ЦУА_КР2_ЗАД_МУ

П2. ПАСПОРТНЫЕ ДАННЫЕ ИН-14

11

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ К ВЫПОЛНЕНИЮ

КУРСОВОЙ РАБОТЫ ПО ЦУА

М1. КОМБИНАЦИОННАЯ ЛОГИЧЕСКАЯ СХЕМА

М1.1, М1.2. Разобрать задачу «Проектирование логической схемы управления освещением» из лекционного курса.

М1.3. На принципиальной схеме выделить замкнутый контур «ток вхо-

да ЛА8 (создается источником питания ИС), управляемый выходным транзи-

стором(здесь Т3) ЛА3». Пользуясь паспортными данными, указать значения упомянутого тока при замкнутом и разомкнутом состояниях транзистора Т3.

Указать также физические и логические уровни выходного напряжения ЛА3 (равно входному напряжению ЛА8) при замкнутом и разомкнутом состояни-

ях транзистора Т3.

М1.4. Составить замкнутый контур состоящий из участков:

-источник питания ИС К155ЛА7 (Е=+5В);

-светодиод (один сегмент индикатора АЛС324Б(ОА));

-балластное сопротивление RБ;

-цепь «коллектор-эмиттер» выходного транзистора(здесь Т7) («откры-

тый коллектор») ИС К155ЛА7.

Используя ЗНК для упомянутого замкнутого контура, составив соот-

ветствующее уравнение, вычислить значение RБ. Уметь вычислять напряже-

ние на светодиоде и ток через светодиод при замкнутом и разомкнутом со-

стояниях транзистора Т7. Заполнить клетки табл. 1М.

М2. ДВУХРАЗРЯДНЫЙ ДВОИЧНО-ДЕСЯТИЧНЫЙ

СЧЕТЧИК ИМПУЛЬСОВ

Изучить теоретический и практический материал, изложенный в [3],

разделы 2.5.3, 2.5.4, 2.5.5, 2,6 и 2.7 на стр.40-47 (см. также [5, 6, 7 и 8]).

Уметь практически использовать информацию, предоставляемую таб-

лицей переходов триггера при описании поведения триггера под воздействи-

ем управляющих входов (C и Dt для D триггера, C, Jt и Kt для JK триггера).

Уровень владения материалом проверить путем решения задачи 1 и 2 в [9] (см. также [5, 6]).

Уметь описывать влияние приказов «Set» и «Reset» на состояние триг-

гера, отображаемое на временной диаграмме. Теоретический материал см. в [3], раздел 2.1 на стр.34. Уровень владения материалом проверить путем ре-

шения задач 1, 2, 3, 14-17 в [9] (см. также [5, 6]).

М2.1. ПРОЕКТИРОВАНИЕ СИНХРОННОГО СЧЕТЧИКА

Изучить теоретический и практический материал, изложенный в [3],

раздел 2.8 на стр.47 (см. также [5, 6, 7 и 8]).

В синхронном счетчике тактовые входы всех четырех триггеров декады соединяются со счетным входом (см. рис 1М). Последний, за цикл выдает 10

тактовых фронтов, подаваемых одновременно к четырем тактовым входам

Рис.1М. Схема соединения тактовых входов триггеров синхронного счетчика

13

триггеров декады. В итоге, при проектировании синхронного счетчика, тре-

буется по заданной таблице переходов счетчика, определить для момента времени t 40 пар значений Ji и Ki, которые должны быть занесены в соответ-

ствующие клетки табл.2М.

М2.1.1. Синхронный счетчик на JK-триггерах

(Младший десятичный разряд, вариант А, сложение)

В качестве примера используем вариант 21А из табл.2, где приведена следующая последовательность состояний счетчика, помещенная в столбец 2

табл.2М: 0,2,1,3,11,4,12,14,13,15.

Исходное состояние счетчика 0 (ЦОУ индицирует цифру 0 (см. 2-й

столбец строки 0 в табл.2М), триггеры до фронта (время t (см. 0-й столбец строки 0) выдают состояние 0 = Q4=Q3=Q2=Q1). По приходу фронта (посту-

пает одновременно на все 4-е триггера счетчика) наступает время t+1 и счет-

чик переходит в состояние 2 (см. 2-й столбец строки 1) (Q4=0, Q3=0, Q2=1, Q1=0). Тактовый фронт, переводящий счетчик из 0-го состояния во 2-ое, ус-

ловно указан жирной чертой в столбцах 0, 2, 3, 5, 7, 8, 11 и 12, между 0-ой и

1-ой строками табл.2М. По приходу фронта Q4 должен делать переход 0-0,

следовательно до фронта в столбцах 7 и 8 (строка t) должны быть записаны значения J4=0 и K4=x, найденные из строки 0 матрицы переходов. Из 5-го столбца следует, что по приходу фронта, Q2 должен делать переход 0-1, сле-

довательно до фронта в столбцах 11 и 12 (строка t) должны быть записаны значения J2=1 и K2=x, найденные из строки 1 матрицы переходов.

