Министерство образования и науки Российской Федерации федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Северный (Арктический) федеральный университет имени М.В. Ломоносова»
|
|||||||||||||||||
|
|
|
|||||||||||||||
|
(наименование кафедры) |
|
|||||||||||||||
|
|
|
|||||||||||||||
|
Тюшова Полина Сергеевна |
|
|||||||||||||||
|
(фамилия, имя, отчество студента) |
|
|||||||||||||||
|
|
|
|||||||||||||||
|
Факультет |
ИМИКТ |
курс |
3 |
группа |
3 |
|
|
|||||||||
|
|
|
|||||||||||||||
|
|
|
|||||||||||||||
|
|
|
|||||||||||||||
|
РАСЧЁТНО-ГРАФИЧЕСКАЯ РАБОТА |
|
|||||||||||||||
|
|
|
|||||||||||||||
|
По дисциплине |
|
Компьютерная схемотехника |
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
На тему |
|
Синтез управляющего устройства |
|
|||||||||||||
|
|
(наименование темы) |
|
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
Отметка о зачёте |
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
(дата) |
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
Руководитель |
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
(должность) |
|
(подпись) |
|
(и.,о., фамилия) |
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
(дата) |
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
Архангельск |
|
|||||||||||||||
|
2012 |
|
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Министерство образования и науки Российской Федерации федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Северный (Арктический) федеральный университет имени М.В. Ломоносова» |
||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||
|
(наименование кафедры) |
|
||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||
|
ЗАДАНИЕ НА РАСЧЁТНО-ГРАФИЧЕСКУЮ РАБОТУ |
|
||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||
|
по |
|
||||||||||||||||||||||||||||
|
|
Управление данными |
|
|||||||||||||||||||||||||||
|
студенту |
(наименование дисциплины) |
|
|||||||||||||||||||||||||||
|
|
ИИиКТ |
факультета |
2 |
курса |
3 |
группы |
|
||||||||||||||||||||||
|
(фамилия, имя, отчество студента) |
|
||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||
|
ТЕМА: |
|
||||||||||||||||||||||||||||
|
|
Синтез управляющего устройства |
|
|||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||
|
ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ: |
|
||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||
|
Срок проектирования с |
|
||||||||||||||||||||||||||||
|
Руководитель проекта |
« |
|
» |
|
2012 г. по |
« |
|
» |
|
2012 г. |
|
||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||
|
|
|
(должность) |
|
(подпись) |
|
(и.,о., фамилия) |
|
||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ЛИСТ ЗАМЕЧАНИЙ
СОДЕРЖАНИЕ
ЗАДАНИЕ 5
1 СУММИРУЮЩИЙ ДВОИЧНЫЙ СЧЕТЧИК 9
Вычисление количества триггеров
Формирование таблицы истинности
Формирование таблицы переходов
Формирование управляющих воздействий
Формирование минимальных уравнений
Формирование принципиальной схемы
2 Логическое устройство с 3-мя выходами 10
2.1 Формирование таблицы истинности
2.2 Формирование минимальных уравнений
2.3 Построение принципиальной схемы
3 Генератор кодов 11
-
Вычисление количества триггеров
Формирование таблицы истинности
Формирование таблицы переходов
Формирование управляющих воздействий
Формирование минимальных уравнений
Формирование принципиальной схемы
4 УПРАВЛЯЮЩИЙ АВТОМАТ 12
-
Вычисление количества триггеров
Формирование таблицы истинности
Формирование таблицы переходов
Формирование управляющих воздействий
Формирование минимальных уравнений
Формирование принципиальной схемы
5 МУЛЬТИПЛЕКСОР 13
6 Полная схема управляющего устройства 13
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 13
ЗАДАНИЕ
Синтезировать принципиальную схему управляющего устройства, обеспечивающую передачу псевдослучайной последовательности на выход У1, для формирования последовательности использовать следующие устройства:
Суммирующий счетчик – предназначен для преобразования базового сигнала в цифровую последовательность от 0 до 7,
Логическое устройство с 3-мя выходами обеспечивающее корректную работу. Таблицу истинности работы логического устройства должна содержать одну «1» в строке Уi,
Генератор кодов – устройство, формирующее псевдослучайную последовательность для переключения управляющего автомата,
Управляющий автомат. Сформировать граф переключений с выбранной логикой работы, формирующий 4 исходных сигнала.
Мультиплексор из 8 в 1. На информационные вход поступают сигналы из генератора кодов, на разрешающий и адресные входы поступают сигналы из управляющего автомата.
Элементы схемы представлены на Рисунке 1.
Логику формирования адресных сигналов, логических уравнений, адресных входов и входов разрешения сформировать по своему усмотрению.
