Э22 / ИДЗ_Э22
.docxМИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
федеральное государственное автономное образовательное учреждение
высшего образования
«НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ
ТОМСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»
Инженерная школа неразрушающего контроля и безопасности
Обеспечивающее подразделение: Отделение электронной инженерии
Направление подготовки: 12.03.02 Оптотехника
ООП: Оптико-электронные приборы и системы
ИНДИВИДУАЛЬНОЕ ДОМАШНЕЕ ЗАДАНИЕ
Вариант 30
«Минимизация логических функций и их синтез на ИМС»
по дисциплине «Электроника 2.2»
Выполнил:
студент группы 4В11 _________________
Проверил:
канд. тех. наук, доцент ОЭИ ИШНКБ _________________ В.В.Гребенников
Томск - 2023
Задание
На базе интегральных ТТЛ-микросхем синтезировать принципиальные схемы, реализующие заданную логическую функцию.
Программа работы
Минимизировать заданную логическую функцию.
Синтезировать схемы, реализующие минимизированную логическую
функцию в трех базисах:
а) смешанном базисе;
б) базисе И-НЕ;
в) базисе ИЛИ-НЕ.
Для двух синтезированных схем построить сфазированные диаграммы сигналов во всех точках.
Реализовать заданную логическую функцию на мультиплексоре «1 из 8».
Построить сфазированные диаграммы входных и выходных сигналов.
5. Сделать выводы.
6. Привести список используемой литературы.
Исходные данные
Вариант |
Логическая функция |
30 |
|
Выполнение работы
Таблица 1. Карта Карно
Произведём минимизацию заданной функции методом карт Карно:
|
|
|
|
|
|
|
1 |
0 |
1 |
|
1 |
1 |
0 |
0 |
|
0 |
1 |
0 |
0 |
|
0 |
0 |
0 |
0 |
0
Синтезируем
схемы, реализующие минимизированную
логическую функцию в трёх базисах:
а
)
в
смешанном
(рис.1)
Рис.1
-Схема БФ в смешанном базисе
Используем следующие микросхемы:
DD1 - К155ЛН1
DD2, DD3 - К555ЛИ3
DD4 - К555ЛЛ1
Ц
епь
питания:
к выв. 14 DD1-DD4,
к выв. 7 DD1-DD4
б) в базисе И-НЕ
Преобразуем
функцию
П
остроим
схему БФ (рис.2)
Рис.2
-Схема БФ в базисе И-НЕ
Используем следующие микросхемы:
DD1 - К155ЛА3
D D2, DD3, DD4 - К155ЛА1
Цепь питания:
к выв. 14 DD1-DD4,
к выв. 7 DD1-DD4
в) в базисе ИЛИ-НЕ
Построим схему БФ (рис.3)
Используем следующие микросхемы:
DD1, DD5 - К155ЛЕ1
D D2, DD3, DD4 - К155ЛЕ2
Цепь питания:
к выв. 14 DD1, DD5, к выв. 16 DD2, DD3, DD4
к выв. 7 DD1, DD5, к выв. 8 DD2, DD3, DD4
Рис.3-Схема
БФ в базисе ИЛИ-НЕ
Для синтезированных схем на базисах И-НЕ и ИЛИ-НЕ построим сфазированные диаграммы:
Для И-НЕ:
Рис.4
- Сфазированные диаграммы для БФ в
базисе И-НЕ
Для ИЛИ-НЕ:
Рис.5
- Сфазированные диаграммы для БФ в
базисе И-НЕ
Реализуем данную БФ на мультиплексоре «1 из 8». Построим сфазированные диаграммы входных и выходных сигналов. Для реализации заданной функции на мультиплексоре «1 из 8» составим следующую таблицу истинности:
Таблица.
2 - Таблица истинности. Связь функции F
с переменной D
Информационные выходы |
Адресные входы |
Значение функции |
Сигнал подаваемый на информационные входы |
|||||
A |
B |
C |
D |
F |
||||
|
0 |
0 |
0 |
|
0 |
D |
||
0 |
0 |
0 |
1 |
1 |
||||
|
0 |
0 |
1 |
|
0 |
0 |
||
0 |
0 |
1 |
1 |
0 |
||||
|
0 |
1 |
0 |
|
1 |
1 |
||
0 |
1 |
0 |
1 |
1 |
||||
|
0 |
1 |
1 |
|
0 |
D |
||
0 |
1 |
1 |
1 |
1 |
||||
|
1 |
0 |
0 |
|
1 |
|
||
1 |
0 |
0 |
1 |
0 |
||||
|
1 |
0 |
1 |
|
0 |
0 |
||
1 |
0 |
1 |
1 |
0 |
||||
|
1 |
1 |
0 |
|
0 |
0 |
||
1 |
1 |
0 |
1 |
0 |
||||
|
1 |
1 |
1 |
|
0 |
0 |
||
1 |
1 |
1 |
1 |
0 |
||||
В соответствии с построенной таблицей истинности получим следующую схему:
Рис.6
- Схема БФ, реализованной на мультиплексоре
«1 из 8»
Для реализации функции с помощью мультиплексора «1 из 8» используем следующие ИМС:
DD1.1 – К155ЛН1
DD2 – К155КП7
Ц епь питания:
к выв. 14 DD1, 16 DD2
к выв.. 7 DD1, 8DD2
Зарисуем диаграммы для схемы, построенной на мультиплексоре «1 из 8» (рис.7)
Рис.7
- Сфазированные диаграммы для БФ,
реализованной на мультиплексоре «1
из8»
Вывод:
В ходе работы были усвоены основные законы Булевой алгебры; приобретены навыки работы с булевыми функциями и со способом их минимизации - методом карт Карно; изучены принципы работы логических элементов и комбинационного устройства - мультиплексора; были собраны схемы минимизированной БФ в смешанном базисе, И-НЕ и ИЛИ-НЕ базисах. Кроме того, эта функция была реализована на базе мультиплексора «1 из 8». Данный метод считается наиболее удобным, так как используется меньшее количество корпусов в схеме.
В результате были построены сфазированные диаграммы для схем на базе И-НЕ и ИЛИ-НЕ логических элементах и мультиплексора «1 из 8».
Список литературы:
1. Аналоговые и цифровые интегральные микросхемы: Справочное пособие /под ред. С.В. Якубовского/ –М.: Радио и связь 1990. – 430 с.
2. Лачин В.И., Савёлов Н.С. Электроника: Учебное пособие. – Ростов н/Д: Феникс, 2007. – 703, [1] с.
3. Шило В.Л. Популярные цифровые микросхемы: Справочник.– М.: Радио и связь, 1987.– 352 с.: ил. (Массовая радиобиблиотека. Вып. 1111).
4.Зельдин Е.А. Цифровые интегральные схемы в информационноизмерительной аппаратуре. – Л.: Энергоатомиздат, 1986.