Содержание

1 Цель курсового проектирования

2 Задачи курсового проектирования

3 Расчетная часть курсового проектирования

1 Цель курсового проектирования

Целью курсового проекта является решение комплексной задачи, охватывающей основные разделы дисциплины «Цифровая электроника» и заключающейся в выполнении схемотехнического проектирования устройства, выполняющего заданные функции преобразования цифровой информации.

Объектом курсового проектирования являются синхронные пересчетные схемы.

2 Задачи курсового проектирования

В процессе работы над курсовым проектом должны быть рассмотрены и решены следующие задачи:

1) синтез структуры проектируемого устройства;

2) анализ сложности проектируемого устройства и выбор типа триггера, использование которого для реализации устройства позволяет минимизировать его сложность;

3) синтез триггерного устройства выбранного типа.

3 Расчетная часть курсового проектирования

Задача проектирования: спроектировать устройство, выполняющее функцию восьмиразрядного синхронного реверсивного сдвигающего регистра и синхронной реверсивной пересчетной схемы.

Таблица 1: Условные обозначения типов переходов переменной

Значения в момент времени t	Значения в момент времени t+1	Тип переходов	Условные обозначения перехода
0	0	00	0
0	1	01
1	0	10
1	1	11	1

Таблица 2: Описание реверсивного сдвигающего регистра

№ состояния	t				t+1
	y
1	0	0	0	0	0	0
2	0	0	0	1	1
3	0	0	1	0	0
4	0	0	1	1	1	1
5	0	1	0	0	0	0
6	0	1	0	1	1
7	0	1	1	0	0
8	0	1	1	1	1	1
9	1	0	0	0	0	0
10	1	0	0	1	0	0
11	1	0	1	0	0
12	1	0	1	1	0
13	1	1	0	0	1
14	1	1	0	1	1
15	1	1	1	0	1	1
16	1	1	1	1

1

1

Карта Карно: - карта

y	00	01	11	10
00	0	0		0
01				0
11	1	1	1
10			1

Таблица 3: Словарное описание триггеров D и JK – типов

Q	D - триггер	JK - триггер
	D	J K
0	0	0 X
1	1	X 0
	1	1 X
	0	X 1

Карты Карно

- карта

- карта

- карта

После склеивания получаются следующие выражения:

= +

= +

= +

Если доказать, что + = 1, а, следовательно, = , то при построении схемы управления достаточно разработать только схему для J входа, а на K вход подать инвертированный J сигнал с выхода этой схемы, что позволяет получить выигрыш в аппаратной реализации.

+ = + + + = ( + ) + ( + ) = 1

Преобразование в базис И-НЕ:

= + =

= + = (*)

Далее проводится оценка сложности комбинационной схемы управления (КСУ):

1. если в схеме используется прямой вход

2. если в схеме используется инверсный вход

S = (2 + 1) + (1 + 1) + (1 + 1) + (2 + 1) + (1 + 1) + (1 + 1) = 14

S = (2 + 1) + (1 + 1) + (1 + 1) = 7

Так как S > S, следовательно, целесообразно использование триггера D-типа.

Для построения схемы сдвигающего регистра, требуется определить выражения, отражающие логику формирования входных сигналов каждого разряда, учитывая кольцевую структуру регистра. Чтобы получить искомые выражения необходимо вместо индексов у переменных в формуле (*) подставить значения, соответствующие номерам разрядов от 1 до 8, при этом, если результат вычислений значения индекса окажется меньше или равен 0, то к результату следует прибавить число, указывающее количество разрядов в проектируемом кольцевом сдвигающем регистре; если результат окажется больше 8, то из него следует вычесть это число. Используя указанное правило, получим следующие выражения, описывающие логику формирования сигналов на входе JK-триггера каждого из 8-ми разрядов регистра:

=

=

=

=

=

=

=

=

=

Проектирование триггерного устройства. Исходными данными для проектирования являются функция внешних переходов триггера и условия переключения его выходного сигнала по отношению к синхросигналу С.

Таблица 4: Таблица внешних переходов D триггера

D
0	0	0	0

0

1

0

1

0

1

1

1

1

1

Описание работы триггера можно представить в виде таблицы внутренних состояний и переходов триггерного устройства.

