Синтез цифрового автомата управления памятью
ВВЕДЕНИЕ
В соответствии с заданием в данном курсовом проекте необходимо
синтезировать цифровой автомат. После нажатия кнопки ПУСК эта схема
должна обеспечить формирование заданного количества выходных сигналов
в соответствии с задание на расчет.
Разработка принципиальной схемы производится при помощи метода
синтеза цифровых схем по методу Карт Карно.
В заключении приведены меры по обеспечению защиты от внешних
электромагнитных помех.
В работе приведены все указанные в задание принципиальные схемы,
временные диаграммы и эскизы печатных плат.
1. РАЗРАБОТКА СТРУКТУРНОЙ СХЕМЫ УСТРОЙСТВА
Структурная схема представляет собой своеобразный макет , по которому
в ходе разработки будет спроектировано устройство управления ПЗУ. Он
определяет основные блоки проектируемого устройства и то, как эти
блоки будут взаимодействовать между собой.
В соответствии с заданием разрабатываемое устройство должно
выдавать на пяти выходах периодические последовательности цифровых
сигналов вида:
|0 |1 |n-1 |n-1 |n-1 |n-1 |
|1 |1 |0 |0 |0 |0 |
|1 |0 |1 |0 |0 |0 |
|1 |0 |0 |1 |0 |0 |
|1 |0 |1 |1 |0 |0 |
|1 |0 |0 |0 |1 |0 |
|1 |0 |1 |0 |1 |0 |
|1 |0 |0 |1 |1 |0 |
|1 |0 |1 |1 |1 |0 |
|1 |0 |0 |0 |0 |1 |
|1 |0 |1 |0 |0 |1 |
|1 |0 |0 |1 |0 |1 |
[pic] [pic]
Условное обозначение счетчика показано на рисунке 4
Условное обозначение счетчика деления частоты на 30
[pic]
Временная диаграмма работы счетчика представлена на рисунке 5
[pic]
4. Комбинационная схема
С выходов счетной схемы код передается на входы преобразователя. Следует
заметить, что выходы счетной схемы [pic] - соответствуют входам : a,
b,c,d,e.
Составим общую таблицу истинности для каждого выхода синтезируемого
устройства. Для всех выходов будут функции 5 переменных, т.к счет
необходимо производить до 30 импульсов, а пяти переменным соответствует
старшее число – 31 (с учетом нулевого состояния)
Таким образом комбинационная схема (преобразователь) преобразует значения
пяти функций входа в пять функций выхода:
Таблица 4.1
Преобразование переменных a, b,c,d,e в функции выхода
|e |d |C |b |a |Uвых 1 |Uвых 2 |Uвых 3 |Uвых 4 |Uвых 5 | |0 |0 |0 |0 |0 |0
|0 |1 |0 |1 |0 | |1 |0 |0 |0 |0 |1 |1 |1 |0 |1 |0 | |2 |0 |0 |0 |1 |0 |1 |1
|1 |1 |0 | |3 |0 |0 |0 |1 |1 |0 |1 |1 |0 |1 | |4 |0 |0 |1 |0 |0 |0 |0 |1 |1
|0 | |5 |0 |0 |1 |0 |1 |0 |1 |1 |1 |0 | |6 |0 |0 |1 |1 |0 |0 |0 |1 |1 |1 |
|7 |0 |0 |1 |1 |1 |1 |1 |0 |1 |0 | |8 |0 |1 |0 |0 |0 |1 |0 |0 |1 |0 | |9 |0
|1 |0 |0 |1 |1 |0 |1 |0 |1 | |10 |0 |1 |0 |1 |0 |1 |1 |0 |0 |1 | |11 |0 |1
|0 |1 |1 |1 |1 |0 |1 |1 | |12 |0 |1 |1 |0 |0 |1 |0 |0 |1 |0 | |13 |0 |1 |1
|0 |1 |0 |0 |1 |1 |0 | |14 |0 |1 |1 |1 |0 |1 |0 |1 |1 |1 | |15 |0 |1 |1 |1
|1 |0 |1 |1 |0 |0 | |16 |1 |0 |0 |0 |0 |1 |1 |0 |0 |1 | |17 |1 |0 |0 |0 |1
|1 |1 |0 |0 |1 | |18 |1 |0 |0 |1 |0 |0 |0 |1 |0 |1 | |19 |1 |0 |0 |1 |1 |0
|0 |1 |1 |0 | |20 |1 |0 |1 |0 |0 |1 |0 |0 |1 |0 | |21 |1 |0 |1 |0 |1 |1 |0
|1 |1 |1 | |22 |1 |0 |1 |1 |0 |1 |1 |0 |0 |1 | |23 |1 |0 |1 |1 |1 |0 |1 |1
|0 |0 | |24 |1 |1 |0 |0 |0 |0 |1 |0 |1 |0 | |25 |1 |1 |0 |0 |1 |0 |1 |0 |1
|0 | |26 |1 |1 |0 |1 |0 |0 |1 |1 |1 |1 | |27 |1 |1 |0 |1 |1 |0 |0 |1 |0 |1
| |28 |1 |1 |1 |0 |0 |0 |1 |0 |1 |1 | |29 |1 |1 |1 |0 |1 |0 |1 |1 |1 |1 | |
Осуществим минимизацию функций выхода методом карт Карно. При минимизации
методом карт Карно выделения осуществляем с помощью выделения рамками.