Десятый тактовый фронт (обозначен в табл.2М сплошной жирной чер-

той, разделяющей строки 9 (t) и 0 (t+1)) переводит счетчик из 15-го в 0-ое со-

стояние. При этом все четыре триггера выполняют одинаковый переход 1-0,

поэтому в строку t занесены 4 пары одинаковых значений:

14

J4=J3=J2=J1=x, K4=K3=K2=K1=1, найденные из строки 2 матрицы переходов.

Задача 1М. Триггер Q3 под воздействием десяти тактовых фронтов,

должен выполнить десять переходов (указаны в столбце 4 табл. 2М). Тре-

буемая последовательность переходов задается значениями сигналов на ин

15

15,13,14,12,4,11,3,1,2,0.

В соответствии с вариантом (синхронный счетчик на вычитание) определяется таблица переходов счетчика (см.табл.3М), используемая в дальнейших расчетах проводимых по аналогии с п. 2.1.1.А.

Таблица 3М. Нахождение функций Ji=f(Qi), Ki=f(Qi) (i=от1 до 4) информационных входов синхронного счетчика (Вариант В, вычитание)

17

М2.2. ПРОЕКТИРОВАНИЕ АСИНХРОННОГО СЧЕТЧИКА

(Старший десятичный разряд, вариант А, сложение)

Изучить теоретический и практический материал, изложенный в [3],

раздел 2.9 на стр.51 (см. также [5, 6, 7 и 8]).

В качестве примера используем следующую последовательность (вари-

ант – сложение) состояний счетчика: 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15. Для удоб-

ства дальнейшего рассмотрения присвоим последней последовательности ва-

риант 33М (этот вариант в табл.2, задания к курсовой работе отсутствует).

Исходные данные варианта 33М вносим в табл.4М, оставляя незапол-

ненными столбцы с 7-го по 14-й, а также столбец 0. Последние, частично бу-

дут заполняться далее, по ходу последуюших рассуждений.

М2.2.1. Построение временных диаграмм работы

триггеров счетчика

Временные диаграммы работы четырех триггеров (см.рис.2М) двоич-

но-десятичного счетчика импульсов, реализуюшего последовательность со-

стояний заданных вариантом 33М, представлены на рис.3М. Последний ото-

бражает, на языке временных диаграмм информацию, представленную в табл.4М (см. столбцы с 1-го по 6-ой).

Рис. 2М. К определению схемы соединения тактовых входов триггеров асинхронного счетчика

18

Схема из четырех триггеров (см.рис.2М) может реализовать макси-

мальное число состояний равное 16. Требуемые, для двоично-десятичного счетчика десять состояний, реализуют путем запрещения шести излишних

(см.табл.4М).

М2.2.2. Определение схемы соединения тактовых входов триггеров

асинхронного счетчика

Временные диаграммы позволяют определить наиболее рациональную схему соединения тактовых входов триггеров асинхронного счетчика. При этом следует учитывать основные свойства триггера, тактируемого фронтом.

ОСНОВНЫЕ СВОЙСТВА ТРИГГЕРА

1.Изменение состояния триггера 0-1 или 1-0 (при управлении по ин-

формационным входам) может произойти только в момент подачи такто-

вого фронта.

19

2.Требуемый переход (0-0, 0-1, 1-0 или 1-1) в момент подачи тактового фронта выбирается заданием сигналов на информационных входах перед приходом фронта (момент времени t).

Рассмотрим приемы поиска рационального варианта подачи тактового фронта на вход С на примере второго триггера.

Из рис.3М следует, что Q2 за полный цикл (от состояния 6 счетчика до состояния 6) должен четыре раза изменить состояние. Требуемые моменты подачи тактовых фронтов на С2 (по условию свойства 1) отмечены на диа-

грамме Q2 жирными точками. На диаграммах Q1, Q2, Q3, Q4 и «Сч.вход»,

представленных на рис.3М, короткими вертикальными стрелками указаны моменты появления тактовых фронтов (задний фронт) в соответствующих точках асинхронного счетчика.

Извне на счетный вход счетчика за полный цикл поступает 10 фронтов

(см.рис.3М), провоцирующих появление тактовых фронтов на выходах Q1 (5

фронтов, как следствие 2-го, 4-го, 6-го, 8-го и 10-го фронтов на счетном вхо-

де), Q2 (2 фронта, как следствие 2-го и 6-го фронтов на счетном входе), Q3 (1

фронт, как следствие 2-го фронта на счетном входе), Q4 (1 фронт, как следст-

вие 10-го фронта на счетном входе).

Вариант подачи тактового фронта на вход С2 с выхода Q2 является аб-

сурдным и не подлежит рассмотрению.

Варианты подачи тактового фронта на вход С2 с выхода Q3 или Q4 не обеспечивают требуемое число фронтов.

Выход Q1, выдает 5 фронтов, как следствие 2-го, 4-го, 6-го, 8-го и 10-го фронтов на счетном входе. Первые четыре фронта полностью удовлетворяют требованиям со стороны С2 (появляются в требуемый момент и в необходи-

мом количестве), а воздействие лишнего 5-го фронта корректируется задани-

ем выполнения перехода 1-1 в состоянии 15 счетчика, предшествующем по-

20