Зміст

1 Вступ

2. Загальна частина

   1. Загальні поняття та комбінаційні пристрої

   2. Загальні поняття про синтез комбінаційних пристроїв

   3. Поняття Булевої алгебри

   4. Мінімізація

2.5 Побудова схем на базі логічних функцій

2. Розрахункова частина

   1. Перехід від таблиці істинності до аналітичного виразу

   2. Мінімізація логічної функції до тупикового виразу

   3. Запис тупикового виразу функції в базисах І-НЕ та АБО-НЕ

   4. Вибір схеми з найменшою кількістю логічних елементів

   5. Визначення оптимального варіанту для технічної реалізації

   6. Виконання основних розрахунків одержаного пристрою

Висновок

2. Правила техніки безпеки

   1. Загальна техніка безпеки

   2. Вимоги

3. Протипожежна безпека

4. Література

1 Вступ

Метою виконання курсового проекту є проектування структурної та принципової електричної схеми комбінаційного притрою.

Комбінаційний цифровий автомат – це схема, що складається з логічних елементів, яка реалізовує певну логічну функцію. Логічний елемент - це електронний пристрій, що реалізує одну з логічних операцій. Логічні елементи являють собою електронні пристрої, у яких оброблювана інформація закодована у вигляді двійкових чисел, відображуваних напругою (сигналом) високого і низького рівня.

Початковий етап роботи являє собою визначення ДДНФ та ДКНФ заданої логічної функції з подальшою її мінімізацією. Наступним етапом є приведення функції до певного базису (І-НІ або АБО-НІ). На основі отриманого виразу будується структурно-логічна схема комбінаційного пристрою. Далі слідує етап схемотехнічного проектування. На даному етапі обираються серії та типономінали цифрових інтегральних мікросхем, на яких буде реалізовано комбінаційний пристрій. Також на даному етапі розробляється та оптимізується принципова електрична схема. Останнім, завершальним етапом є етап, на якому визначаються показники надійності.

Мета курсового проекту: формування і поглиблення знань у студентів з напівпровідникових приладів, їхніх інтегральних та корпусних виконань, вивчення принципів будови основних електронних пристроїв та логічних елементів електроніки із областю їх застосування.

Також студент має закріпити знання шляхом проектування та побудови електронного пристрою, ознайомитися з ГОСТами Єдиної Системи Конструкторської Документації (ЄСКД), Міжнародною системою одиниць, спеціальною технічною літературою. Таким чином, виконуючи курсовий проект, студент готується до самостійної роботи по своїй спеціальності.

2. Загальна частина

2.1 Загальні поняття та комбінаційні пристрої

Комбінаційний пристрій - це пристрій, в якому вихідний сигнал формується тільки по комбінації вхідних сигналів(попередній стан їх не цікавить).

Кожен комбінаційний пристрій працює у позиційній двійковій системі числення.

Система числення – це сукупність правил для запису дійсних чисел за допомогою цифрових знаків. Позиційна система числення – це така система числення, в котрій значення або вага знаку залежить від позиції в числі.

Основою двійкової системи числення є число 2. Складається з цифр 0 і 1.

Найбільш широко для обробки інформації використовуються наступні комбінаційні цифрові пристрої: мультиплексори, демультиплексори, шифратори, дешифратори, перетворювачі кодів, суматори, схеми порівняння двійкових чисел, перемножувачі та ін. Розглянемо їх: Mультіплексор

Мультиплексор дозволяє передавати сигнал з одного з входів на вихід; при цьому вибір бажаного входу здійснюється подачею відповідної комбінації керуючих сигналів.

Пояснимо роботу мультиплексора.

Якщо на дозволяючий вхід подати логічну одиницю V=1 , то на одному вході кожного ЛЕ І буде присутній логічний нуль і на виході цих елементів, а також на виході елемента АБО, буде також логічний нуль (F=0). В разі, коли V=0, будь-які комбінації на адресних входах В і А створюють умови, при яких на входах трьох логічних елементів І присутні логічні нулі, а стан четвертого ЛЕ І визначається сигналом на інформаційному вході. Такий же сигнал буде на виході мультиплексора. Наприклад, війкове число 10 на адресних входах забезпечує селекцію шини D₂ , тобто F=D₂ . Випускаються мікросхеми мультиплексорів з 2-ма , 4-ма , 8-ма , 16-ма інформаційними входами.Пристрій, протилежне мультиплексору за своєю функцією, називається демультиплексори.

Демультиплексори

Інші пристрої, що у функціональному відношенні протилежні мультиплексорам називаються демультиплексорами. У демультиплексорах сигнали з одного інформаційного входу розподіляються у бажаній послідовності по декількох виходах. Вибір потрібної вихідної шини, як і в мультиплексорах, забезпечується кодом на адресних входах.

Демультиплексори використовують в якості розподільників інформаційних сигналів і синхроімпульсів, для організації адресної логіки в пристроях пам’яті та ін.

Шифратори

Шифратори призначені для перетворення чисел поданих у одиничній позиційній системі числення у двійкове число.

В одиничній позиційній системі числення натуральне число N зображається одиницею у N-ому розряді, в той час як у решті розрядів стоять нулі. Наприклад число 9 зображується 100000000.

В таблиці істинності наведена відповідність між вхідним одиничним позиційним кодом і двійковим кодом перших десяти чисел. Кожен розряд вихідного двійкового коду залежить від усіх розрядів вхідного коду і тому є логічною (булевою) функцією змінних Х₀ , Х₁ , Х₂ , ... , Х9, тобто:

Q_i = f (Х0 ,Х1 ,Х2 , ... , Х9).

Дешифратори

Дешифратор – це комбінаційний пристрій, що перетворює числа із двійкової системи числення в одиничну позиційну систему числення. Дешифратор має число входів, яке дорівнює значності прийнятого кода, і число виходів, рівне можливому числу кодових комбінацій.

Дешифратор виробляє одиничний (або нульовий) сигнал на відповідному виході тільки у тому випадку, якщо на входи поступає код числа, відповідний номеру цього виходу. У таблиці істинності наведена відповідність між числами у двійковому коді і одиничній позиційній системі числення. В разі n-розрядного вхідного коду, число кодових комбінацій на виході може бути 2 ⁿ . Якщо число виходів дорівнює 2 ⁿ, то дешифратор називається повним , а якщо число виходів < 2 ⁿ , то – неповним. Кожний вихід дорівнює одиниці тільки на одному наборі вхідних змінних.

Суматори

Суматори – це комбінаційні пристрої, призначені для додавання двох чисел представлених у двійковому коді.

По характеру дії суматори можуть бути комбінаційними (без пам’яті) і накопичувальними (запам’ятовуючі). По способу додавання суматори діляться на послідовні і паралельні. Додавання чисел в послідовних суматорах відбувається порозрядно послідовно в часі. В суматорах паралельного типу додавання усіх розрядів багаторозрядних чисел відбувається одночасно. Багаторозрядні суматори (як послідовні, так і паралельні) складаються з однорозрядних суматорів. Однорозрядні суматори можуть бути з двома і з трьома входами. Двовходові схеми додавання називаються напівсуматорами, а тривходові – повними суматорами.