: КР1554ТМ2 (рисунок 7).

Рисунок 7 - Цоколевка ИМС КР1554ТМ2.

Таблица 11. Назначение выводов ИМС КР1554ТМ2.

Номер вывода	Назначение	Номер вывода	Назначение
1	Выход Q2	9	Установка «1»
2	»	10	Вход J1
3	Вход «Такт»	11	»  К1
4	Установка «0»	12	Установка «0»
5	Вход К2	13	Вход «Такт»
6	»  J2	14	Выход
7	Установка «1»	15	»  Q1
8	Общий	16	Ucc

 

В качестве элементов DD6-DD10 используются элементы микросхемы К555ЛА3, описание которой приведено выше (таблица 2).

Также в данной схеме используются элементы микросхемы K555ЛА4 (элемент DD5) и микросхемы К555ЛА1 (элемент DD9).

Рисунок 8 - Цоколевка ИМС К555ЛА4.

Таблица 12. Назначение выводов ИМС  К555ЛА4.

Номер вывода	Назначение	Номер вывода	Назначение
1	Вход X1	8	Выход Y3
2	» X2	9	Вход X6
3	» X3	10	» X7
4	» X4	11	» X8
5	» X5	12	Выход Y1
6	Выход Y2	13	Вход X9
7	Общий	14	Ucc

 

Рисунок 9 - Цоколевка ИМС К555ЛА1.

Таблица 13. Назначение выводов ИМС  К555ЛА1.

Номер вывода	Назначение	Номер вывода	Назначение
1	Вход X1	8	Выход Y2
2	» X2	9	Вход X5
3	Свободный	10	» X6
4	Вход X3	11	Свободный
5	» X4	12	Вход X7
6	Выход Y1	13	» X8
7	Общий	14	Ucc

 

 

 

 

 

1.3 Синтез дешифратора.

 

Дешифратор  – комбинационное дискретное устройство, позфоляющее получить на одном из десятичных выходов логическую единицу, эквивалентную поданномы на входы  двоичному коду.

Дешифроаторы  широко применяются для вывода информации из дискретных устройств и систем. Осоновная функция дешифратора  заключается в том, чтобы информация, выдаваемая цифровыми устройтвами, была понятна человеку, выполняющему обслуживание цифровой системы либо устройства.

Для синтеза дешифратора строиться  таблица истинности, на основе которой  получаем аналитическую зависимость  выходов от входов. Затем выражения преобразуем к базису ИЛИ-НЕ. В дешифраторе мы берем базис ИЛИ-НЕ, а не И-НЕ, т.к. он будет у нас реализован на ПЛМ (транзисторы выполняют операцию ИЛИ-НЕ).

Таблица 14. Таблица истинности дешифратора.

Входы						Выходы
X1	X2	X3	X4	X5	X6	Q
0	0	0	0	0	0	Q1
0	0	0	0	0	1	Q2
0	0	0	0	1	0	Q3
0	0	0	0	1	1	Q4
0	0	0	1	0	0	Q5

 

 
  
  
  

 

Перейдем  к посторению дешифратора. На рисунке изображено точечное начертание на ПЛМ нашего дешифратора. Все резисторы в этой схеме номиналом 1кОм.  В качестве транзисторов выбраны би-полярные транзисторы согласно серии ТТЛ. Эквивалентной схемой является микросхема КМ1556ХП4.  Данная схема ПЛМ (типа PAL) на 16 входов, 8 выходов, 64 произведений, мощность потребления 1.2 Вт, 4 регистровых выхода.

 

 

Рисунок 10 – микросхема КМ1556ХП4.

 

Рисунок 11 – временная диаграмма  дешифратора.

 

Рисунок 11 – Схема дешифратора.

1.4 Синтез шифратора.

 

Шифратор  – комбинационное дискретное устройство, позволяющее получить на выходе кодовую  комбинацию, соответствующую десятичному  номеру входа, на котором появилась  логическая единица.