1.3.2. Режим неиспользуемых логических элементов
Поскольку напряжение питания является общим для всего корпуса ИС, то к нему подключены все элементы ИС: как используемые, так и неиспользуемые.
Если мощности, потребляемые элементами в состоянии нуля и единицы, не равны, то имеет смысл поставить неиспользуемый элемент в состояние минимальной мощности.
Для этого необходимо подать на его входы (или какой-либо из его входов) соответствующую константу.
1.3.3. Наращивание числа входов логических элементов
Для элементов И и ИЛИ для получения нужного числа входов берется несколько элементов, выходы которых объединяются далее элементом того же типа, рисунок 1.9.а.
Наращивание числа входов для операций И-НЕ и ИЛИ-НЕ, в сущности, производится аналогичным методом, но в схеме появляются дополнительные инверторы, рисунок 1.9.б.
|
|
а) |
б) |
Рис. 1.9 – Схемы наращивания числа входов логических элементов |
|
2. Самостоятельная подготовка к выполнению лабораторной работы
Подготовка к выполнению лабораторной работы заключается
в письменном ответе на контрольные вопросы,
в выполнении индивидуального задания в соответствии с вариантом, указанным преподавателем.
2.1. Контрольные вопросы
Объясните принцип построения карты Карно.
Объясните особенность минимизации недоопределенных булевых функций.
Поставьте значения после знака равенства: Х*1 = ?; Х*0 = ?
Поставьте значения после знака равенства: Х+1 = ?; Х+0 = ?
Какие входы ИС называются «лишними»? Решите проблему лишних входов для элемента И на 4 входа, относящегося к семейству ТТЛ(Ш), если задействованы будут только 2. Приведите схему решения, письменные пояснения и доказательства на основании данных из справочной литературы.
Решите вопрос «лишнего» элемента в корпусах ИС, представленных на рисунке 2.1, если в корпусе НЕ «лишние» элементы имеют выходы 2 и 4; 2ИЛИ-НЕ – 10 и 13; 3И-НЕ – 6. Приведите схемы решений, маркировки данных ИС, письменные пояснения и доказательства на основании данных из справочной литературы.
|
|
|
а) НЕ |
б) 2ИЛИ-НЕ |
в) 3И-НЕ |
Рисунок 2.1 – Цифровые интегральные схемы |
||
Осуществите наращивание числа входов ЛЭ: для 5 входных переменных, используя только корпуса ИС, представленной на рисунке 2.1.б, и для 7 входных переменных, используя только корпуса ИС, представленной на рисунке 2.1.в. Нарисуйте принципиальные схемы решений. Отразите на схемах решение проблемы лишних входов и лишних элементов, приведите письменные пояснения и доказательства на основании данных из справочной литературы.
2.2. Индивидуальные задания
В соответствии с вариантом, указанным преподавателем, осуществить упрощение логической функции, заданной таблицей истинности 2.1, представив в отчете таблицу истинности в стандартной форме. Упрощение провести по 1 и 0, представив две отдельные карты Карно.
Определить и записать, в каком случае и почему результирующее логическое выражение окажется проще. Выводы делать с точки зрения получения минимальной мощности потребления при синтезе схемы на корпусах, представленных на рисунке 2.1.
Нарисовать принципиальную схему, реализующую упрощенную логическую функцию, рационально используя корпуса ИС, представленные на рисунке 2.1, и руководствуясь требованиями ЕСКД.
В процессе реализации принципиальной схемы на указанных корпусах решить возникшие типовые ситуации. При этом, пользуясь справочной литературой, представить в отчете необходимые справочные данные для доказательства правильности выбранного решения.
Осуществить проверку схемы. Для этого взять любую комбинацию входных данных из таблицы истинности и проверить, соответствует ли значение, полученное на выходе схемы, значению функции F, заданному для этой комбинации в таблице.
Процедуру проверки отразить на принципиальной схеме в отчете.
