Синтез цифрового автомата управления памятью

ВВЕДЕНИЕ

В соответствии с заданием в данном курсовом проекте необходимо

синтезировать цифровой автомат. После нажатия кнопки ПУСК эта схема

должна обеспечить формирование заданного количества выходных сигналов

в соответствии с задание на расчет.

Разработка принципиальной схемы производится при помощи метода

синтеза цифровых схем по методу Карт Карно.

В заключении приведены меры по обеспечению защиты от внешних

электромагнитных помех.

В работе приведены все указанные в задание принципиальные схемы,

временные диаграммы и эскизы печатных плат.

1. РАЗРАБОТКА СТРУКТУРНОЙ СХЕМЫ УСТРОЙСТВА

Структурная схема представляет собой своеобразный макет , по которому

в ходе разработки будет спроектировано устройство управления ПЗУ. Он

определяет основные блоки проектируемого устройства и то, как эти

блоки будут взаимодействовать между собой.

В соответствии с заданием разрабатываемое устройство должно

выдавать на пяти выходах периодические последовательности цифровых

сигналов вида:

|0 |1 |n-1 |n-1 |n-1 |n-1 |

|1 |1 |0 |0 |0 |0 |

|1 |0 |1 |0 |0 |0 |

|1 |0 |0 |1 |0 |0 |

|1 |0 |1 |1 |0 |0 |

|1 |0 |0 |0 |1 |0 |

|1 |0 |1 |0 |1 |0 |

|1 |0 |0 |1 |1 |0 |

|1 |0 |1 |1 |1 |0 |

|1 |0 |0 |0 |0 |1 |

|1 |0 |1 |0 |0 |1 |

|1 |0 |0 |1 |0 |1 |

[pic] [pic]

Условное обозначение счетчика показано на рисунке 4

Условное обозначение счетчика деления частоты на 30

[pic]

Временная диаграмма работы счетчика представлена на рисунке 5

[pic]

4. Комбинационная схема

С выходов счетной схемы код передается на входы преобразователя. Следует

заметить, что выходы счетной схемы [pic] - соответствуют входам : a,

b,c,d,e.

Составим общую таблицу истинности для каждого выхода синтезируемого

устройства. Для всех выходов будут функции 5 переменных, т.к счет

необходимо производить до 30 импульсов, а пяти переменным соответствует

старшее число – 31 (с учетом нулевого состояния)

Таким образом комбинационная схема (преобразователь) преобразует значения

пяти функций входа в пять функций выхода:

