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) 12

21. Минимизация логической функции Рис. 22. Минимизация логической функции Рис. 23. Минимизация логической функции Рис. 24.Минимизация логической функции Рис. 25. Минимизация логической функции Рис. 26. Минимизация логической функции Рис. 27. Минимизация логической функции Рис. 28. Минимизация логической функции По полученным выражениям построим схему для моделирования в EWB.Рис. 29. Схема устройства в EWBРис. 30. 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, A2 кода 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. 31. Функциональная схема ЦУУ3Обоснование выбора серии микросхемСоставим сравнительную характеристику наиболее популярных в настоящее время серий микросхем: К555 и К155.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 Пирса8ЦУУ на основе мультиплексора вариант 14ЦУУ на основе мультиплексора вариант 24Таблица 8.Сравнительная таблица схем ЦУУ по кол-ву корпусов ИМС для 6-ти переменныхСхемаКол-во корпусов ИМСЦУУ в базисе Шеффера10ЦУУ на основе мультиплексора6Сравнивая 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.Спиридонов С.Б. Методические указания к курсовой работе.