8.2 Гті на 3-х інверторах.
У схемі такого генератора (рисунок 8.3) резистор R відключений від виходу DD1 і залучений до виходу елемента DD3.
-
Рисунок 8.3
Перезаряд конденсатора С відбувається через резистор R і вихідні ланцюги DD2 і DD3. Оскільки елемент DD1 не навантажений ємністю, імпульси на його виході мають добру прямокутність. Принцип роботи схеми аналогічний до попередньої. Часова діаграма роботи показана на рисунку 8.4.
Значення опору резистора R вибирається за умови [12]
240 Ом < R < 1,5 кОм ( 8.5 )
9 Функціональні пристроїкомп'ютерної (цифрової) електроніки
9.1 Комбінаційні цифрові пристрої (кцп)
Логічні пристрої, вихідні функції котрих однозначно визначаються комбінацією вхідних логічних змінних в аналізований момент часу, називаються комбінаційними.
9.1.1 Аналіз і синтез кцп
У процесі проектування будь-якого пристрою виконується ряд дій, що можна віднести до задач аналізу й синтезу.
9.1.1.1 Аналіз кцп
Виконання задач аналізу КЦП припускає наявність готової функціональної схеми пристрою на логічних елементах заданого базису. У процесі аналізу оцінюються деякі характеристики наявної схеми КЦП. Наприклад, можна скласти булевий вираз і таблицю істинності, що визначають перетворення інформації в КЦП; мінімізувати логічну функцію, що виконує аналізована схема; оцінити апаратні витрати на реалізацію схеми; її швидкодію; споживану потужність; розглянути можливість утворення в схемі помилкових небезпечних станів у результаті змагань (гонок) і ін.
9.1.1.2 Синтез кцп
Синтез КЦП передбачає побудову функціональної схеми пристрою, тобто визначення складу необхідних логічних елементів і з'єднань між ними, при яких забезпечується перетворення вхідних цифрових сигналів у вихідні відповідно до заданих умов роботи пристрою. У процесі синтезу необхідно мінімізувати апаратні витрати на реалізацію пристрою. Роздивимося особливості синтезу КЦП з одним виходом. Послідовність синтезу доцільно розбити на ряд етапів.
Етап 1. Задання логічної функції, що визначає функціонування синтезованого КЦП. Як відзначалося раніше, це можна зробити словесно, за допомогою таблиць істинності або булевих виразів.
Етап 2. Мінімізація логічної функції, що здійснюється алгебраїчним або графічним методом (за допомогою діаграм Вейча, карт Карно).
Етап 3. Запис булевого виразу мінімізованої перемикальної функції.
Етап 4. Перетворення булевого виразу мінімізованої ПФ для реалізації її у заданому базисі І-НІ або АБО-НІ.
Етап 5. Складання функціональної схеми КЦП, тобто зображення потрібних логічних елементів і зв'язків між ними.
Проілюструємо етапи синтезу КЦП на прикладі.
Необхідно синтезувати на елементах І-НІ КЦП на три входи, вихідний сигнал якого збігається з більшістю вхідних сигналів.
Даний словесний опис задає логічну функцію мажоритарність. Її роботу відбиває таблиця істинності (таблиця 9.1).
Таблиця 9.1
-
№ набору
С
В
А
F
0
0
0
0
0
1
0
0
1
0
2
0
1
0
0
3
0
1
1
1
4
1
0
0
0
5
1
0
1
1
6
1
1
0
1
7
1
1
1
1
Булевий вираз ПФ у СДНФ має вигляд
|
|
( 9.1 ) |
Мінімізуючи даний вираз, використовуючи тотожності й теореми булевой алгебри, отримаємо
|
|
( 9.2 ) |
Перетворимо даний вираз для його реалізації у базисі І-НІ. Застосовуючи теорему де Моргана отримаємо
|
|
( 9.3 ) |
Функціональна схема синтезованого КЦП, що реалізує вираз (9.3) на елементах І-НІ , приведена на рисунку 9.1.
-
Рисунок 9.1
У практиці широко застосовуються КЦП, що мають декілька виходів. При проектуванні таких пристроїв можна скористатися розглянутими вище правилами синтезу, якщо уявити пристрій у вигляді сукупності декількох КЦП із загальними входами.
Функціонування КЦП із m виходами описується (задається) аналогічною кількістю перемикальних функцій, над кожною з яких у процесі синтезу виконуються дії, описані вище.