Санкт-Петербургский государственный университет телекоммуникаций

им. проф. М.А.Бонч-Бруевича

Курсовая работа

«Проектирование цифрового автомата»

По дисциплине

“Вычислительная техника и информационные технологии”

Выполнила:

студ. гр. СУ-71

Минина С.Ю.

Проверил:

Бутыльский Ю.Т

2009

Оглавление

• Техническое задание в соответствии с вариантом……………………………… 3

• Структура автомата………………………………………………….……………. 4

• Синтез счетчика…………………………………………………………………… 5

• Синтез входного комбинационного устройства………………………………… 7

• Синтез кодопреобразователя………………………………………………………9

• Общая схема устройства автомата……………………………………………..... 13

• Заключение…………………………………………………………………………14

• Список использованной литературы……………………………………………..15

Техническое задание в соответствии с вариантом № 8:

Постановка задачи:

Требуется спроектировать цифровой автомат, формирующий четырехразрядный код на заданном числе тактов. В автомате используются четыре триггера указанного в задании типа. Выходной код считывается с триггеров непосредственно, а также передается на сегментные светодиодные индикаторы для отображения цифровых значений. На автомат подается сигнал синхронизации, задающий смену тактов, и трехразрядный входной сигнал, определяющий один из трех режимов работы автомата:

• Установку начального состояния

• Приостановку работы

• Функционирование со сменой состояний

Десятичные значения последовательности состояния счетчика

7,8, 9, 10, 13, 14, 15, 1, 2, 3, 4, 5, 6.

Тип триггера JK

Установка начального состояния

2, 6

Приостановка работы

1,4

Смена состояний

3,5,7

Структура автомата

Устройство должно быть построено с использованием JK триггеров.

Таблица переключения JK триггера:

Q^n-1 | Qⁿ | J | K |

0 | 0 | 0 | 1 |

0 | 1 | 1 | x |

1 | 0 | x | 1 |

1 | 1 | 1 | 0 |

На функциональных схемах JK триггер изображается:

Где:

J,K- Информационные входы

С- Синхровход

PRN- Вход установки в 1

CLRN- Вход установки в 0

Q- Выход

Структура автомата:

Автомат представляет из себя, пересчетное устройства, состоящее из четырех JK триггеров(количество триггеров выбрано по максимальному значению пересчета 15- в двоичной системе счисления 1111, т.е четырехразрядное двоичное число).

Синтез счетчика:

Для синтеза счетчика заданы десятичные значения последовательности состояний формирующихся на выходах пересчетного устройства:

7,8,9,10,13,14,15,1,2,3,4,5,6

Составим таблицу переключений устройства.

№	Состояния выходов до переключения					Состояние выходов после переключения					Состояние входного сигнала JK
	Qn-13	Qn-12	Qn-11	Qn-10	Qn3		Qn2	Qn1	Qn0	J3		K3	J2	K2	J1	K1	J0	K0
7	0	1	1	1	1		0	0	0	1		X	X	1	X	1	X	1
8	1	0	0	0	1		0	0	1	1		0	0	1	0	1	1	x
9	1	0	0	1	1		0	1	0	1		0	0	1	1	x	x	1
10	1	0	1	0	1		1	0	1	1		0	1	x	x	1	1	x
13	1	1	0	1	1		1	1	0	1		0	1	0	1	x	x	1
14	1	1	1	0	1		1	1	1	1		0	1	0	1	0	1	x
15	1	1	1	1	0		0	0	0	x		1	x	1	x	1	x	1
1	0	0	0	1	0		0	1	0	0		1	0	1	1	x	x	1
2	0	0	1	0	0		0	1	1	0		1	0	1	1	0	1	x
3	0	0	1	1	0		1	0	0	0		1	1	x	x	1	x	1
4	0	1	0	0	0		1	0	1	0		1	1	0	0	1	1	x
5	0	1	0	1	0		1	1	0	0		1	1	0	1	x	x	1
6	0	1	1	0	0		1	1	1	0		1	1	0	1	0	1	x

С помощью карт Карно составим функции состояния входов J[3..0], K[3..0]

K0=1, J0=1

K1

X	X	1	0
1	x	1	0
x	x	1	0
1	x	x	1

K1=0=(Q3vnQ1VQ0)(nQ3vnQ2vQ0)
J1

x	1	x	1
0	1	x	1
x	1	x	1
0	1	x	x

J1=0=Q1vQ0
K2

x	1	x	1
0	0	1	0
x	0	1	0
1	1	x	x

K2=0=(nQ2vnQ1vQ0)(nQ2vQ1)
J2

x	0	1	0
1	1	x	1
x	1	x	1
0	0	x	1

J2=0=(Q3vQ2vQ0)(nQ3vQ2)(Q3vQ2vQ1)

K3

x	1	1	1
1	1	X	1
x	0	1	0
0	0	x	0

K3=0=(nQ3vnQ1)(nQ3vnQ1vQ0)

J3

X	0	0	0
0	0	1	0
x	1	x	1
1	1	x	1

J3=0=(Q3vQ2)(Q3vnQ2vnQ0)(Q3vnQ1vQ0)

Общая схема синтеза пересчетного устройства:

Векторная диаграмма работы устройства

Микросхема пересчетного устройства

Синтез входного комбинационного устройства

Для разработки входного комбинационного устройства заданы следующие параметры

• Установка начального состояния (UST)

2,6

• Приостановка работы (OST)

1б4

• Смена состояний (SMENA)

3,5,7

Таблица переключения входного комбинационного устройства

№	Х2	Х1	X0	UST	OST	SMENA
0	0	0	0	1	1	0
1	0	0	1	1	0	0
2	0	1	0	0	1	0
3	0	1	1	1	1	1
4	1	0	0	1	0	0
5	1	0	1	1	1	1
6	1	1	0	0	1	0
7	1	1	1	1	1	1

С помощью карт Карно составим функции состояния выходов UST,OST,SMENA

1	1	1	0
1	1	1	0

UST=0=nX1vX0

1	0	1	1
0	1	1	1

OST=0=(X2vX1vnX0)(nX2vX1vX0)

0	0	1	0
0	1	1	0

SMENA=1=X2X0vX1X0

Схема комбинационного устройства