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 с 8-ю информационными входами и двухвхдовых логических элементов Шеффера 8
2 Синтез цифрового устройства управления 6-ти двоичных переменных 13
2.1 Табличная форма и СДНФ функция выхода 13
2.2 ЦУУ на основе двух- и трехвходовых логических элементов Шеффера 15
2.4 Синтез ЦУУ на основе мультиплексоров и логических элементов Пирса. 1ый вариант 17
2.5 Синтез ЦУУ на основе мультиплексоров и логических элементов Пирса. 2ой вариант 26
3 Обоснование выбора серии микросхем 34
Заключение 35
Список использованной литературы 36

30. Минимизация логической функции Рис. 31. Минимизация логической функции Рис. 32. Минимизация логической функции Рис. 33. Минимизация логической функции Соответствие информационных входов мультиплексоров 2-ого уровня управляющей переменной X4X1X0 [5]Логические функции, подаваемые на вход D0 мультиплексора 2-ого уровняЛогические функции, подаваемые на вход D1 мультиплексора 2-ого уровняЛогические функции, подаваемые на вход D2 мультиплексора 2-ого уровняЛогические функции, подаваемые на вход D3 мультиплексора 2-ого уровняПо полученным выражениям построим схему для моделирования в EWB.Рис. 34. Схема устройства в EWBРис. 28. Диаграммы входных и выходных сигналовВ качестве двухвходового логического элемента Пирса оптимальным выбором будет микросхема К555ЛЕ1. Микросхема представляет собой четыре логических элемента 2ИЛИ-НЕ[2,3]. 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 только от одного из восьми информационных входов D0-D7, при этом на входе стробирования E должно быть установлено напряжение низкого уровня. При высоком уровне напряжения на входе Eпрямой выход устанавливается в состояние низкого уровня напряжения, а инверсный, соответственно в состояние высокого уровня[2,3]. В качестве мультиплексора с 4-мя информационными входами оптимальным выбором будет микросхема К555КП2. Микросхема представляет собой сдвоенный селектор-мультиплексор 4-1 с общими входами выбора данных и раздельными входами стробирования. При высоком уровне напряжения на входе стробирования E соответствующий ему выход устанавливается в состояние низкого уровня напряжения, в ином случае на выход приходит информация от выбранного входами A0, A1 информационного входа D0- D3[2,3]. Функциональная схема разработанного цифрового управляющего устройства представлена на рис.36.Рис. 36. Функциональная схема ЦУУ3Обоснование выбора серии микросхемСоставим сравнительную характеристику наиболее популярных в настоящее время серий микросхем: К555 и К155[2,3].Таблица 6. 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 7. Сравнительная таблица схем ЦУУ по кол-ву корпусов ИМС для 5-ти переменныхСхемаКол-во корпусов ИМСЦУУ в базисе Пирса9ЦУУ на основе мультиплексора3Таблица 8.Сравнительная таблица схем ЦУУ по кол-ву корпусов ИМС для 6-ти переменныхСхемаКол-во корпусов ИМСЦУУ в базисе Шеффера3ЦУУ на основе мультиплексора вариант 16ЦУУ на основе мультиплексора вариант 26Сравнивая 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 схемыв том случае, если логическая функция достаточно сложная.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.