Міністерство освіти й науки України
Одеський національний політехнічний університет
МЕТОДИЧНІ ВКАЗІВКИ
ТА ЗАВДАННЯ ДЛЯ ВИКОНАННЯ РОЗРАХУНКОВО-ГРАФІЧНОЇ РОБОТИ З ДИСЦИПЛІНИ
“ОСНОВИ ЕЛЕКТРОНІКИ”
Одеса ОНПУ
2005
Міністерство освіти й науки України
Одеський національний політехнічний університет
МЕТОДИЧНІ ВКАЗІВКИ
ТА ЗАВДАННЯ ДЛЯ ВИКОНАННЯ РОЗРАХУНКОВО-ГРАФІЧНОЇ РОБОТИ З ДИСЦИПЛІНИ
“ОСНОВИ ЕЛЕКТРОНІКИ”
для студентів спеціальностей 7. 091302
заочної форми навчання
Затверджено
на засіданні кафедри
“Інформаційних систем”
Протокол № 7 від 21.03.2004 р.
Одеса ОНПУ 2005
Методичні вказівки та завдання для виконання розрахунково-графічної роботи з дисципліни “Основи електроніки” для студентів спеціальності
7. 091302. /Укл.: О.В. Глазєва, А.О.Ніколенко - Одеса: ОНПУ, 2005. - 16 с.
Укладачі: О.В. Глазєва
А.О. Ніколенко
кандидати техн. наук, доценти
1.Загальні вказівки.
Мета розрахунково-графічної роботи: оволодіти принципами логічного проектування вузлів цифрових обчислювальних пристроїв (ЦОП).
Виконання розрахунково-графічної роботи складається з розв’язання одного завдання.
У процесі виконання роботи студенти здобувають навички логічного синтезу табличним методом цифрового обчислювального пристрою (ЦОП), що складається з лічильника і дешифратора; складають таблиці функціонування синтезованого лічильника, прикладні і характеристичні таблиці тригерів; будують набір карт Карно і проводять мінімізацію логічних функцій по кожному входу кожного тригера лічильника, будують схему ЦОП і його часові діаграми.
2. Короткі теоретичні відомості
На практиці нерідко виникає завдання розробки керуючих сигналів при довільному порядку проходження кодів цих сигналів. Довільний порядок завдання можна здійснити за допомогою лічильника з довільним порядком рахунку, а виробіток керуючих сигналів або, іншими словами, дешифровку кодів - за допомогою дешифратора. Таким чином, завдання логічного синтезу подібного пристрою розпадається на синтез лічильника з довільним порядком рахунку й синтез дешифратора.
Дешифратори
Пристрої, що перетворюють один різновид коду в інший, називається перетворювачами кодів. Наприклад, існують пристрої, що перетворюють прямий двійковий код у зворотний і додатковий коди, двійковий або десятковий код - в код семисегментного індикатора та ін. Шифратори і дешифратори також відносяться до перетворювачів кодів.
Для перетворення двійкових чисел у десяткові використовують дешифратори. На їх входи подаються двійкові числа, а виходи послідовно нумеруються десятковими числами. При подачі на входи двійкового числа з'являється сигнал на певному виході, номер якого відповідає вхідному числу.
На
рис.1 показано умовне зображення
дешифратора (DC-від слова DECODER).
Ліворуч - входи, на яких відзначені вагові коефіцієнти двійкового коду. Праворуч - виходи, пронумеровані десятковими числами
Рис.1 При певній комбінації вхідного коду на одному певному виході утвориться рівень логічної 1.
Дешифратор може мати парафазні входи для подачі прямих сигналів та їхніх інверсій. За способом побудови розрізняють лінійні й прямокутні дешифратори.
Лінійний дешифратор
Розглянемо побудову дешифратора, що здійснює перетворення, яке задано наступною таблицею істинності (Таблиця 1).
Значення вихідних змінних визначаються наступними логічними виразами:
і
т. д.
Таблиця 1
Вхідний код 8421 |
Номер виходу |
|||
Х8 |
Х4 |
Х2 |
Х1 |
|
0 |
0 |
0 |
0 |
Y0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
Y1 |
0 |
0 |
1 |
0 |
Y2 |
0 |
0 |
1 |
1 |
Y3 |
0 |
1 |
0 |
0 |
Y4 |
0 |
1 |
0 |
1 |
Y5 |
0 |
1 |
1 |
0 |
Y6 |
0 |
1 |
1 |
1 |
Y7 |
1 |
0 |
0 |
0 |
Y8 |
1 |
0 |
0 |
1 |
Y9 |
За наведеними формулами будуємо схему дешифратора (див. додаток 1).
Прямокутний дешифратор
Розглянемо принцип побудови прямокутного дешифратора на прикладі дешифратора з 4 входами й 16 виходами. Розіб'ємо вхідні змінні Х8, Х4, Х2, Х1 на 2 групи по 2 змінні в кожній: Х8, Х4 і Х2, Х1.
Кожну пару змінних використовуємо в якості вхідних змінних окремого лінійного дешифратора на 4 виходи.
Виходи лінійних дешифраторів визначаються наступними формулами:
Ці дешифратори виконують функції першого ступеня дешифратора.
Вихідні змінні Z0, Z1, ..., Z15 прямокутного дешифратора можна представити логічними виразами, використовуючи в них як аргументи вихідні змінні Y0, ..., Y3 та U0, ..., U3 лінійних дешифраторів.
Ці функції виконуються в окремому дешифраторі другого ступеня (матричному), що складається із двовхідних елементів.
Рис.2
На рис.2 показане умовне зображення двоступінчатого дешифратора, де дві групи входів другого ступеня служать для підключення до виходів двох попередніх ступенів дешифрації.
Приклад схеми прямокутного дешифратора показаний у додатку 2. Можуть бути побудовані прямокутні дешифратори із числом ступенів більшим, ніж 2.