Міністерство освіти і науки, молоді та спорту України

Національний авіаційний університет

Київський радіомеханічний коледж

ЗАТВЕРДЖУЮ

заступник директора з НМР

______________М.М. Коваленко

“_____” ______________ 20____р.

ПРОЕКТУВАННЯ ЦИФРОВИХ ПРИСТРОЇВ

Методичні рекомендації до курсового проектування з предмету

“Комп’ютерна схемотехніка” студентами спеціальності

5.05010201 “Обслуговування комп’ютерних систем та мереж”

Методичний контроль

завідуючий методичним кабінетом (методист)

_______________ Л.В. Смарчевська

“_____” ______________ 20____р.

РОЗГЛЯНУТО ТА СХВАЛЕНО

на засіданні ЦМК

Автоматики і обчислювальної техніки

“_____” ______________ 20____р.

протокол №__________

Голова ЦМК _______________ В.М.Новиченко

Розробив

викладач

___________ Черняхівський Ю.В.

“_____” ______________ 20____р.

Київ 2011

ЗМІСТ

Вступ 3

1 Завдання на курсовий проект 3

2 Зміст курсового проекту 7

3 Стислі теоретичні відомості 9

3.1 Проектування комбінаційних схем 9

3.2 Мінімізація перемикальних функцій 15

3.3 Розробка операційних схем обчислювальних пристроїв та мікроалгоритмів

виконання операцій 16

3.4 Проектування керуючих автоматів 22

3.5 Реалізація операції множення двійкових чисел 29

3.6 Реалізація операції ділення двійкових чисел 31

4 Приклади проектування цифрових пристроїв 34

4.1 Проектування пристрою відображення символів на семисегментному

індикаторі 34

4.2 Проектування керуючого автомата, який забезпечує управління

обчислювальним пристроєм, що реалізує операцію множення 37

4.3 Проектування керуючого автомата, який забезпечує управління

обчислювальним пристроєм, що реалізує операцію ділення 47

5 Перелік посилань 60

Додаток А

2

ВСТУП

Кусовий проект з дисципліни ”Комп’ютерна схемотехніка” виконується за

індивідуальним завданням і є самостійною роботою студента. Вона призначена для розширення,

скріплення, узагальнення і практичного застосування знань, умінь та навичок, отриманих

студентом при вивченні курсу. У процесі виконання проекту студент повинний також навчитися

користуватися довідковою літературою і вивчити процес створення проектно-конструкторської

документації відповідно до діючих стандартів.

1 Завдання на курсовий проект

1.1 Вивчити методи синтезу логiчних (комбiнацiйних) схем в заданому елементному базисі,

визначення складності комбінаційних схем. Згідно свого варіанту побудувати комбінаційні

схеми, що реалізують перемикальні функції в заданому елементному базисі, для чого виконати

таку послідовність дій:

1.1.1 Привести символи у вигляді семисегментного індикатору;

1.1.2 Скласти таблицю істинності для сегментів індикатору;

1.1.3 За допомогою таблиці істинності та діаграм Вейча записати функції сегментів в

мінімальній діз’юнктивній нормальній формі (МДНФ);

1.1.4 Накреслити схеми для функцій сегментів в заданому базисі логічних елементів,

представлених в МДНФ;

1.1.5 За допомогою таблиці істинності та діаграм Вейча записати функції сегментів в

мінімальній кон’юнктивній нормальній формі (МКНФ);

1.1.6 Накреслити схеми для функцій сегментів в заданому базисі логічних елементів,

представлених в МКНФ;

1.1.7 Оцінивши складність схем по Квайну, накреслити спільну схему заданих виразів.

