Современный этап научно-технического прогресса. Генератор импульсов. Тактовый генератор с кварцевой стабилизацией

данном курсовом проекте слагаемые на вход сумматора подаются с выходов преобразователя кодов и делителя частоты.

В общем виде функция, реализуемая сумматором имеет вид:

S = (((( f₁ Å f₂ ) Å f₃ ) Å f₄ ) Å f₅ ) Å W,

где f₁, f₂, f₃, f₄, f₅ - сигналы преобразователя кодов,

W - сигналы делителя частоты.

Построим одноразрядный сумматор. Такой сумматор имеет 3 входа для подачи цифр разрядов слагаемых a_i, b_i и переноса p_i. На выходе сумматора формируется сумма S_i, и перенос P_i+1, предназначенный для передачи в следующий разряд. Составим таблицу истинности, отображающую работу сумматора.

Таблица 1.5.1. Таблица истинности сумматора.

Функции выходов минимизируем методом карт Карно:

P_i+1:      S_i:

Одноразрядный трёхвходовый сумматор с переносом представлен на рис. 1.5.1, общий вид сумматора - на рис. 1.5.2, а его временные диаграммы - на рис. 1.5.3.

1.6. Выбор микросхем

В качестве D-триггера выберем микросхему К561ТМ2. Микросхема K561ТМ2 содержит 2 независимых D-триггера, имеющих общую цепь питания. У каждого триггера имеются D-информационные входы и входы синхронизации С. Триггера также содержат S и R входы для установки в  “1” и “0” соответственно. У микросхемы К561ТМ2 вывод 7 – общий, 14 – питание.

В качестве логических элементов ИЛИ-НЕ будем использовать микросхемы К561ЛЕ5, К561ЛЕ6, К561ЛЕ10. У этих микросхем вывод 7 – общий, 14 – питание. Используемые в дискретном устройстве микросхемы показаны на рис. 1.6.1.

К561ТМ2         К561ЛЕ5        К561ЛЕ10     К561ЛЕ6

Рисунок 1.5.1

2      Синтез абстрактного конечного автомата.

Автомат - дискретное устройство, способное принимать различные состояния под воздействием входных сигналов, переходить из одного состояния в другое и вырабатывать выходные сигналы (Л[1] стр. 146).

В данном курсовом проекте требуется синтезировать асинхронный автомат заданный таблицей переходов (таблица 2.1) и таблицей выходов (таблица 2.2).

Таблица переходов.      Таблица 2.1

Таблица выходов.         Таблица 2.2

2.1     Кодирование состояний автомата.

Для синтеза абстрактного асинхронного автомата воспользуемся табличным методом. Для этого прокодируем состояния автомата. Так как состояний автомата 5, будем использовать три JK-триггера. Состояние будет кодироваться тоже тремя битами (таблица 2.3) .

Таблица 2.3

Тогда таблица переходов (таблица 2.4) и таблица выходов (таблица 2.5) закодируются следующим образом.

Таблица переходов.     Таблица 2.4

Таблица выходов.         Таблица 2.5

2.2     Исключение критических состязаний.

Как видно из таблицы 2.4 критические состязания триггеров B и C происходят при переключении автомата из состояния S2(010) в состояние S0(001) по сигналу a₁, и из состояния S4(110) в состояние S2(010) по сигналу a₂. Так как автомат по сигналу a₂ из состояния S4 дoлжен переходить в состояние S2, затем в состояние S3 и наконец опять в S4, то во время поступления следующего сигнала a₁ автомат может находиться, равновероятно, в любом из этих трёх состояний (происходит зацикливание комбинации         S4->S2->S3->S4 до поступления сигнала a₁). В тоже время сигнал на выходе не будет меняться, а будет всё время равен “0”. Исходя из выше сказанного будем предполагать, что всегда при поступлении сигнала a₁ автомат находиться в состоянии S4. Это позволит записать вместо перехода S4 -> S2 переход S4->S4 при котором не происходит критических состязаний в то время как принцип работы автомата не изменится. Аналогично поступим для перехода из состояния S2 в состояние S0 по сигналу a₁.

В этом случае таблица переходов (таблица 2.6) запишется следующим образом.

Таблица переходов.     Таблица 2.6

2.3     Синтез абстрактного автомата табличным методом.

На основании таблицы переходов и таблицы выходов составим таблицу 2.7, в которой обозначены:

x - значение на входе: a1 - “0”, a2 -  “1”.

A, B, C - текущие состояния триггеров.

y - Значение на выходе асинхронного автомата.

A+, B+, C+ - состояния в которые должны переключиться триггеры.

AJ, AK, BJ, BK, CJ, CK - состояния входов триггеров для заданного переключения.

Таблица 2.7

Таблица переходов JK-Триггера.   Таблица 2.8

По таблице 2.7 найдём функции, методом карт Карно (рисунок 2.1).

		Рисунок 2.1. а).

	Рисунок 2.1. б).

На основании рисунка 2.1 можно составить функции:

По данным функциям составим электрическую схему (рисунок 2.2).

2.2. Выбор микросхем

В качестве JK-триггера выберем микросхему К561ТB1. Микросхема K561ТВ1 содержит 2 независимых JK-триггера, имеющих общую цепь питания. У каждого триггера имеются J- и K- информационные входы и входы синхронизации С. Триггера также содержат S и R входы для установки в  “1” и “0” соответственно. У микросхемы К561ТВ1 вывод 8 – общий, 16 – питание.

В качестве логических элементов ИЛИ-НЕ будем использовать микросхемы К561ЛЕ5, К561ЛЕ10. У этих микросхем вывод 7 – общий, 14 – питание. Используемые в дискретном устройстве микросхемы показаны на рис. 2.2.1.

Рисунок 2.2.1. Разводка микросхем.

Заключение

В результате выполнения курсового проекта была разработана принципиальная схема дискретного устройства (ДУ), имеющего следующую структуру: генератор импульсов, двоично-десятичный вычитающий счетчик с коэффициентом счёта 15, преобразователь кодов (из кода 8421 в код 3a+2), сумматор по модулю два. В качестве элементов памяти использовал D–триггеры. Дискретное устройство реализовано в базисе ИЛИ - НЕ.

Кроме того был синтезирован асинхронный автомат по таблицам