Синтез комбінаційних схем

Аналіз логічного ланцюга, представлення інтерпретацій і значення функцій, що реалізується ним. Побудова таблиці істинності, що демонструє роботу ланцюга. Технічна реалізація комбінаційної схеми з використанням стандартних інтегральних мікросхем.
Краткое сожержание материала:

Размещено на

Зміст

Вступ

1. Аналіз логічного ланцюга, представлення інтерпретацій і значення функцій, що реалізується заданим логічним ланцюгом

2. Побудова таблиці істинності, що демонструє роботу заданого логічного ланцюга, утворення ДДНФ І ДКНФ логічної функції яка реалізується заданим логічним ланцюгом

3. Мінімізація отриманої логічної функції

4. Синтез комбінаційної схеми заданої в базисі І-НЕ

5. Технічна реалізація комбінаційної схеми з використанням стандартних інтегральних мікросхем

Висновок

Список використаних джерел

Вступ

На даний момент найпоширенішим засобом для обчислень є цифрові обчислювальні машини. Для того щоб мати змогу успішно вивчити загальні принципи обробки цифрової інформації раціонально, по можливості максимально, потрібно відволіктися від реального апаратного забезпечення комп'ютера і розглядати комп'ютер, як деякий абстрактний цифровий автомат, який використовується для обробки інформації, представленої в цифровій формі. Знання з прикладної теорії таких автоматів необхідні для успішного пошуку нових принципів побудови комп'ютерів, удосконалення вже відомих алгоритмів обробки цифрової інформації, грамотної експлуатації обчислювальної техніки і розробки різного програмного забезпечення.

Для всього цього необхідні чіткі знання арифметичних і логічних основ цифрових автоматів, принципів аналізу та синтезу цих автоматів.

1. Аналіз логічного ланцюга, представлення інтерпретацій і значення функцій що реалізується заданим логічним ланцюгом

інтегральний мікросхема комбінаційний

Рис. 1.1. Логічна схема

Аналіз логічного ланцюга полягає у побудові булевої функції, яку реалізує даний логічний пристрій. Для цього визначається значення вихідного сигналу на ycix наборах вхідних даних i складається таблиця icтинності функції. Використовуючи таблицю icтиннocтi i правила побудови ДДНФ або ДКНФ, можна побудувати формулу, що відповідає даній логічній функції. 3 іншого боку, використовуючи логічну схему, можна спочатку побудувати формулу, що відповідає шуканій функції, а потім, використовуючи одержану формулу, побудувати таблицю icтиннocтi функції. За даною логічною схемою формулу можна побудувати, записавши суперпозицію булевих функцій, що відповідає схемній суперпозиції логічних елементів.



Рис. 1.2.Інтерпретації i значення функції, що реалізована логічним ланцюгом.

2. Побудова таблиці істинності що демонструє роботу заданого логічного ланцюга, утворення ДДНФ і ДКНФ логічної функції яка реалізується заданим логічним ланцюгом

Таблиця 2.1.Таблиця icтиннocтif(x1, x2, x3, x4).

	X1	X2	X3	X4	F	ДДНФ
0	0	0	0	0	0	-
1	0	0	0	1	1
2	0	0	1	0	0	-
3	0	0	1	1	1
4	0	1	0	0	0	-
5	0	1	0	1	0	-
6	0	1	1	0	1
7	0	1	1	1	1
8	1	0	0	0	0	-
9	1	0	0	1	1
10	1	0	1	0	0	-
11	1	0	1	1	1
12	1	1	0	0	0	-
13	1	1	0	1	0	-
14	1	1	1	0	0	-
15	1	1	1	1	0	-

За таблицею знаходимо, що функція F набуває значення 1 при шести наборах аргументів, тому функція F у ДДНФ складатиметься з логічної суми шести мінтермів:

Для реалізації F() у ДДНФ можна скористатися рис. 2.1.

Рис. 2.1. Реалізація функції ДДНФ.

За таблицею бачимо, що функція F не набула ні одного значення, тому функції F у ДКНФ не існує.

3. Мінімізація отриманої логічної функції найбільш раціональним способом

Спростимо задану схему діаграмою Вейча:

Рис.3.1. Спрощення методом діаграм Вейча

Спрощена функція має такий вигляд:



Рис.3.2. Спрощена схема функції

4. Синтез комбінаційної схеми заданої в базисі І-НЕ

При побудові логічних пристроїв звичайно не користуються функціонально повною системою ЛЕ, яку реалізують усі три основні логічні операції: І, АБО і НЕ. На практиці з метою скорочення номенклатури елементів користуються функціонально повною системою елементів, яка містить тільки два елементи, що виконують операції І - НЕ і АБО - НЕ, або навіть тільки один із цих елементів, причому число входів цих елементів зазвичай задано. Через це питання синтезу логічних пристроїв у заданому базисі НЕ мають неабияке практичне значення.

Для переходу із одного логічного базису в інший використовують закони де Моргана.

За допомогою законів де Моргана було реалізовано функцію у базисі ІНЕ.



Рис. 4.1. Спрощена схема логічної функції у базисі ІНЕ

5. Технічна реалізація комбінаційної схеми з використанням стандартних інтегральних мікросхем

Отриману в базисі І-НЕ комбінаційну схему вирішено реалізувати на елементах структури ТТЛ (напруга живлення +5В). Для опису вибрано ряд мікросхем серії К155. Дані мікросхеми є на теперішній час застарілими, але вони повністю виконують поставлені задачі. У новіших моделях мікросхем зменшено струм споживання та підвищена швидкодія. Характеристики мікросхем 155 серії показані в таблиці 5.1.

Таблиця 5.1 Характеристики мікросхем

Тип	Функціональне	Робота при	Струм	Тип
мікросхеми	призначення	... Другие файлы: Розробка керуючого автомата і синтез комбінаційних схем Побудова графічної схеми алгоритму та розмітка станів автомата, графа та кодування, структурної таблиці. Синтез комбінаційних схем для функцій збуджен... Системи числення та функції алгебри логіки. Булеві функції. Синтез комбінаційних схем Алгоритми переведення чисел з однієї позиційної системи числення в іншу. Перетворення і передавання інформації. Булеві функції змінних, їх мінімізація... Проектування комбінаційних схем на мікросхемах різного ступеню інтеграції Аналіз і характеристика методів проектування комбінаційних схем на різноманітних мікросхемах, визначення їхньої складності і швидкодії. Послідовні і к... Складання логічних схем з метою проектування комбінаційних пристроїв VHDL - технології дослідження цифрових пристроїв Мова VHDL. Створення проекту для моделювання цифрових і аналогових схем. Синтез і моделювання комбінаційних пристроїв, заданих в табличній формі, за д...