СИНТЕЗ ЦИФРОВОГО УСТРОЙСТВА УПРАВЛЕНИЯ

Оглавление
Техническое задание 3
1. Синтез цифрового устройства управления 5-ти двоичных переменных 4
1.1 Табличная форма и СДНФ функция выхода 4
1.2 ЦУУ на основе двух- и трехвходовых логических элементов Пирса 5
1.3 ЦУУ на основе мультиплексоров и двухвхдовых логических элементов Шеффера (вариант 1) 7
1.4 ЦУУ на основе мультиплексоров и двухвхдовых логических элементов Шеффера (вариант 2) 11
2 Синтез цифрового устройства управления 6-ти двоичных переменных 16
2.1 Табличная форма и СДНФ функция выхода 16
2.2 ЦУУ на основе двух- и трехвходовых логических элементов Шеффера 18
3.3 ЦУУ на основе мультиплексоров с 8-ю информационными входами и двухвхдовых логических элементов Пирса 21
3 Обоснование выбора серии микросхем 26
Заключение 27
Список использованной литературы 28

Соответствие информационных входов мультиплексора заданным управляющим переменнымY000011300010040001015000110600101111001100120011011300111014010010180100111901011123011000240110012501101026011111311000003210000133100010341001113910100040101001411010104210111147110000481100014911001050110101531101105411101159111100601111016111111062Минимизируем логические функции после выделения управляющих переменных мультиплексора 1-ого уровняРис. . Минимизация логической функции Рис. . Минимизация логической функции Рис. . Минимизация логической функции Рис. .Минимизация логической функции Рис. . Минимизация логической функции Рис. . Минимизация логической функции Рис. . Минимизация логической функции Рис. . Минимизация логической функции По полученным выражениям построим схему для моделирования в EWB.Рис. . Схема устройства в EWBРис. . Диаграммы входных и выходных сигналовВ качестве двухвходового логического элемента Шеффера оптимальным выбором будет микросхема К555ЛА3. Микросхема представляет собой четыре логических элемента 2И-НЕ [2]. В качестве мультиплексора с 8-ю информационными входами оптимальным выбором будет микросхема К555КП7. Микросхема представляет собой селектор-мультиплексор на восемь каналов со стробированием. В зависимости от установленного на входах A0, A1, A2кода разрешает прохождение сигнала на выходы Y1 и Y2 только от одного из восьми информационных входов D0-D7, при этом на входе стробирования должно быть установлено напряжение низкого уровня. При высоком уровне напряжения на входе выход Y1 устанавливается в состояние низкого уровня напряжения, а выход Y2 соответственно в состояние высокого уровня [3]. Функциональная схема разработанного цифрового управляющего устройства представлена на рис.31.Рис. . Функциональная схема ЦУУ3Обоснование выбора серии микросхемСоставим сравнительную характеристику наиболее популярных в настоящее время серий микросхем: К555 и К155.Таблица . Основные характеристики серий 155 и 555СерииК155ЛА3К555ЛА3Потребляемая мощность, мВт78,87,88Время задержки, нс2220Коэффициент разветвления1020Остановим свой выбор на серии 555 как менее энергоемкой и имеющей больший коэффициент разветвления.ЗаключениеВ ходе проделанной работы был произведен синтез цифрового устройства управления в базисах мультиплексоров, логических элементов Шеффера и Пирса в соответствии с заданным вариантом логической функции и управляющих переменных.Синтезированные схемы ЦУУ были смоделированы в среде ElectronicsWorkbench 5.12 (EWB).Работоспособность полученных моделей ЦУУ продемонстрирована с помощью индикации заданных значений логической функции с помощью WordGenerator из EWB и результата на выходе схемы с помощью LogicAnalyzer и лампочки.Таблица . Сравнительная таблица схем ЦУУ по кол-ву корпусов ИМС для 5-ти переменныхСхемаКол-во корпусов ИМСЦУУ в базисе Пирса7ЦУУ на основе мультиплексора вариант 14ЦУУ на основе мультиплексора вариант 24Таблица .Сравнительная таблица схем ЦУУ по кол-ву корпусов ИМС для 6-ти переменныхСхемаКол-во корпусов ИМСЦУУ в базисе Шеффера18ЦУУ на основе мультиплексора7Сравнивая полученные схемы по количеству корпусов ИМС (таблица 7 и таблица 8), можно сделать следующий вывод:Использование мультиплексоров при реализации логической схемы позволяется сократить затраты на создание схемы, чем сложнее логическая функция, тем больше экономия.Список использованной литературыБойко В.И. и др. Схемотехника электронных систем. Цифровые устройства/Авторы: В.И. Бойко, А.Н. Гуржий, В.Я. Жуйков, А.А. Зори, В.М. Спивак, В.В. Багрий. – СПб.: БХВ – Санкт-Петербург, 2004. – 512 с.Новиков Ю. В. Основы цифровой схемотехники. Базовые элементы и схемы. Методы проектирования. – М.: Мир, 2001. – 379 с.Угрюмов Е.П. Цифровая схемотехника. – СПб.: БХВ – Санкт-Петербург, 2000. – 528 с.Конспект лекций по “ЭУ в АСОИУ”.: Лекции. Преп. Ю.Г.Нестеров. – М.: МГТУ,2015.Нестеров Ю.Г. Методические указания к курсовой работе.