Рисунок 1 – Схема управляющего устройства
Суммирующий двоичныЙ счетчик
Вычисление количества триггеров
Реализация данного суммирующего счетчика выполняется на трёх триггерах так как восемь импульсов составляют последовательность от нуля до семи, следовательно, 710 = 1112.
Формирование таблицы истинности
Составим таблицу истинности переключений триггеров.
Таблица 3 – Таблица истинности переключений триггеров
-
Код
Текущее состояние триггеров
Код
Последующее состояние триггеров
Т3
Т2
Т1
Т3
Т2
Т1
0
0
0
0
1
0
0
1
1
0
0
1
2
0
1
0
2
0
1
0
3
0
1
1
3
0
1
1
4
1
0
0
4
1
0
0
5
1
0
1
5
1
0
1
6
1
1
0
6
1
1
0
7
1
1
1
7
1
1
1
0
0
0
0
Формирование таблицы переходов
Таблица переходов отображает формирование требуемых управляющих сигналов, поступающих на входы триггеров, под воздействием которых на выходах счетчика создаются логические уровни, требуемые таблицей переключений.
Составим таблицу переходов
Таблица 4 – Таблица переходов
Триггер |
Управляющие сигналы |
Последовательность переходов триггеров |
|||||||
0 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
||
Т3 |
Установка |
|
|
|
↑ |
→ |
→ |
→ |
|
Сброс |
→ |
→ |
→ |
|
|
|
|
↓ |
|
Т2 |
Установка |
|
↑ |
→ → → |
|
|
↑ |
→ → → |
|
Сброс |
→ |
|
|
↓ |
→ |
|
|
↓ |
|
Т1 |
Установка |
↑ |
|
↑ |
|
↑ |
|
↑ |
|
Сброс |
|
↓ |
|
↓ |
|
↓ |
|
↓ |
Формирование управляющих воздействий
Уравнения управляющих воздействий:
J3 = 34567 K3 = 01237
J2 = 123567 K2 = 013457
J1 = 01234567 K1 = 01234567
Формирование минимальных уравнений
Управляющие уравнения необходимо представить в минимальной форме, для их формирования используются карты Карно.
Для формирования минимальных функций используем карты Карно
Таблица 5 – Карты Карно
|
Q2 |
Q2 |
Q2 |
Q2 |
|
|
Q2 |
Q2 |
Q2 |
Q2 |
|
|
Q2 |
Q2 |
Q2 |
Q2 |
Q1 |
- |
1 |
0 |
- |
|
Q1 |
1 |
- |
- |
0 |
|
Q1 |
- |
- |
1 |
1 |
Q1 |
- |
0 |
0 |
- |
|
Q1 |
0 |
- |
- |
0 |
|
Q1 |
- |
- |
0 |
0 |
|
Q3 |
Q3 |
Q3 |
Q3 |
|
|
Q3 |
Q3 |
Q3 |
Q3 |
|
|
Q3 |
Q3 |
Q3 |
Q3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Q2 |
Q2 |
Q2 |
Q2 |
|
|
Q2 |
Q2 |
Q2 |
Q2 |
|
|
Q2 |
Q2 |
Q2 |
Q2 |
Q1 |
1 |
1 |
- |
- |
|
Q1 |
- |
- |
- |
- |
|
Q1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
Q1 |
0 |
0 |
- |
- |
|
Q1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
|
Q1 |
- |
- |
- |
- |
|
Q3 |
Q3 |
Q3 |
Q3 |
|
|
Q3 |
Q3 |
Q3 |
Q3 |
|
|
Q3 |
Q3 |
Q3 |
Q3 |
На основании выделенных областей в таблице 5 сформированы минимальные уравнения:
J3 = Q1Q2 K3 = Q1Q2
J2 = Q1 K2 = Q1
J1 = 1 K1 = 1
Формирование принципиальной схемы
Построим схему генератора кодов, на основе JK – триггеров. Схема представлена на Рисунке 3.
Рисунок 3 – Схема генератора кодов
Логическое устройство с 3-мя выходами
Формирование таблицы истинности
Количество входных параметров определено предыдущим устройством. На вход подается 3 параметра. В соответствии с условием, логическое устройство имеет три выходных функции, каждая из которых в своем составе имеет только одну единицу.
Построим таблицу истинности данного устройства (Таблица 1).
Таблица 1 – Таблица истинности ЛУ
Аргументы и функции |
Сочетания аргументов и соответствующие им значения функций |
Весовой коэффициент |
||||||||
0 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
|||
Q2 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
1 |
1 |
1 |
4 |
|
Q1 |
0 |
0 |
1 |
1 |
0 |
0 |
1 |
1 |
2 |
|
Q0 |
0 |
1 |
0 |
1 |
0 |
1 |
0 |
1 |
1 |
|
Y1 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|
|
Y2 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|
|
Y3 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
|