Таблиця 1.1.1 - Варіанти завдань для побудови пристрою відображення символів на

семисегментному індикаторі

№

Цифрова

Літерна

Логічний базис

варіан-

частина частина

ту

1

2

3

4

00

56789

АLЗГІ

І-НЕ

01

36012

ВГІеF

І,АБО,НЕ

02

01234

РСУFЬ

АБО-НЕ

03

12345

ЕLНОП

І,АБО,НЕ

04

21378

РСУЧЬ

І-НЕ

05

23456

FLUІe

І,АБО,НЕ

06

74901

АБВГh

АБО-НЕ

07

34567

hРУОe

І,АБО,НЕ

08

27854

ЕЗНеП

І-НЕ

09

45678

АРEhF

І,АБО,НЕ

10

47890

БСЗLР

АБО-НЕ

11

01256

РЗULF

І-НЕ

12

89054

РСУЧЬ

І,АБО,НЕ

13

63490

АГЗПУ

І-НЕ

14

76043

ЬеFUL

АБО-НЕ

15

43120

ІПЬАЕ

І,АБО,НЕ

16

75901

ВУНUЕ

І-НЕ

17

34710

ОLЕSУ

АБО-НЕ

18

89012

ГЧАSЕ

І-НЕ

19

57820

РУЬLS

І,АБО,НЕ

20

34576

FLUІe

АБО-НЕ

21

90623

ІЬІІeF

І,АБО,НЕ

22

04521

РНУUГ

І,АБО,НЕ

23

59021

hРУОe

АБО-НЕ

24

06173

ГОАSІ

АБО-НЕ

3

25

73120

АЕРFe

І-НЕ

26

24680

АСНSe

І,АБО,НЕ

27

43586

IhHA3

І-НЕ

28

34621

ГЧАSЕ

АБО-НЕ

29

46801

РЗULF

І,АБО,НЕ

30

03267

БLЕГU

І,АБО,НЕ

31

67523

АСНSe

АБО-НЕ

32

54921

ЬеFUL

І,АБО,НЕ

33

61209

ЧЬLЕh

І-НЕ

34

39508

БРhУF

АБО-НЕ

35

47168

ВУНUЕ

І,АБО,НЕ

36

87402

FЕБІН

АБО-НЕ

37

13579

ВЕАeО

І-НЕ

38

59247

НОПLІ

АБО-НЕ

39

76890

ІЬІІeF

І-НЕ

40

90743

ВГІеF

І-НЕ

41

56749

АLЗГІ

І,АБО,НЕ

42

01534

РСУFЬ

І,АБО,НЕ

43

78634

БРhУF

І-НЕ

44

56789

РСУЧЬ

АБО-НЕ

45

69205

IhHA3

І,АБО,НЕ

46

50643

АРEhF

І-НЕ

47

56723

ВЕАeО

І,АБО,НЕ

48

01294

ЕЗНеП

АБО-НЕ

49

67421

ЕLНОП

І-НЕ

50

70325

ЬеFUL

І-НЕ

51

06743

ЧЬLЕh

І,АБО,НЕ

52

51739

АБВГh

І-НЕ

53

35467

РЗULF

АБО-НЕ

54

89012

НОПLІ

І-НЕ

55

06284

FLUSe

І,АБО,НЕ

56

56391

РНУUГ

І-НЕ

57

95261

eОLУh

І-НЕ

58

73081

РУЬLS

АБО-НЕ

59

23456

hАРЕF

І,АБО,НЕ

60

86453

ВУНUЕ

АБО-НЕ

61

78941

ОLЕSУ

І,АБО,НЕ

62

41095

БLЕГU

АБО-НЕ

63

70421

ІПЬАЕ

АБО-НЕ

64

34891

БСЗLР

І,АБО,НЕ

65

90123

РУЬLS

І-НЕ

66

14679

АГЗПУ

АБО-НЕ

67

60172

ГОАSІ

І,АБО,НЕ

