Проектирование устройства, выполняющего заданные функции преобразования цифровой информации (62849)

Посмотреть архив целиком

Содержание


1 Цель курсового проектирования

2 Задачи курсового проектирования

3 Расчетная часть курсового проектирования



1 Цель курсового проектирования


Целью курсового проекта является решение комплексной задачи, охватывающей основные разделы дисциплины «Цифровая электроника» и заключающейся в выполнении схемотехнического проектирования устройства, выполняющего заданные функции преобразования цифровой информации.

Объектом курсового проектирования являются синхронные пересчетные схемы.


2 Задачи курсового проектирования


В процессе работы над курсовым проектом должны быть рассмотрены и решены следующие задачи:

1) синтез структуры проектируемого устройства;

2) анализ сложности проектируемого устройства и выбор типа триггера, использование которого для реализации устройства позволяет минимизировать его сложность;

3) синтез триггерного устройства выбранного типа.


3 Расчетная часть курсового проектирования


Задача проектирования: спроектировать устройство, выполняющее функцию восьмиразрядного синхронного реверсивного сдвигающего регистра и синхронной реверсивной пересчетной схемы.



Таблица 1: Условные обозначения типов переходов переменной

Значения в момент времени t

Значения в момент времени t+1

Тип переходов

Условные обозначения перехода

0

0

00

0

0

1

01

1

0

10

1

1

11

1


Таблица 2: Описание реверсивного сдвигающего регистра

состояния

t

t+1

y


1

0

0

0

0

0

0

2

0

0

0

1

1

3

0

0

1

0

0

4

0

0

1

1

1

1

5

0

1

0

0

0

0

6

0

1

0

1

1

7

0

1

1

0

0

8

0

1

1

1

1

1

9

1

0

0

0

0

0

10

1

0

0

1

0

0

11

1

0

1

0

0

12

1

0

1

1

0

13

1

1

0

0

1

14

1

1

0

1

1

15

1

1

1

0

1

1

16

1

1

1

1

1

1



Карта Карно: - карта


y


00

01

11

10

00

0

0

0

01

0

11

1

1

1

10

1


Таблица 3: Словарное описание триггеров D и JK – типов

Q

D - триггер

JK - триггер

D

J K

0

0

0 X

1

1

X 0

1

1 X

0

X 1


Карты Карно


- карта



- карта


- карта


После склеивания получаются следующие выражения:


= +

= +

= +


Если доказать, что + = 1, а, следовательно, = , то при построении схемы управления достаточно разработать только схему для J входа, а на K вход подать инвертированный J сигнал с выхода этой схемы, что позволяет получить выигрыш в аппаратной реализации.


+ = + + + = ( + ) + ( + ) = 1


Преобразование в базис И-НЕ:


= + =

= + = (*)


Далее проводится оценка сложности комбинационной схемы управления (КСУ):

  1. если в схеме используется прямой вход

  2. если в схеме используется инверсный вход


S = (2 + 1) + (1 + 1) + (1 + 1) + (2 + 1) + (1 + 1) + (1 + 1) = 14

S = (2 + 1) + (1 + 1) + (1 + 1) = 7


Так как S > S, следовательно, целесообразно использование триггера D-типа.

Для построения схемы сдвигающего регистра, требуется определить выражения, отражающие логику формирования входных сигналов каждого разряда, учитывая кольцевую структуру регистра. Чтобы получить искомые выражения необходимо вместо индексов у переменных в формуле (*) подставить значения, соответствующие номерам разрядов от 1 до 8, при этом, если результат вычислений значения индекса окажется меньше или равен 0, то к результату следует прибавить число, указывающее количество разрядов в проектируемом кольцевом сдвигающем регистре; если результат окажется больше 8, то из него следует вычесть это число. Используя указанное правило, получим следующие выражения, описывающие логику формирования сигналов на входе JK-триггера каждого из 8-ми разрядов регистра:


=

=

=

=

=

=

=

=

=




Проектирование триггерного устройства. Исходными данными для проектирования являются функция внешних переходов триггера и условия переключения его выходного сигнала по отношению к синхросигналу С.


Таблица 4: Таблица внешних переходов D триггера

D

0

0

0

0

0

1

0

1

0

1

1

1

1

1


Описание работы триггера можно представить в виде таблицы внутренних состояний и переходов триггерного устройства.


Таблица 5: Таблица внутренних состояний и переходов триггерного устройства

состояния

Состояние сигналов CD

Q выхода

00

01

11

10

1

(1)

2

-

4

0

2

1

(2)

3

-

0

3

-

6

(3)

-

0

4

1

-

-

(4)

0

5

(5)

6

-

8

1

6

5

(6)

7

-

1

7

-

6

(7)

-

1

8

1

-

-

(8)

1






Чтобы не видеть здесь видео-рекламу достаточно стать зарегистрированным пользователем.
Чтобы не видеть никакую рекламу на сайте, нужно стать VIP-пользователем.
Это можно сделать совершенно бесплатно. Читайте подробности тут.