ba\dc |00 |01 |11 |10 | | | |ba\dc |00 |01 |11 |10 | |00 | | |1 |1 | | |
|00 |1 |1 | | | |01 |1 | | |1 | | | |01 |1 |1 | | | |11 | |1 | |1 | | |
|11 | | |X | | |10 |1 | |1 |1 | | | |10 | |1 |X | | |
Uвых1=cde v ade v abce v abcde v abce v bde v abce
ba\dc |00 |01 |11 |10 | | | |ba\dc |00 |01 |11 |10 | |00 |1 | | | | | |
|00 |1 | |1 |1 | |01 |1 |1 | | | | | |01 |1 | |1 |1 | |11 |1 |1 |1 |1 | |
| |11 | |1 |X | | |10 |1 | | |1 | | | |10 | |1 |X |1 | |
Uвых2=cde v ade v abe v bcde v bcde v bce v bde v abde
ba\dc |00 |01 |11 |10 | | | |ba\dc |00 |01 |11 |10 | |00 | |1 | | | | |
|00 | | | | | |01 | |1 |1 |1 | | | |01 | |1 |1 | | |11 |1 | |1 | | | |
|11 |1 |1 |X |1 | |10 |1 |1 |1 | | | | |10 |1 | |X |1 | |
Uвых3=bcd v abde v bcde v abde v bcde v ace v bde
ba\dc |00 |01 |11 |10 | | | |ba\dc |00 |01 |11 |10 | |00 |1 |1 |1 |1 | |
| |00 | |1 |1 |1 | |01 |1 |1 |1 | | | | |01 | |1 |1 |1 | |11 | |1 | |1 |
| | |11 |1 | |X | | |10 |1 |1 |1 | | | | |10 | | |X |1 | |
Uвых4=bde v abde v bс v dce v abce v abde v abcde v abcde v bde v
abde
ba\dc |00 |01 |11 |10 | | | |ba\dc |00 |01 |11 |10 | |00 | | | | | | |
|00 |1 | |1 | | |01 | | | |1 | | | |01 |1 |1 |1 | | |11 |1 | | |1 | | |
|11 | | |X |1 | |10 | |1 |1 |1 | | | |10 |1 |1 |X |1 | |
Uвых5=abce v abce v abde v acde v acde v bcde v abde v abe v cde v
bde
Представим функции в базисе И-НЕ:
Uвых1=cde v ade v abce v abcde v abce v bde v abce
Uвых2=cde v ade v abe v bcde v bcde v bce v bde v abde
Uвых3=bcd v abde v bcde v abde v bcde v ace v bde
Uвых4=bde v abde v bс v dce v abce v abde v abcde v abcde v bde v
abde
Uвых5=abce v abce v abde v acde v bcde v abde v abe v cde v bde
5. Схема сброса
Для устойчивой работы при необходимости, необходимо произвести сброс
схемы в исходной в одно из заданных состояний (например в 0). Сброс
будем производить при помощи кнопки сброса и логических элементов.
Схема сброса представлена на рисунке 6
[pic]
рис. 6
Принципиальная схема всего синтезируемого генератора цифровых
сигналов представлена на рисунке 7.
Временная диаграмма работы данной схемы приведена на рисунке 8
[pic]
рис. 8
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
В соответствии с техническим заданием, в данном курсовом проекте было
разработано устройство, формирующее последовательность цифровых сигналов
для управления постоянным запоминающим устройством. Выполнение данной
работы включало в себя все основные этапы проектирования цифровых устройств
на интегральных микросхемах. Это позволило получить и закрепить
практические навыки разработки структурной схемы устройства, синтеза и
разработки его принципиальной схемы, конструктивной проработки изделия.
В заключении хотелось бы отметить, что разработанное устройство, а
особенно формирователи выходных последовательностей оказались достаточно
сложными и содержат большое количество корпусов интегральных микросхем. |