Таблица 4.1

Преобразование переменных a, b,c,d,e в функции выхода

|e |d |C |b |a |Uвых 1 |Uвых 2 |Uвых 3 |Uвых 4 |Uвых 5 | |0 |0 |0 |0 |0 |0

|0 |1 |0 |1 |0 | |1 |0 |0 |0 |0 |1 |1 |1 |0 |1 |0 | |2 |0 |0 |0 |1 |0 |1 |1

|1 |1 |0 | |3 |0 |0 |0 |1 |1 |0 |1 |1 |0 |1 | |4 |0 |0 |1 |0 |0 |0 |0 |1 |1

|0 | |5 |0 |0 |1 |0 |1 |0 |1 |1 |1 |0 | |6 |0 |0 |1 |1 |0 |0 |0 |1 |1 |1 |

|7 |0 |0 |1 |1 |1 |1 |1 |0 |1 |0 | |8 |0 |1 |0 |0 |0 |1 |0 |0 |1 |0 | |9 |0

|1 |0 |0 |1 |1 |0 |1 |0 |1 | |10 |0 |1 |0 |1 |0 |1 |1 |0 |0 |1 | |11 |0 |1

|0 |1 |1 |1 |1 |0 |1 |1 | |12 |0 |1 |1 |0 |0 |1 |0 |0 |1 |0 | |13 |0 |1 |1

|0 |1 |0 |0 |1 |1 |0 | |14 |0 |1 |1 |1 |0 |1 |0 |1 |1 |1 | |15 |0 |1 |1 |1

|1 |0 |1 |1 |0 |0 | |16 |1 |0 |0 |0 |0 |1 |1 |0 |0 |1 | |17 |1 |0 |0 |0 |1

|1 |1 |0 |0 |1 | |18 |1 |0 |0 |1 |0 |0 |0 |1 |0 |1 | |19 |1 |0 |0 |1 |1 |0

|0 |1 |1 |0 | |20 |1 |0 |1 |0 |0 |1 |0 |0 |1 |0 | |21 |1 |0 |1 |0 |1 |1 |0

|1 |1 |1 | |22 |1 |0 |1 |1 |0 |1 |1 |0 |0 |1 | |23 |1 |0 |1 |1 |1 |0 |1 |1

|0 |0 | |24 |1 |1 |0 |0 |0 |0 |1 |0 |1 |0 | |25 |1 |1 |0 |0 |1 |0 |1 |0 |1

|0 | |26 |1 |1 |0 |1 |0 |0 |1 |1 |1 |1 | |27 |1 |1 |0 |1 |1 |0 |0 |1 |0 |1

| |28 |1 |1 |1 |0 |0 |0 |1 |0 |1 |1 | |29 |1 |1 |1 |0 |1 |0 |1 |1 |1 |1 | |

Осуществим минимизацию функций выхода методом карт Карно. При минимизации

методом карт Карно выделения осуществляем с помощью выделения рамками.

ba\dc |00 |01 |11 |10 | | | |ba\dc |00 |01 |11 |10 | |00 | | |1 |1 | | |

|00 |1 |1 | | | |01 |1 | | |1 | | | |01 |1 |1 | | | |11 | |1 | |1 | | |

|11 | | |X | | |10 |1 | |1 |1 | | | |10 | |1 |X | | |

Uвых1=cde v ade v abce v abcde v abce v bde v abce

ba\dc |00 |01 |11 |10 | | | |ba\dc |00 |01 |11 |10 | |00 |1 | | | | | |

|00 |1 | |1 |1 | |01 |1 |1 | | | | | |01 |1 | |1 |1 | |11 |1 |1 |1 |1 | |

| |11 | |1 |X | | |10 |1 | | |1 | | | |10 | |1 |X |1 | |

Uвых2=cde v ade v abe v bcde v bcde v bce v bde v abde

ba\dc |00 |01 |11 |10 | | | |ba\dc |00 |01 |11 |10 | |00 | |1 | | | | |

|00 | | | | | |01 | |1 |1 |1 | | | |01 | |1 |1 | | |11 |1 | |1 | | | |

|11 |1 |1 |X |1 | |10 |1 |1 |1 | | | | |10 |1 | |X |1 | |

Uвых3=bcd v abde v bcde v abde v bcde v ace v bde

ba\dc |00 |01 |11 |10 | | | |ba\dc |00 |01 |11 |10 | |00 |1 |1 |1 |1 | |

| |00 | |1 |1 |1 | |01 |1 |1 |1 | | | | |01 | |1 |1 |1 | |11 | |1 | |1 |

| | |11 |1 | |X | | |10 |1 |1 |1 | | | | |10 | | |X |1 | |

Uвых4=bde v abde v bс v dce v abce v abde v abcde v abcde v bde v

abde

ba\dc |00 |01 |11 |10 | | | |ba\dc |00 |01 |11 |10 | |00 | | | | | | |

|00 |1 | |1 | | |01 | | | |1 | | | |01 |1 |1 |1 | | |11 |1 | | |1 | | |

|11 | | |X |1 | |10 | |1 |1 |1 | | | |10 |1 |1 |X |1 | |

Uвых5=abce v abce v abde v acde v acde v bcde v abde v abe v cde v

bde

Представим функции в базисе И-НЕ:

Uвых1=cde v ade v abce v abcde v abce v bde v abce

Uвых2=cde v ade v abe v bcde v bcde v bce v bde v abde

Uвых3=bcd v abde v bcde v abde v bcde v ace v bde

Uвых4=bde v abde v bс v dce v abce v abde v abcde v abcde v bde v

abde

Uвых5=abce v abce v abde v acde v bcde v abde v abe v cde v bde

5. Схема сброса

Для устойчивой работы при необходимости, необходимо произвести сброс

схемы в исходной в одно из заданных состояний (например в 0). Сброс

будем производить при помощи кнопки сброса и логических элементов.

Схема сброса представлена на рисунке 6

[pic]

рис. 6

Принципиальная схема всего синтезируемого генератора цифровых

сигналов представлена на рисунке 7.

Временная диаграмма работы данной схемы приведена на рисунке 8

[pic]

рис. 8

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В соответствии с техническим заданием, в данном курсовом проекте было

разработано устройство, формирующее последовательность цифровых сигналов

для управления постоянным запоминающим устройством. Выполнение данной

работы включало в себя все основные этапы проектирования цифровых устройств

на интегральных микросхемах. Это позволило получить и закрепить

практические навыки разработки структурной схемы устройства, синтеза и

разработки его принципиальной схемы, конструктивной проработки изделия.

В заключении хотелось бы отметить, что разработанное устройство, а

особенно формирователи выходных последовательностей оказались достаточно

сложными и содержат большое количество корпусов интегральных микросхем.