Содержание

Постановка задачи 2

Структура автомата 3

Синтез счетчика 5

Синтез входного КЦУ 9

Синтез кодопреобразователя 11

Общая схема автомата 17

Итоговая схема 18

Заключение 19

Список используемой литературы 20

Вариант №5.

Тема: Проектирование цифрового автомата.

Постановка задачи:

Требуется спроектировать цифровой автомат, формирующий четырехразрядный код на заданном числе тактов. В основе автомата используются четыре триггера указанного в задании типа. На выходе цифрового автомата используется два сегментных светодиодных индикатора для отображения цифровых значений, в результате на каждом такте код, сформированный в автомате должен выводиться на индикатор. На автомат подается сигнал синхронизации, задающий смену тактов, и 3 входных сигнала (х1, х2, х2), определяющий один из трех режимов работы автомата:

• Установку начального состояния

• Приостановку работы

• Функционирование со сменой состояний

Десятичные значения последовательности состояния счетчика:

7, 6, 5, 3, 2, 1, 14, 13, 12, 11, 10, 9, 8

Тип триггера: JK

Установка начального состояния: 0, 3, 5

Приостановка работы: 2, 4, 6

Смена состояния: 1, 7

В структуре цифрового автомата можно выделить следующие составляющие:

1. Входное КЦУ, которое обеспечивает работу соответствующих режимов в зависимости от комбинации сигналов х1, х2, х3.

2. КЦУ счетчика, которое обеспечивает заданный порядок смены состояний. Порядок смены состояний определяется вариантом задания.

3. Элементы памяти в виде четырех триггеров указанного в задании типа.

4. Кодопреобразователь, который обеспечивает преобразование четырехразрядных входов с выходов каждого из триггера в входы, подаваемые на индикаторы.

5. Индикаторы. В этих индикаторах активными значениями входных сигналов являются нули.

Структура автомата

Автомат представляет из себя, пересчетное устройство, состоящее из четырех JK триггеров. Количество триггеров выбрано по максимальному значению пересчета 15 (в двоичной системе счисления 1111, т.е четырехразрядное двоичное число).

Таблица переключений JK триггера:

Q	Q+	J	K
0	1	0	Ф
0	1	1	Ф
1	0	Ф	1
1	1	Ф	0

На функциональных схемах JK триггер изображается:

J,K- информационные входы; С- синхровход; PRN- вход установки в 1; CLRN - вход установки в 0; Q- Выход

Синтез счетчика

Для синтеза счетчика заданы десятичные значения последовательности состояний формирующихся на выходах пересчетного устройства:

7, 6, 5, 3, 2, 1, 14, 13, 12, 11, 10, 9, 8

Таблица переключения устройства:

Состояния выходов до переключения

Состояние выходов после переключения

Состояние входного сигнала JK

№	Q4	Q3	Q2	Q1	Q+4	Q+3	Q+2	Q+1	J4	K4	J3	K3	J2	K2	J1	K1
7	0	1	1	1	0	1	1	0	0	Ф	Ф	0	Ф	0	Ф	1
6	0	1	1	0	0	1	0	1	0	Ф	Ф	0	Ф	1	1	Ф
5	0	1	0	1	0	0	1	1	0	Ф	Ф	1	1	Ф	1	0
3	0	0	1	1	0	0	1	0	0	Ф	0	Ф	Ф	0	0	1
2	0	0	1	0	0	0	0	1	0	Ф	0	Ф	Ф	1	1	Ф
1	0	0	0	1	1	1	1	0	1	Ф	1	Ф	1	Ф	Ф	1
14	1	1	1	0	1	1	0	1	Ф	0	Ф	0	Ф	1	1	Ф
13	1	1	0	1	1	1	0	0	Ф	0	Ф	0	0	Ф	Ф	1
12	1	1	0	0	1	0	1	1	Ф	0	Ф	1	1	Ф	1	Ф
11	1	0	1	1	1	0	1	0	Ф	0	0	Ф	Ф	0	Ф	1
10	1	0	1	0	1	0	0	1	Ф	0	0	Ф	Ф	Ф	1	Ф
9	1	0	0	1	1	0	0	0	Ф	0	0	Ф	0	Ф	Ф	1
8	1	0	0	0	0	1	1	1	Ф	1	1	Ф	1	Ф	1	Ф

С помощью карт Карно составим функции состояния входов J4, K4, J3, K3, J2, K2, J1, K1

J4

Q2Q3 Q4Q3	00	01	11	10
00	Ф	1	0	0
01	Ф	0	0	0
11	Ф	Ф	Ф	Ф
10	Ф	Ф	Ф	Ф

J4=nQ₂nQ₃

K4

Q2Q3 Q4Q3	00	01	11	10
00	Ф	Ф	Ф	Ф
01	Ф	Ф	Ф	Ф
11	0	0	Ф	0
10	1	0	0	0

K4=nQ₂nQ₁nQ₃

J3

Q2Q3 Q4Q3	00	01	11	10
00	Ф	1	0	0
01	Ф	Ф	Ф	Ф
11	Ф	Ф	Ф	Ф
10	1	0	0	0

J3=nQ₂nQ₁v nQ₂nQ₄

K3

Q2Q3 Q4Q3	00	01	11	10
00	Ф	Ф	Ф	Ф
01	Ф	1	0	0
11	1	0	Ф	0
10	Ф	Ф	Ф	Ф

K3=nQ₂nQ₁v nQ₂nQ₄

J2

Q2Q3 Q4Q3	00	01	11	10
00	Ф	1	Ф	Ф
01	Ф	1	Ф	Ф
11	1	0	Ф	Ф
10	1	0	Ф	Ф

J2=nQ₁v nQ₄

K2

Q2Q3 Q4Q3	00	01	11	10
00	Ф	Ф	0	1
01	Ф	Ф	0	1
11	Ф	Ф	Ф	1
10	Ф	Ф	0	Ф

K2=nQ₁

J1

Q2Q3 Q4Q3	00	01	11	10
00	Ф	Ф	0	1
01	Ф	1	Ф	1
11	1	Ф	Ф	1
10	1	Ф	Ф	1

J1=nQ₁v Q₃

K1

Q2Q3 Q4Q3	00	01	11	10
00	Ф	1	1	Ф
01	Ф	0	1	Ф
11	Ф	1	Ф	Ф
10	Ф	1	1	Ф

K1=Q₂v nQ₃vQ₄

Схема счетчика