Таблица 5: Таблица внутренних состояний и переходов триггерного устройства

№ состояния	Состояние сигналов CD				Q выхода
	00	01	11	10
1	(1)	2	-	4	0
2	1	(2)	3	-	0
3	-	6	(3)	-	0
4	1	-	-	(4)	0
5	(5)	6	-	8	1
6	5	(6)	7	-	1
7	-	6	(7)	-	1
8	1	-	-	(8)	1

Количество внутренних состояний можно сократить, объединяя строки таблицы. В данном случае наиболее целесообразным является объединение строк (1, 2, 4), (3), (5, 6, 7), (8).

Минимизированная таблица внутренних состояний и переходов D триггера имеет следующий вид:

Таблица 6

№ состояния	Состояние сигналов CD				Q выхода
	0	1	11	10
1, 2, 4	(1)	(2)	3	(4)	0
3	-	6	3	-	0
5, 6, 7	(5)	(6)	(7)	8	1
8	1	-	-	(8)	1

Преобразуем таблицу 6 в соответствии с количеством новых состояний триггера в таблицу 7. Так как число внутренних состояний уменьшилось до S = 4, то для кодирования этих состояний достаточно k = log (S) = 2 внутренних переменных. Обозначим их как и .

Эту операцию необходимо выполнить таким образом, чтобы в триггере не возникали критические состязания между сигналами обратных связей (состязания, приводящие к несанкционированным переходам тирггера из состояния в состояние). Эти состязания будут устранены, если коды соседних состояний будут отличаться значениями не более, чем в одном из разрядов, т. е. переходы между соседними внутренними состояниями будут реализованы изменением только одной внутренней переменной. Составим граф переходов, отвечающий этому требованию, где 00, 01, 11, 10 – коды внутренних состояний 1, 2, 3, 4 соответственно. Эти коды определяются значениями переменных и , например, код 01 соответствует значениям = 0 и = 1.

Граф переходов для 2-х переменных имеет следующий вид:

Минимизированная таблица 7 имеет следующий вид:

Таблица 7

№ состояния	Состояние сигналов CD				Q выхода
	0	1	11	10
1, 2, 4	(1)	(1)	2	(1)	0
3	-	3	(2) - 0 5, 6, 7 (3) (3) (3) 4 1 8 1 - - (4) 1 Так как число внутренних состояний уменьшилось до S = 4, то для кодирования этих состояний достаточно k = log (4) = 2 внутренних переменных. Обозначим их как и . Каждому внутреннему состоянию триггера поставим в соответствие набор значений переменных , . В соответствии с выбранным вариантом кодирования состояний триггера, минимизированная таблица D – триггера будет представлять собой совокупность 2-х таблиц, каждая из которых определяет одну из функций или . Таблица 8 Код внутр. состояния CD Q выхода 00 00 00 01 00 0 01 - 11 01 - 0 11 11 11 11 10 1 10 00 - - 10 1 Кодированная таблица переходов (таблица 8) представляет собой совокупность двух таблиц, каждая из которых определяет одну из функций и . Данные этой таблицы позволяют описать поведение переменных и в виде карт Карно: для для После проведения склеивания в картах Карно, необходимо определить выражения для и : = + + = + + = + Полученные уравнения позволяют построить схему проектируемого триггера. Перед построением схемы необходимо преобразовать уравнения в требуемый базис, предварительно вынеся за скобки и . В базисе И-НЕ эти выражения будут иметь следующий вид: = = Схема проектируемого D триггера, построенного по полученным выражениям с использованием логических элементов 2И-НЕ имеет следующий вид: 1. Реферат на тему The Body Shop Essay Research Paper 2. Реферат на тему Social Perception Of Gender Roles Essay Research 3. Реферат Финансовый и управленческий учет. Их цели. Сравнительная характеристика 4. Реферат на тему Церковна архітектура України доби Гетьманщини 5. Реферат на тему Психология групп 6. Реферат на тему Abolute Monarchs Essay Research Paper ABSOLUTE MONARCHS 7. Биография Фергюсон, Адам 8. Курсовая Личное страхование как способ защиты имущественных интересов 9. Курсовая Таможенный перевозчик. Назначение. Порядок и условия включения в реестр таможенных перевозчиков 10. Реферат Персонажи песенного театра Шумана и их прототипы Bukvasha Правила Контакты