Таблица 2.1 – Таблица истинности к индивидуальному заданию
Входные сигналы |
Функция F согласно варианту задания |
||||||||||||
Х1 |
Х2 |
Х3 |
Х4 |
F1 |
F2 |
F3 |
F4 |
F5 |
F6 |
F7 |
F8 |
F9 |
F10 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
1 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
1 |
1 |
1 |
1 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
1 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
1 |
1 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
1 |
1 |
0 |
1 |
0 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
0 |
1 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
1 |
1 |
0 |
1 |
1 |
1 |
0 |
0 |
0 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
0 |
0 |
0 |
1 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
1 |
1 |
0 |
1 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
1 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
1 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
1 |
1 |
0 |
1 |
0 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
0 |
0 |
0 |
1 |
1 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
1 |
1 |
1 |
1 |
0 |
0 |
0 |
1 |
1 |
1 |
1 |
0 |
0 |
0 |
Продолжение таблицы 2.1
Входные сигналы |
Функция F согласно варианту задания |
||||||||||||
Х1 |
Х2 |
Х3 |
Х4 |
F11 |
F12 |
F13 |
F14 |
F15 |
F16 |
F17 |
F18 |
F19 |
F20 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
0 |
1 |
1 |
1 |
1 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
1 |
0 |
0 |
1 |
0 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
1 |
0 |
1 |
1 |
0 |
1 |
0 |
1 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
1 |
0 |
1 |
1 |
0 |
0 |
1 |
1 |
0 |
0 |
1 |
1 |
1 |
0 |
0 |
0 |
1 |
1 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
0 |
0 |
1 |
1 |
1 |
1 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
1 |
1 |
0 |
1 |
0 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
0 |
0 |
1 |
0 |
1 |
1 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
1 |
1 |
0 |
0 |
1 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
1 |
0 |
1 |
1 |
1 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
1 |
1 |
1 |
0 |
0 |
1 |
1 |
1 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
1 |
1 |
0 |
0 |
Окончание таблицы 2.1
Входные сигналы |
Функция F согласно варианту задания |
||||||||||||
Х1 |
Х2 |
Х3 |
Х4 |
F21 |
F22 |
F23 |
F24 |
F25 |
F26 |
F27 |
F28 |
F29 |
F30 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
- |
- |
1 |
1 |
0 |
1 |
1 |
- |
1 |
0 |
0 |
0 |
1 |
- |
1 |
1 |
0 |
- |
- |
0 |
0 |
1 |
1 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
- |
- |
0 |
- |
- |
- |
- |
0 |
0 |
1 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
- |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
1 |
1 |
- |
1 |
1 |
1 |
0 |
1 |
0 |
- |
0 |
1 |
0 |
1 |
1 |
- |
1 |
1 |
1 |
- |
0 |
0 |
1 |
1 |
0 |
1 |
1 |
0 |
- |
- |
- |
- |
- |
1 |
- |
- |
0 |
- |
0 |
1 |
1 |
1 |
0 |
0 |
- |
- |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
- |
1 |
0 |
0 |
1 |
- |
1 |
0 |
1 |
1 |
1 |
0 |
0 |
1 |
1 |
- |
0 |
0 |
- |
- |
- |
0 |
1 |
1 |
1 |
0 |
1 |
0 |
- |
0 |
- |
0 |
0 |
0 |
1 |
- |
- |
- |
1 |
0 |
1 |
1 |
0 |
0 |
0 |
- |
0 |
0 |
1 |
1 |
- |
- |
1 |
1 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
1 |
- |
- |
0 |
0 |
1 |
1 |
1 |
0 |
1 |
- |
- |
- |
0 |
- |
1 |
- |
- |
1 |
- |
1 |
1 |
1 |
0 |
0 |
0 |
- |
- |
0 |
- |
- |
1 |
- |
0 |
1 |
1 |
1 |
1 |
0 |
- |
1 |
0 |
0 |
1 |
0 |
- |
0 |
0 |