Логическое проектирование специальных комбинационных схем
3.1. Цель работы
Целью работы является овладение навыками построения и анализа некоторых специальных комбинационных схем.
3.2. Теоретическая часть
3.2.1. Шифраторы
Шифратором называется устройство, преобразующее сигнал логической единицы на одном из входов в соответствующую кодовую комбинацию выходных сигналов. В качестве примера рассмотрим синтез шифратора, осуществляющего преобразование цифр от 0 до 7 в соответствующее число, выраженное в двоичной системе счисления. Данный шифратор имеет 8 входов и 3 выхода (см. табл. 3.1).
Таблица 3.1
Соответствие между сигналами на входе и выходе шифратора
Номер входа |
Комбинация на выходах |
Номер входа |
Комбинация на выходах |
||||
A |
B |
C |
A |
B |
C |
||
0 |
0 |
0 |
0 |
4 |
1 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
1 |
5 |
1 |
0 |
1 |
2 |
0 |
1 |
0 |
6 |
1 |
1 |
0 |
3 |
0 |
1 |
1 |
7 |
1 |
1 |
1 |
На основании табл. 3.1 для каждого выхода шифратора можно записать следующие логические выражения:
, (1)
, (2)
. (3)
Построенная в соответствии с полученными выражениями схема шифратора, представлена на рис. 3.1.
Рис. 3.1. Схемная реализация и условное обозначение шифратора: а) – в базисе «И-НЕ»; б) – в базисе «ИЛИ-НЕ»; в) – условное обозначение
3.2.2. Дешифраторы
Дешифратором называется устройство, преобразующее различные кодовые комбинации в сигналы логической единицы на соответствующем выходе. Проектирование дешифраторов рассмотрим на примере устройства, осуществляющего преобразование кодовых комбинаций двоичных чисел от "0" до "7" в сигнал логической единицы на одном из восьми выходов (см. табл.3.1). Для функций выхода данного дешифратора справедливы следующие соотношения:
; (4)
; (5)
; (6)
; (7)
; (8)
; (9)
; (10)
. (11)
Построенная на основе полученных соотношений логическая структура дешифратора, представлена на рис. 3.2.
Рис. 3.2. Схемная реализация и условное обозначение дешифратора: а) – в базисе «И-НЕ»; б) – в базисе «ИЛИ-НЕ»; в) – условное обозначение
3.3. Порядок выполнения работы
3.3.1. Изучить по данному методическому указанию и рекомендуемой литературе методы синтеза специальных комбинационных схем;
3.3.2. Произвести синтез шифратор, осуществляющего преобразование n (выбирается по номеру варианта) десятичных цифр в код Грея;
3.3.3. Представить схему синтезированного шифратора в базисе «И-НЕ», «ИЛИ-НЕ» и проверить на лабораторном стенде правильность работы схемы;
3.3.4. Произвести синтез дешифратора, осуществляющего расшифровку m (выбирается в соответствии с вариантом) цифр кода Грея.
3.3.5. Представить схему полученного дешифратора в базисе «И-НЕ», «ИЛИ-НЕ» и проверить на лабораторном стенде правильность работы схемы.