Спроектировать электронную схему на цифровых ИМС. Структурная схема устройства. Составление таблицы истинности

1. Постановка задачи

В данной работе необходимо спроектировать электронную схему на цифровых ИМС. Схема должна осуществлять генерацию пятибитного кода неполного алфавита русского языка, а также выводить   последовательности этих кодов в соответствии с наименованием и количеством букв фамилии исполнителя, с целью последующей обработки и отображения на буквенно-цифровом индикаторе.  

Поставленную задачу можно решить, используя структурную схему представленную на рис. 5 .

Рис. 5. Структурная схема устройства

Схема содержит следующие блоки:

·  генератор прямоугольных импульсов с частотой f=100 кГц;

·  формирователь двоичного кода, преобразует последовательность импульсов в параллельный двоичный код;

·  устройство совпадения, выдаёт строб. импульс при совпадении входного кода с заданным;

·  устройство запоминания, запоминает код по строб. импульсу устройства совпадения;

1.  Составить таблицу истинности для 5-ти входных переменных (A,B,C,D,E).

2.  Разработать схему генератора импульсов с f = 100 (кГц), относительная нестабильность частоты  .

3.  Студентам, номера которых чётные (как в данном случае  № 20), разработать схему на КМОП микросхемах.

4.  К выходу генератора импульсов подключить счётчик разрядом 5+n, к выходам разрядов счётчика подключить N схем сравнения кодов, обеспечивающих формирование импульсов записи в моменты совпадения кодов 5-ти младших разрядов счётчика кода букв с интервалом времени, соответствующем каждой букве фамилии.

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

6.  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. 

7.  Разработать структурную схему по первоначальной таблице истинности.

8.  Разработать принципиальную схему.

9.  Привести энергетические параметры.

2.Составление таблицы истинности

Таблица букв русского алфавита.

Таблица 3

Составим таблицу истинности для пяти входных переменных A,B,C,D,E, учитывая количество букв в фамилии  НОВИК  N=5

                                                                                   Таблица 4

Номер и код буквы в фамилии студента:

Полный код буквы в фамилии студента:

3. Разработка схемы генератора импульсов

По условию необходимо разработать генератор импульсов на частоту f=100 кГц, с относительной нестабильностью Δf / f = ± 30% , на ИМС КМОП серии.

Данному условию может удовлетворять схема представленная на рис. 5.1.а выполненная на ИМС серии К561. Схема имеет два динамических состояния. В первом из них, когда на выходе D1.1 состояние лог. "1" (выход D1.2 лог. "0"), конденсатор С1 заряжается. В процессе заряда напряжение на входе инвертора D1.1 возрастает, и при достижении значения Uпор≈0,5Uпит происходит скачкообразный переход во второе динамическое состояние, в котором на выходах D1.1 лог. "О", D1.2 — "1". В этом состоянии происходит перезаряд емкости (разряд) током обратного направления. При достижении напряжения на С1 Unop происходит возврат схемы в первое динамическое состояние. Диаграмма напряжений поясняет работу. При использовании неполярного конденсатора С1 длительность импульсов (tи) и пауз (tо) будут: tи~to~R1C1. Полный период T=2R1C1. Резистор R1 и конденсатор С1 могут находиться в диапазоне 20 к0м...10 МОм; 300 пф...100 мкФ.

При использовании в схеме (рис. 5.1.б) двух инверторов микросхемы К561ЛН2 (они имеют на входе только один защитный диод) перезаряд конденсатора будет происходить от уровня Uпит+Unop. В результате чего симметричность импульсов нарушается, и период