Разработка цифрового аппарата (стр. 3 из 3)
1) переход с a0 на a1 не зависит от xi, то есть он должен быть при x2’
x1’+ x2’ x1+ x2 x1’+ x2 x1;
2) переход с a1 на a2 не зависит от xi, то есть он должен быть при x2’
x1’+ x2’ x1+ x2 x1’+ x2 x1;
3) переход с a2 на a3 не зависит от xi, то есть он должен быть при x2’
x1’+ x2’ x1+ x2 x1’+ x2 x1;
4) переход с a3
- на a4 осуществляется при
x1’= x2’ x1’+ x2 x1’;
- на a5 при x2’ x1
- на a6 при x2 x1
5) переход с a5 на a7 не зависит от xi, то есть он должен быть при x2’
x1’+ x2’ x1+ x2 x1’+ x2 x1;
6) переход с a6 на a7 не зависит от xi, то есть он должен быть при x2’
x1’+ x2’ x1+ x2 x1’+ x2 x1.
На этом первый этап можно считать законченным.
Этап 2.
Составляем таблицу истинности КС1, исходя из таблицы 9 и таблицы истинности D-триггера (таблица 10).
Таблица 10 – таблица истинности D-триггера
| C | D | Q(t) | Q(t+1) | Q(t)→Q(t+1) | D |
| 0 | 0 | 0 | 0 | 0→0 | x |
| 0 | 1 | 0 | 0 | 0→1 | 1 |
| 0 | 0 | 1 | 1 | 1→0 | 0 |
| 0 | 1 | 1 | 1 | 1→1 | x |
| 1 | 0 | 0 | 0 | ||
| 1 | 0 | 1 | 0 | ||
| 1 | 1 | 0 | 1 | ||
| 1 | 1 | 1 | 1 |
Итак, составляем таблицу истинности КС1
Таблица 11 – таблица истинности КС1
| Входные функции | Последующие состояния | Выходные функции | ||||||||
| x1 | х2 | Q2 | Q1 | Q0 | Q2’ | Q1’ | Q0’ | D2 | D1 | D0 |
| 0 | 0 | 0 | 0 | 1 | 0 | 1 | 0 | x | 1 | 0 |
| 0 | 0 | 0 | 1 | 0 | 0 | 1 | 1 | x | x | 1 |
| 0 | 0 | 0 | 1 | 1 | 1 | 0 | 0 | 1 | 0 | 0 |
| 0 | 0 | 1 | 0 | 0 | - | - | - | - | - | - |
| 0 | 0 | 1 | 0 | 1 | 1 | 1 | 1 | x | 1 | x |
| 0 | 0 | 1 | 1 | 0 | 1 | 1 | 1 | x | x | 1 |
| 0 | 0 | 1 | 1 | 1 | - | - | - | - | - | - |
| 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 1 | x | x | 1 |
| 0 | 1 | 0 | 0 | 1 | 0 | 1 | 0 | x | 1 | 0 |
| 0 | 1 | 0 | 1 | 0 | 0 | 1 | 1 | x | x | 1 |
| 0 | 1 | 0 | 1 | 1 | 1 | 0 | 0 | 1 | 0 | 0 |
| 0 | 1 | 1 | 0 | 0 | - | - | - | - | - | - |
| 0 | 1 | 1 | 0 | 1 | 1 | 1 | 1 | x | 1 | x |
| 0 | 1 | 1 | 1 | 0 | 1 | 1 | 1 | x | x | 1 |
| 0 | 1 | 1 | 1 | 1 | - | - | - | - | - | - |
| 0 | 1 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 1 | x | x | 1 |
| 1 | 1 | 0 | 0 | 1 | 0 | 1 | 0 | x | 1 | 0 |
| 1 | 1 | 0 | 1 | 0 | 0 | 1 | 1 | x | x | 1 |
| 1 | 1 | 0 | 1 | 1 | 1 | 0 | 1 | 1 | 0 | 1x |
| 1 | 1 | 1 | 0 | 0 | - | - | - | - | - | - |
| 1 | 1 | 1 | 0 | 1 | 1 | 1 | 1 | x | 1 | x |
| 1 | 1 | 1 | 1 | 0 | 1 | 1 | 1 | x | x | 1 |
| 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | - | - | - | x | x | 1 |
| 1 | 1 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 1 | |||
| 1 | 0 | 0 | 0 | 1 | 0 | 1 | 0 | x | 1 | 0 |
| 1 | 0 | 0 | 1 | 0 | 0 | 1 | 1 | x | x | 1 |
| 1 | 0 | 0 | 1 | 1 | 1 | 1 | 0 | 1 | x | 0 |
| 1 | 0 | 1 | 0 | 0 | - | - | - | - | - | - |
| 1 | 0 | 1 | 0 | 1 | 1 | 1 | 1 | x | 1 | x |
| 1 | 0 | 1 | 1 | 0 | 1 | 1 | 1 | x | x | 1 |
| 1 | 0 | 1 | 1 | 1 | - | - | - | - | - | - |
| 1 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 1 | x | x | 1 |
Теперь необходимо определить логические выражения для D-триггера – D0, D1 и D2.
Анализируя таблицу истинности, видим, что D2 есть логическая единица. Для составления логических выражений для D1 и D2 воспользуемся картой Карно, таким образом, будет сразу проведена минимизация ДНФ.
2.4 Составление логической схемы ЦА
При построении логической схемы ЦА за основу принимаем структурную схему автомата (рисунок 2). Все связи между блоками уже определены в структурной схеме, остается только заполнить «черные» ящики КС1 иКС2 элементами, определенными в предыдущих пунктах и регистр ЭП представить соответствующим количеством триггеров и соединить все эти элементы в соответствии с уравнениями для y1, y2, y3, y4 и D0, D1, D2.
Текстовые входы (входы «С») триггеров соединяем в один узел (параллельное соединение) для того, чтобы подключить к этому входу ЦА тактовый сигнал.
Таким образом, получается схемное решение ЦА (рисунок 3).
Заключение
Синтез ЦА на основе графа микропрограммы автомата состоит из двух этапов: составление логической схемы ЦА (которое в свою очередь включает эскизную часть, синтез КС2 и КС1) и непосредственно интегральной микросхемы ЦА. На первом этапе для оформления курсового проекта используются средства пакета MS Office – MS Word. На втором этапе применяются данные справочников по интегральным микросхемам для построения ее на основе логической схемы ЦА путем замены логических элементов на соответствующие цифровые микросхемы.
Список использованной литературы
1. Булатов В. Н. Дискретные преобразования и логический синтез в цифровой электронике. Методические указания; ОГУ. Оренбург, 1994
2. Тарабрин Б. В. Справочник по интегральным микросхемам; М.: «Энергия», 1977