Разработка решающего устройства на жесткой логике, страница 6

 y1 =  a1 V a3

  y2 = y6 = a2

  y3 = y4 = y5 = a3

  y7 = a1

2.8. Логические функции возбуждения

триггеров и управляющих сигналов.

По составленным в предыдущем пункте таблицам составляются логические функции.

Логические функции управляющих сигналов будут одинаковы для всех трех случаев.

  y1 =  a1 V a3

  y2 = y6 = a2

  y3 = y4 = y5 = a3

  y7 = a1

Функции возбуждения триггеров зависят от вида кодировки состояний автомата.

Кодирование двоичным кодом:

D1 = a1 V a2

D0 = a0∙x1 V a2∙x2 V a3∙x1

Кодирование кодом Джонсона:

D2 = a2∙x2

D1 = a1 V a2

D0 = a0∙x1 V a1 V a2 V a3∙x1

Кодирование унитарным кодом:

D2 = a2∙x2

D0 = a0∙x1 V a3∙x1

Как видно функции возбуждения триггеров имеют наиболее простой вид при кодировании двоичным  кодом, следовательно, данный вид кодирования выбирается для реализации управляющего автомата.

2.9. Выбор элементной базы и построение функциональной

схемы управляющего автомата.

Для схемной реализации управляющего автомата необходимы:

дешифратор – 54LS155DM (t_зад10=30нс, t_зад01=30нс)

ПЛМ – КР531РТ12 (t_зад=38нс)

триггер – КР531ТМ8 (t_зад10=25нс, t_зад01=25нс)

При построении функциональной схемы используется ПЛМ – программируемая логическая матрица. Основой ПЛМ служит последовательность программируемых матриц элементов И и ИЛИ. Основными параметрами ПЛМ являются число входов m, число термов l, число выходов n. Из пункта 2.8 можно определить:

число входов а0, а1, а2, а3,  х1, х2 – всего 6;

число выходов y1; y2 и y6; у3 и y4 и y5; y7,  D1, D0 – всего 6;

число промежуточных конъюнкций  a0, a1, a2, a3, a0∙x1, a2∙x2, a3∙x1 – всего 6.

На рисунке 2.9.1 показана схема ПЛМ с программированием пережиганием перемычек. Точками показаны перемычки, которые следует пережечь. Перед программированием матрицы создается таблица функционирования (табл. 2.9.1), в которой используются следующие обозначения:

H – переменная входит в терм в прямом виде;

L – переменная входит в терм в инверсном виде;

“-“ – переменная не входит в терм и не должна влиять на него;

А – указывается в выходном столбце и свидетельствует о связи данной схемы И с выходом  ПЛМ через матрицу ИЛИ;

“∙” – указывает на то, что данная схема И не подключается к выходу.

Условно-графическое обозначение матрицы приведено на рисунке 2.9.2.

Табл. 2.9.1 – таблица функционирования ПЛМ

а0	а1	а2	а3	х1	х2	y1	y2,y6	y3,y4,y5	y7	D1	D0
-	L	-	-	-	-	A	-	∙	A	A	∙
-	-	L	-	-	-	∙	A	∙	∙	A	∙
-	-	-	L	-	-	A	∙	A	∙	∙	∙
-	-	L	-	-	H	∙	∙	∙	∙	∙	A
-	-	-	L	H	-	∙	∙	∙	∙	∙	A
L	-	-	-	H	-	∙	∙	∙	∙	∙	A

В отдельных узлах матрицы между ее вертикальными и горизонтальными цепями включены диоды. На вертикальной цепи образуется высокий потенциал (уровень лог. 1) в том случае, когда на всех диодах, идущих к узлам, содержащим диоды, действует высокий потенциал, закрывающий диоды. Если хотя бы на одном из таких входов низкий потенциал (уровень лог. 0), открывается диод и уровень лог. 0 с этого входа через открытый диод передается на вертикальную цепь матрицы.