68

08541

hАРЕF

І-НЕ

69

07832

АБВГh

І,АБО,НЕ

70

45780

FЕБІН

І-НЕ

71

35278

ЕЗНеП

І,АБО,НЕ

72

74025

IhHA3

І-НЕ

73

81509

ВЕАeО

АБО-НЕ

74

34521

БРhУF

І.АБО,НЕ

75

56891

АЕРFe

АБО-НЕ

76

47902

БЗСLВ

І-НЕ

77

78013

РНУUГ

АБО-НЕ

78

36401

ОLЕSУ

І-НЕ

79

54213

ІЬІІeF

АБО-НЕ

80

79346

ГОАSІ

І-НЕ

81

65490

НОПLІ

І,АБО,НЕ

82

78902

ЧЬLЕh

АБО-НЕ

83

05821

eОLУh

І,АБО,НЕ

84

43678

АСНSe

І-НЕ

85

54378

АРEhF

АБО-НЕ

86

90712

FЕБІН

І,АБО,НЕ

4

87

80456

ІПЬАЕ

І-НЕ

88

40257

АГЗПУ

І,АБО,НЕ

89

94278

eОLУh

АБО-НЕ

90

13587

ГЧАSЕ

І,АБО,НЕ

91

01693

АЕРFe

І,АБО,НЕ

92

01395

БLЕГU

І-НЕ

93

97632

hАРЕF

АБО-НЕ

94

56487

FLUSe

І-НЕ

95

45790

ВГІеF

АБО-НЕ

96

06423

hРУОe

І-НЕ

97

56789

АLЗГІ

АБО-НЕ

98

01234

РСУFЬ

І-НЕ

99

12345

ЕLНОП

АБО-НЕ

2 Виконати структурний синтез і побудувати функціональну схему автомата, що забезпечує

керування обчислювальним пристроєм, що реалізує задану арифметичну операцію (множення

або дiлення двох двiйкових чисел), для чого виконати таку послідовність дій:

1.2.1 Побудова функціональної схеми обчислювального пристрою, що виконуватиме задану

операцію;

1.2.2 Побудова змістовного алгоритму виконання операції;

1.2.3 Складання графічної схеми алгоритму (ГСА) роботи керуючого автомату;

1.2.4 Кодування та розмітка ГСА роботи керуючого автомату ( Мілі, Мура);

1.2.5 Побудова графу роботи керуючого автомата (Мілі, Мура);

1.2.6 Кодування станів керуючого автомату;

1.2.7 Вибір елементарних автоматів (тригерів) та запис їх матриць переходів;

1.2.8 Побудова структурної таблиці керуючого автомата (Мілі, Мура);

1.2.9 Запис та мінімізація перемикальних функцій (ПФ) вихідних керуючих сигналів;

1.2.10 Запис та мінімізація ПФ збудження елементарних автоматів.

Таблиця 1.2.1 - Варіанти завдань для побудови керуючого цифрового автомату

№ ва- Опе-

Модель

Тип елементу

Тип логічних елементів

ріан- рація автомата пам’яті (тригер)

