Практичні заняття

Практичні заняття виконуються під час установчої сесії і оформлюються у вигляді звітів, наявність яких є обов’язковою умовою загальної оцінки з дисципліни.

Практичне заняття №1

СИНТЕЗ ТА ДОСЛІДЖЕННЯ КОМБІНАЦІЙНИХ ЦИФРОВИХ

СХЕМ

МЕТА ЗАНЯТТЯ: вивчення методів синтезу цифрових схем комбінаційного типу, набуття навичок реалізації їх на інтегральних елементах.

2.1. Порядок виконання роботи

2.1.1. Ознайомитися з методичними вказівками.

2.1.2. За заданою таблицею істинності функції чотирьох знінних синтезувати в заданому базисі комбінаційну схему.

2.1.3. Скласти схему та дослідити її роботу, визначивши її вихідні сигнали для всіх наборів вхідних сигналів.

2.1.4. За заданим логічним рівнянням синтезувати цифрову схему

в заданому базисі логічних елементів.

2.1.5. Скласти та записати таблицю істинності її роботи.

2.1.6. Скласти звіт про виконання роботи.

2.2. Теоретичні відомості

2.2.1. Поняття про комбінаційну схему та цифровий автомат

В обчислювальних машинах та системах перетворення інформації, яка подана у вигляді фізичних сигналів, здійснюється логічними схемами, які поділяються на два класи: комбінаційні схеми та цифрові автомати.

Якщо в логічній схемі множина вихідних сигналів У в будь-який момент часу однозначно визначається сигналами Х, що надходять на вхід, то така схема називається комбінаційною (рис.2.1).

Комбінаційна схема (КС) може бути задана абстрактною або структурною моделлю. Абстрактною моделлю комбінаційної схеми може бути або таблиця істинності, або логічний вираз, які зв'язують залежністю вихідні сигнали схеми з вхідними. Структурна модель використовується для побудови її з конкретних логічних елементів.

Як правило, на етапі проектування закон функціонування КС спочатку задається у вигляді таблиці істинності. За нею потім складають логічний вираз, за яким будують структуру КС.

Логічна схема, значення вихідних сигналів якої залежать як від значень вхідних сигналів на даний момент, так і від значень вхідних сигналів в попередні моменти часу, називається цифровим (або послідовним) автоматом. Залежність вихідних сигналів цифрового автомата від попередніх значень вхідних сигналів можлива тільки в тому випадку, якщо автомат запам'ятовує свій попередній стан.

Рисунок 2.1 - Комбінаційна схема

Тому іноді цифровий автомат називають автоматом з пам'яттю, а комбінаційну схему називають автоматом без пам'яті, або примітивним автоматом.

2.2.2. Етапи структурного синтезу цифрових пристроїв

Кінцевою метою проектування будь-якого цифрового пристрою є його фізична побудова з конкретних логічних елементів на електронних схемах. Основою для цього є структурна схема, яка визначає склад логічних елементів та електричні зв'язки між ними. Процес одержання структурної схеми цифрового автомата називається структурним синтезом.

На етапі початкового опису цифрового пристрою записують закон його функціонування у вигляді таблиці істинності, якщо це КС, або у вигляді блок-схеми алгоритму, якщо це цифровий автомат (ЦА). На другому етапі переходять до формалізованого опису цифрового пристрою. Для комбінаційних схем він задається у вигляді логічних виразів, а для цифрових автоматів - у вигляді абстрактного автомата.

Структурний синтез комбінаційного цифрового пристрою (ліва частина алгоритму, рис.2.2) потребує після цього виконання таких етапів: мінімізації логічних виразів, перетворення до заданого базису, розробки структурної схеми відповідно отриманим логічним виразам. На останньому етапі виконується складання та налагодження.