лабы / лаба 2 / 00_лаба_2_цс_отчёт

1 ЦЕЛЬ РАБОТЫ

Целями работы являются: синтез комбинационной схемы (КС), построение схемы для заданной булевой функции с помощью дешифраторов и мультиплексоров в соответствии с вариантом индивидуального задания;

изучение работы программы схемотехнического моделирования MicroCap 12.

2РАСЧЁТНАЯ ЧАСТЬ

2.1СОСТАВЛЕНИЕ БУЛЕВОЙ ФУНКЦИИ

В ней: столбец «Буквы» имеет самодостаточное название; столбец «№П.П.» содержит номера букв по порядку в алфавите (с учётом того, что буква «А» имеет порядковый номер ноль); столбец «2-ый код» содержит номер буквы по порядку в двоичной системе счисления «как есть»; столбец «4-х знч.код»

1

содержит значения из предыдущего столбца, дополненные или убавленные до четырёх разрядов; столбец «после преобр.» содержит итоговые коды для таблицы истинности, полученные отзеркаливанием значений предыдущего столбца. Цветом обозначено следующее: белыми оставлены ячейки,

неподходящие под условия задания; светло-серым – ячейки, обязательно дающие единицу; тёмно-серым – ячейки, дающие ноль. К итоговой таблице истинности описанная цветовая индикация также применима (кроме белого:

им обозначены ячейки, дающие произвольное значение).

Итоговая таблица истинности представлена ниже (таблица 2.1.2).

Таблица 2.1.2 – Таблица истинности полученной функции

По таблице истинности была составлена СДНФ. Полученная таким образом булева функция представлена ниже:

( 1, 2, 3, 4) = (¬1 ¬2 3 4) (¬1 2 ¬3 ¬4) (1)( 1 ¬2 3 ¬4) ( 1 ¬2 3 4)

2

2.2 СИНТЕЗ КС ПО БУЛЕВОЙ ФУНКЦИИ

Синтезированная схема представлена ниже, на рисунке 2.2.1. Синтез производился по таблице истинности из предыдущего пункта (таблица 2.1.1).

Рисунок 2.2.1 – Синтезированная схема по булевой функции

После синтеза с помощью переключения ключей U1, U2, U3, U4 были проверены все возможные комбинации входных сигналов и составлена таблица истинности (таблица 2.2.1). Входные и выходной сигнал считывались с помощью светодиодов U_x1, U_x2, U_x3, U_x4 (входные сигналы) и

светодиода U7 (выходной сигнал). Остальные светодиоды на схеме присутствуют лишь для наглядности. Временная диаграмма сигналов представлена ниже, на рисунке 2.2.2.

3

Рисунок 2.2.2 – Временная диаграмма исследуемой схемы

4

Из сравнения таблиц истинности видно, что синтезированная схему выполняет заданную булевую функцию.

Таблица 2.2.1 – Таблица истинности синтезированной КС

2.3 СИНТЕЗ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ КОДОВ ПО БУЛЕВОЙ ФУНКЦИИ

Необходимо синтезировать преобразователь кодов с помощью дешифратора, который будет преобразовывать входные сигналы в соответствии с исходным вариантом. Исходные вариант – это преобразование двоичных сигналов в цифры «2», «5», «9», «12».

Синтезированная схема представлена ниже, на рисунке 2.3.1. В ней дешифратором выступает дешифратор 4-16 модели 74HC154, а в качестве индикации результата выступают светодиоды. Схема работает таким образом,

что при подаче на вход двоичного кода, соответствующего цифре «2»,

загорается светодиод под названием U_02, при подаче на вход цифры «5» –

светодиод по названием U_05 и так далее. При входных комбинациях,

отличных от заданных вариантом, светодиоды не загораются.

5

Рисунок 2.3.1 – Синтезированный преобразователь кода

Рисунок 2.3.2 – Временная диаграмма синтезированной схемы

6

3ЭСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ

3.1ОТЛАДКА СХЕМЫ НА ДЕШИФРАТОРЕ И

МУЛЬТИПЛЕКСОРЕ

Итоговая отлаженная схема представлена ниже, на рисунке 3.1.1, а её таблица истинности представлена в таблице 3.1.1. Таблица истинности отлаженной функции совпадает с заданной.

Рисунок 3.1.1 – Отлаженная схема с дешифратором и мультиплексором

Рисунок 3.1.2 – Временная диаграмма исследуемой схемы

7

Таблица 3.1.1 – Таблица истинности отлаженной схемы

3.2 ОЛАДКА СХЕМЫ С СЕМИКОДОВЫМ ПРЕОБРАЗОВЕТЕЛЕМ

Итоговая отлаженная схема представлена ниже, на рисунке 3.2.1, а её таблица истинности представлена в таблице 3.2.1. Таблица истинности отлаженной функции совпадает с заданной. Схемы с выводом заданных значений на экране так же представлены ниже, на рисунках с 3.2.2 по 3.2.5.

Как и задано, на них отображаются символы «2», «5», «9» и «С» (12).

Рисунок 3.2.1 – Отлаженная схема с семикодовым экраном

8

Таблица 3.2.1 – Таблица истинности схемы с семикодовым экраном

Рисунок 3.2.2 – Отлаженная схема с символом «2»

9