ту

Мілі-1

Мура-2

1

2

3

4

5

00

*

1

D

І-НЕ

01

*

2

D

І-НЕ

02

/

1

D

І-НЕ

03

/

2

D

І-НЕ

04

*

1

T

І-НЕ

05

*

2

T

І-НЕ

06

/

1

T

І-НЕ

07

/

2

T

І-НЕ

08

*

1

JK

І-НЕ

09

*

2

JK

І-НЕ

10

/

1

JK

І-НЕ

11

/

2

JK

І-НЕ

12

*

1

RS

І-НЕ

13

*

2

RS

І-НЕ

14

/

1

RS

І-НЕ

15

/

2

RS

І-НЕ

16

*

1

D

АБО-НЕ

17

*

2

D

АБО-НЕ

18

/

1

D

АБО-НЕ

19

/

2

D

АБО-НЕ

20

*

1

T

АБО-НЕ

5

21

*

2

T

АБО-НЕ

22

/

1

T

АБО-НЕ

23

/

2

T

АБО-НЕ

34

*

1

JK

АБО-НЕ

25

*

2

JK

АБО-НЕ

26

/

1

JK

АБО-НЕ

27

/

2

JK

АБО-НЕ

28

*

1

RS

АБО-НЕ

29

*

2

RS

АБО-НЕ

30

/

1

RS

АБО-НЕ

31

/

2

RS

АБО-НЕ

32

*

1

D

І,АБО,НЕ

33

*

2

D

І,АБО,НЕ

34

/

1

D

І,АБО,НЕ

35

/

2

D

І,АБО,НЕ

36

*

1

T

І,АБО,НЕ

37

*

2

T

І,АБО,НЕ

38

/

1

T

І,АБО,НЕ

39

/

2

T

І,АБО,НЕ

40

*

1

JK

І,АБО,НЕ

41

*

2

JK

І,АБО,НЕ

42

/

1

JK

І,АБО,НЕ

43

/

2

JK

І,АБО,НЕ

44

*

1

RS

І,АБО,НЕ

45

*

2

RS

І,АБО,НЕ

46

/

1

RS

І,АБО,НЕ

47

/

2

RS

І,АБО,НЕ

48

*

1

D та T

І-НЕ

49

*

2

D та T

І-НЕ

50

/

1

D та T

І-НЕ

51

/

2

D та T

І-НЕ

52

*

1

D та JK

І-НЕ

53

*

2

D та JK

І-НЕ

54

/

1

D та JK

І-НЕ

55

/

2

D та JK

І-НЕ

56

*

1

T та RS

І-НЕ

57

*

2

T та RS

І-НЕ

58

/

1

T та RS

І-НЕ

59

/

2

T та RS

І-НЕ

60

*

1

D та T

АБО-НЕ

61

*

2

D та T

АБО-НЕ

62

/

1

D та T

АБО-НЕ

63

/

2

D та T

АБО-НЕ

64

*

1

D та JK

АБО-НЕ

65

*

2

D та JK

АБО-НЕ

66

/

1

D та JK

АБО-НЕ

67

/

2

D та JK

АБО-НЕ

68

*

1

T та RS

АБО-НЕ

69

*

2

T та RS

АБО-НЕ

70

/

1

T та RS

АБО-НЕ

71

/

2

T та RS

АБО-НЕ

72

*

1

D та T

І,АБО,НЕ

73

*

2

D та T

І,АБО,НЕ

74

/

1

D та T

І,АБО,НЕ

75

/

2

D та T

І,АБО,НЕ

76

*

1

D та JK

І,АБО,НЕ

77

*

2

D та JK

І,АБО,НЕ

78

/

1

D та JK

І,АБО,НЕ

79

*

2

D та JK

І,АБО,НЕ

80

/

1

T та RS

І,АБО,НЕ

81

/

2

T та RS

І,АБО,НЕ

82

*

1

T та RS

І,АБО,НЕ

6

83

*

2

T та RS

І,АБО,НЕ

84

/

1

T

І-НЕ та АБО-НЕ

85

/

2

T

І-НЕ та АБО-НЕ

86

*

1

T

І-НЕ та АБО-НЕ

87

*

2

T

І-НЕ та АБО-НЕ

88

/

1

D

І-НЕ та АБО-НЕ

89

/

2

D

І-НЕ та АБО-НЕ

90

*

1

D

І-НЕ та АБО-НЕ

91

*

2

D

І-НЕ та АБО-НЕ

92

/

1

JK

І-НЕ та АБО-НЕ

93

/

2

JK

І-НЕ та АБО-НЕ

94

*

1

JK

І-НЕ та АБО-НЕ

95

*

2

JK

І-НЕ та АБО-НЕ

96

/

1

RS

І-НЕ та АБО-НЕ

97

/

2

RS

І-НЕ та АБО-НЕ

98

*

1

RS

І-НЕ та АБО-НЕ

99

*

2

RS

І-НЕ та АБО-НЕ

Варіант завдання вибирається згідно вказівок керівника курсового проекту. Вважати, що

операнди множення і ділення мають 8 інформаційних розрядів. Для побудови комбінаційних

схем, що входять до складу пристроїв, що проектуються, можна використовувати логічні

елементи з заданого елементного базису з будь-якою кількістю входів.