Синтез дискретных устройств. Выбор элементарной базы дискретного устройства. Кодирование состояний автомата

A1A2A3D0+ A1A2A3D1+ A1A2A3D2+ A1A2A3D3+ A1A2A3D4+A1A2A3D5);           

Полученное выражение преобразуем к базису ИЛИ- НЕ

Q = C (A1 A2 A3 D0)  (A1 A2 A3 D1 )  (A1 A2 A3 D2)  (A1 A2 A3 D3)  (A1 A2 A3 D4)  (A1 A2 A3 D5).           

На рисунке 1.16. приведена схема мультиплексора, а на рисунке 1.17 временная диаграмма  мультиплексора.

		Рисунок 1.17 –Временная диаграмма работы мультиплексора

1.7 Синтез регистра сдвига

Регистры - устройства, выполняющие функции приема, хранения, преобразования и передачи информации в двоичном коде. Информация в регистре хранится в виде числа (слова), представленного комбинацией сигналов "0" и "1". Каждому разряду числа, записанному в регистр, соответствует свой разряд регистра.

Обычно регистры выполняются на триггерах. Триггер с номером  i  является i -м разрядом регистра и представляет i -ый разряд двоичного слова х1, х2, х3, ..., хn. , где хi ( i = 1, 2, 3,...,n ) - двоичное значение переменной данного разряда, равное 0 или 1. Число возможных состояний n -разрядного регистра равно 2^n.

По способу записи информации различают следующие типы регистров: последовательные (сдвигающие), параллельные и параллельно – последовательные.

В сдвигающих регистрах запись кода числа осуществляется путём последовательного сдвига кода тактовыми импульсами, начиная с младшего или старшего разрядов.

В параллельных регистрах запись кода числа осуществляется во все разряды регистра одновременно, т. е. параллельным кодом.

Регистры параллельно – последовательные имеют входы как для параллельной, так и для последовательной записи кода числа. 

В данном курсовом проекте необходимо синтезировать шестиразрядный регистр сдвига, выполненный на JK - триггерах. Информацию начинаем записывать в младший разряд регистра.

Схема регистра сдвига изображена на рисунке 1.19, а на рисунке 1.18 временная диаграмма, объясняющая принцип работы регистра сдвига.

1.8. Описание работы дискретного устройства

На принципиальной схеме дискретного устройства, выполненного на логических элементах ИЛИ-НЕ и JK- триггерах, используемых в качестве элементов памяти, показана реализация функциональных блоков этого устройства:

1.  генератора тактовых импульсов (ГИ);

2.  двоичного счётчика;

3.  дешифратора;

4.  мультиплексора;

5.  регистра сдвига;

Так как в качестве элементной базы применяются микросхемы серии К155 и 555, то для их запитки используется блок питания с выходным напряжением     U=+5 В ( на выводы 7 +5В, а на вывод 14 нулевой потенциал).

Первым функциональным блоком в схеме является генератор тактовых импульсов, представляющий собой кварцевый генератор, вырабатывающий тактовые импульсы с частотой f=100 кГц.

С выхода генератора импульсы поступают на вход вычитающего счетчика импульсов с коэффициентом счета шесть выполненный на JK-триггерах. С выходов двоичного вычитающего счётчика информация поступает на входы дешифратора, выполняющего функции преобразования двоичного кода в десятичный код. На одном из шести выходов дешифратора появится логическая единица в зависимости от кода, поступившего на его вход.

Сигналы с выходов дешифратора поступают на информационные входы мультиплексора, на адресные входы мультиплексора поступают сигналы с генератора адресов.

Последним функциональным блоком в схеме является шестиразрядный регистр сдвига, запись в который производится через младший разряд.

В схеме предусмотрен общий сброс, который возвращает устройство в первоначальное состояние.

1.9 Выбор элементарной базы дискретного устройства.

Элементная база дискретного устройства основана на 155 и 531 ТТЛ сериях. Это обусловлено их дешевизной и доступностью. Данные серии содержат все необходимые логические элементы.

Для  генератора, счётчика, дешифратора и мультиплексора понадобится  21 элемент 2ИЛИ-НЕ, для этого возьмём 6 микросхемы К155ЛЕ1. Для генератора адресов понадобится 1 элемент 3ИЛИ-НЕ он есть в микросхеме К155ЛЕ4. Для дешифратора и для мультиплексора понадобятся 13 элементов 4ИЛИ-НЕ, для этого возьмём 7 микросхем К531ЛЕ7. Для генератора адресов, счётчика импульсов и для регистра сдвига потребуются 13 JK триггеров поэтому надо брать 7 микросхем К531ТВ9.

2. Синтез абстрактного автомата.

Автомат - дискретное устройство, способное принимать различные состояния