Другие предметы \ Теория дискретных устройств

Разработка дискретного устройства (вид счётчика - суммирующий, базис реализации - И-НЕ, коэффициент счёта счётчика - 17), страница 5

Составим минимизированные выражения для возбуждающих функций:


Преобразуем эти выражения следующим образом с помощью правила де Моргана:


Реализуем блок-счётчик в абстрактных логических элементах.

Рисунок  15 - Блок-счётчик единиц (абстрактные элементы).

Определим таблицу истинности блока-счётчика десятков (Ксч=2). Как уже указывалось он будет состоять из одного триггера.

Таблица 4 - Таблица истинности счётчика с Ксч=10 на Delay-триггерах.

№ входного импульса

Текущее состояние триггеров

Последующее состояние триггеров

Возбуждающие функции

Q5

Q5

D5

0

0

1

1

1

1

0

0

В данном случае получаем следующую возбуждающую функцию:

Реализуем блок-счётчик в абстрактных логических элементах.

Рисунок 16 - Блок-счётчик десятков (абстрактные элементы).

Создадим логическую схему связи/управления. Она должна работать следующим образом:

-при достижении блоком-счётчиком единиц состояния перехода с 9 на 0, на вход синхронизации счётчика десятков должен быть подан импульс;

-при достижении всем счётчиком 17-ти на выходе, счётчик должен быть сброшен.

Таблица 5 - Состояние на выходе при 17-ти.

Q1

Q2

Q3

Q4

Q5

0

1

1

1

1

Т.е. необходимо реализовать следующие функции:

 где

C5 – возбуждающая функция, подаваемая на синхровход счётчика десятков;

R – функция сброса счётчика.

Реализуем функции в абстрактных элементах:

Рисунок 17 - Реализованая функция С5 (абстрактные элементы).

Рисунок 18 - Реализованая функция (абстрактные элементы).

Объединим все схемы в схему законченного функционального устройства в абстрактных элементах.

Рисунок 19 - Заданный счётчик (абстрактные элементы).

Выберем компонентную базу для построения счётчика.

SN74LS175 – 4-х разрядный D-триггерный блок с прямыми и инверсными выходами;

SN74LS74 – 2 D-триггера;

SN74LS30 – 8-ми входовой элемент И-НЕ;

SN74LS22 – два 4-х входовых элемента И-НЕ;

SN74LS10D – три 3-х входовых элемента И-НЕ;

SN74LS00D – четыре 2-х элемента входовых И-НЕ.

В абстрактной схеме не учтено влияние потенциала внешнего сброса. При  на всех входах сброса триггеров в независимости от значения сигнала самосброса будет логическая 1 (т.е. самосброса не будет происходить вообще и ток будет превышать допустимое значение для логики). Для устранения этой ситуации необходимо получить внутренний сигнал сброса, как

, где

 - полученное выше выражение самосброса.

Выполним счётчик в приведённой выше компонентной базе.

ШСТ1-локальная шина функционального узла.

Рисунок 20 - Заданный счётчик (в компонентной базе).


2.4 Построение регистра

Регистр – дискретное устройство с памятью, предназначенное для хранения кода, его преобразования из параллельной последовательности входа (параллельная форма кода) в разграниченную по времени совокупность состояний выхода (последовательная форма кода) и наоборот, а также для задержки последовательных значений входа в памяти на некоторое число отсчётов времени относительно выдачи их на выходе (тактов).

Первый класс регистров называется регистрами памяти и представляет собой группу элементов памяти, чьи информационные входы являются параллельными входами устройства, а выходы – параллельными выходами устройства, со схемой управления.

Второй класс устройств имеет параллельные входы элементов памяти, соединённые последовательно информационными входами/выходами, и один последовательный выход.

Третий – последовательный вход и параллельный выход.

Четвёртый класс регистров называется регистрами сдвига. У регистров данного типа имеется один последовательный вход и один последовательный выход.


Базис реализации: И-НЕ;

Тип элемента памяти: Delay-триггер;

В случае применения счётчика в заданной схеме, необходимо создать параллельный регистр (регистр памяти). Данный регистр, как уже и указывалось строится на параллельно соединённых элементах памяти, в качестве которых будут использоваться D-триггеры с прямым динамическим входом.

Скачать файл