Проектування цифрових пристроїв на логічних елементах, комбінаційних та послідовнісних пристроях, страница 5

Мінімальна розрядність реверсивного регістра зсуву, при якій забезпечуються кодові комбінації без повторень, n = 6. Відповідна кодова послідовність:

55, 46, 29, 59, 54, 45, 27

Перемикальний граф ГКП:

Рисунок 3.1 – Перемикальний граф ГКП

Заповнимо карту Карно для функції збудження SER:

Рисунок 3.2 – Карта Карно для функції збудження

Зчитуємо функцію збудження:

Будуємо принципову електричну схему пристрою:

Рисунок 3.3 – Схема електрична принципова пристрою

3.2 Перевірка пристрою на самовідновність

За формулою

перевіримо стани, в яких ГКП не перебуває:

В результаті перевірки бачимо, що спроектований ГКП є самовідновним.

Побудуємо повний перемикальний граф пристрою:

Рисунок 3.4 – Повний перемикальний граф ГКП

3.3 Автоматичне проектування пристрою в графічному редакторі Quartus II

Зображаємо схему в графічному редакторі:

Рисунок 3.5 – Реалізація ГКП на 8-розрядному реверсивному регістрі

Моделюючи проект, отримаємо часові діаграми спроектованого ГКП:

Рисунок 3.6 – Часові діаграми ГКП

3.4 Автоматичне проектування пристрою в текстовому редакторі Quartus II

Опишемо спроектований ГКП мовою AHDL:

Рисунок 3.7 – Опис ГКП мовою AHDL

Знімаємо часові діаграми пристрою:

Рисунок 3.8 – Часові діаграми спроектованого ГКП

Таким чином, розроблений пристрій виконує функції прямого і реверсивного ГКП.

Здійснимо автоматичний аналіз швидкодії за допомогою дисплея Registered Performance:

Рисунок 3.9 – Дисплей Registered Performance

Як бачимо, максимальна частота синхроімпульсів – 125 МГц

4 АРИФМЕТИЧНІ РОЗРАХУНКИ

4.1 Алгебричне додавання

Код ДДК 8421

(21=100-79, 55=100-45)

4.2 Перетворення чисел

А)

5329,375₁₀ = Х₁₆

5329,375₁₀ = 14D1,6₁₆

Б)

101001,101₂ = Х₁₀

Ціла частина:

0010 1001₂ = 29₁₀

Дробова частина:

0,101₂ = 1*0,5+0*,25+1*0,125 = 0,625₁₀

101001,101₂ = 29,625₁₀

В)

7A09,A9D₁₆ = Х₈

7A09,A9D₁₆ = 75011,5235₈

Висновки

В даній курсовій роботі було спроектовано типові цифрові пристрої на логічних елементах, цифрових комбінаційних та послідовнісних пристроях.

Перший розділ роботи присвячений основам алгебри логіки, спрощенню та мінімізації функцій, схем, реалізаціям функцій в поширених базисах. Виконано технічне проектування пристрою на реальних мікросхемах.

В другому розділі проведено проектування дешифратора семисегментного коду на основі двійкового дешифратора для відображення символів на семисегментному індикаторі.

В третьому розділі спроектовано один з поширених пристроїв – реверсивний генератор кодових послідовностей. Для його побудови використано послідовнісний пристрій – реверсивний регістр зсуву.

Усі пристрої було зручно моделювати в моделювальній програмі Quartus II. Quartus II – пакет програм для створення наочних моделей цифрових пристроїв будь-якої складності. Він включає в себе графічний та текстовий редактори, за допомогою яких можна створювати моделі розроблюваних пристроїв. Створені в графічному редакторі моделі описуються і в текстовому; іноді це виявляється значно простіше, ніж збирати схему з примітивів. Вбудована бібліотека макро- та мегафункцій дозволяє спростити процес побудови моделей пристроїв.

Висновком даної роботи є те, що результати теоретичних розрахунків та автоматичного проектування в пакеті Quartus II абсолютно співпали. Це засвідчує правильність виконання роботи та засвоєння вивченого теоретичного матеріалу.

Література:

1.  Зубчук В.И, Сигорский В.П., Шкуро А.Н.- Справочник по цифровой схемотехнике.-Киев:Техника,1990.

2.  Шило В.Л. - Популярные цифровые микросхемы:Справ.-М.:Радио и связь, 1989.

3.  Р.В. Шабалин - Цифровые КМОП микросхемы:Справ.-Свердловская обл.:Комерческий центр Союза “Чернобыль”, 1990.

4.  Букреев В.И. и др. Микроэлектронные схемы цифровых устройств. - 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Сов. радио, 1975.

5.  Корнейчук В.И., Тарасенко В.П. Вычислительные устройства на микросхемах. - 2-е изд., перераб. и доп. - К.: Техніка, 1988.

6.  Нефедов А.В. Интегральные микросхемы и их зарубежные аналоги. Справочник. Т.5. - М.: ИП РадиоСофт, 1999.

7.  Ерофеев Ю.Н. Импульсные устройства: Учеб. пособие для вузов по спец. «Радиотехника». –  М.: Высшая шк., 1989.