Элементная база на ТТЛ микросхемах. Минимизация булева выражения. Генератор импульсов. Энергетические параметры

каждому из этих N импульсов записи произвести запись 5-ти разрядного двоичного кода каждой буквы фамилии в соответствующий регистр памяти.

§  Преобразовать таблицу истинности: все единицы всех столбцов в одном столбце. По такой преобразованной таблице составить Булево выражение, заполнить карту Карно. Произвести минимизацию Булева выражения по карте Карно и записать минимизированное Булево выражение.  

§  Разработать структурную схему по первоначальной таблице истинности.

§  Разработать принципиальную схему.

§  Привести энергетические параметры.

2. Таблица истинности

Необходимо составить таблицу истинности для 5 входных переменных. Выходные переменные соответствуют буквам в фамилии Лин Юрий .

Таблица 1.

	Буква	A	B	C	D	E	F1	F2	F3	F4	F5	F6	F7	F∑
0	-	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0
1	А	0	0	0	0	1	0	0	0	0	0	0	0	0
2	Б	0	0	0	1	0	0	0	0	0	0	0	0	0
3	В	0	0	0	1	1	0	0	0	0	0	0	0	0
4	Г	0	0	1	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0
5	Д	0	0	1	0	1	0	0	0	0	0	0	0	0
6	Е	0	0	1	1	0	0	0	0	0	0	0	0	0
7	Ж	0	0	1	1	1	0	0	0	0	0	0	0	0
8	З	0	1	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0
9	И	0	1	0	0	1	0	1	0	0	0	1	0	1
10	Й	0	1	0	1	0	0	0	0	0	0	0	1	1
11	К	0	1	0	1	1	0	0	0	0	0	0	0	0
12	Л	0	1	1	0	0	1	0	0	0	0	0	0	1
13	М	0	1	1	0	1	0	0	0	0	0	0	0	0
14	Н	0	1	1	1	0	0	0	1	0	0	0	0	1
15	О	0	1	1	1	1	0	0	0	0	0	0	0	0
16	П	1	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0
17	Р	1	0	0	0	1	0	0	0	0	1	0	0	1
18	С	1	0	0	1	0	0	0	0	0	0	0	0	0
19	Т	1	0	0	1	1	0	0	0	0	0	0	0	0
20	У	1	0	1	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0
21	Ф	1	0	1	0	1	0	0	0	0	0	0	0	0
22	Х	1	0	1	1	0	0	0	0	0	0	0	0	0
23	Ц	1	0	1	1	1	0	0	0	0	0	0	0	0
24	Ч	1	1	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0
25	Ш	1	1	0	0	1	0	0	0	0	0	0	0	0
26	Щ	1	1	0	1	0	0	0	0	0	0	0	0	0
27	Ы	1	1	0	1	1	0	0	0	0	0	0	0	0
28	Ь	1	1	1	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0
29	Э	1	1	1	0	1	0	0	0	0	0	0	0	0
30	Ю	1	1	1	1	0	0	0	0	1	0	0	0	1
31	Я	1	1	1	1	1	0	0	0	0	0	0	0	0

Полный код буквы

Таблица 2.

	Полный       код					буквы
Буква	Разряды кода букв					N
	А	B	C	D	E	n2	n1	n0
Л	0	1	1	0	0	0	0	0
И	0	1	0	0	1	0	0	1
Н	0	1	1	1	0	0	1	0
Ю	1	1	1	1	0	0	1	1
Р	1	0	0	0	0	1	0	0
И	0	1	0	0	1	1	0	1
Й	0	1	0	1	0	1	1	0

3. Минимизация булева выражения.

Пользуясь таблицей 1, составляем Булево выражение:                                                   

Заполняем карту Карно (рис.4):

Рис. 4

Проводим минимизацию и записываем минимизированное Булево выражение:

4. Генератор импульсов.

   В качестве генератора импульсов применено следующее схемное решение (рис.6):

Рис.6

Данный автогенератор имеет относительную нестабильность частоты порядка . Схема данного генератора была представлена в курсе лекций по ЭЦДД. Резисторы между инверторами, которые фиксируют коэффициенты усиления каскадов и уменьшают влияние входного сопротивления и усиления каскадов на частоту генерируемых импульсов, несколько уменьшает нестабильность частоты.

Номиналы для данного генератора возьмём представленные нам в лекциях. Для уменьшения частоты до 100кГц увеличим ёмкость С впять раз. Следовательно:

R1=R3=220 Ом

R2=R4=470 Ом

C=5 нФ

5. Счетчик импульсов.

 В качестве счётчика импульсов выбраны две микросхемы К155ИЕ5.  

Микросхема К155ИЕ5 является четырехразрядным, асинхронным счетчиком пульсаций. Счетчик имеет две части: делитель на 2 (выход Q0, тактовый вход C0) и делитель на восемь (выходы Q1 - Q3, тактовый вход С1).  Таким образом соединив С1 и Q0 мы получаем делитель на 16.  Вход второго счетчика С0 соединяем с выходом первого Q3.

Счетчик имеет прямой вход сброса, разделенный логическим элементом И на 2. Поэтому для сброса счетчика необходимо подать высокий уровень на оба входа. При подаче низкого уровня начинается режим счета. Причем счет ведется по отрицательному перепаду тактового импульса на входе.

Схемная реализация счётчика приведена на 7

Рис.7

С помощью дифференцирующей цепочки R1, C1 производится начальный сброс счётчиков в нулевое состояние. Выберем номиналы этих элементов:

R1=1 (кОм).

Емкость С1 выберем равной 47 (нФ).

6. Логические элементы.

На логических элементах ИЛИ-НЕ и 8И-НЕ микросхем DD1.4 - DD1.6, DD2, DD5 – DD12 собраны схемы сравнения кодов букв. Для заданных целей наиболее подходящими являются микросхемы ЛН1 и ЛА2. Микросхема К155ЛН1 представляет собой  6 элементов ИЛИ-НЕ. В данной работе эти элементы являются инверторами. Микросхема К155ЛА2 представляет собой элемент 8И-НЕ.

7. Регистры памяти.

В качестве регистров памяти (DD13 – DD20) применена микросхема КМ531ИР18. Данная микросхема представляет собой шестиразрядный параллельный регистр с D-триггерами и буферными входами разрешения записи данных .

Если на вход   подано напряжение низкого уровня, то данные со входов  будут загружены в регистр при поступлении положительного перепада тактового импульса на вход С.

Когда на входе  действует напряжение высокого уровня, то данные в регистре остаются без изменения (входы  и С не действуют).

Тактовые импульсы для регистров снимаются непосредственно с выхода генератора и подаются на тактовые входы.

Запись кодов букв в регистры происходит по положительному перепаду тактового импульса, а в счётчике счёт происходит по отрицательному перепаду, что обеспечивает надёжную работу устройства.

Незадействованные входы 6-х разрядов микросхем DD13 – DD20  подключены