Кодирование систем канонических уравнений




Построения функций возбуждения RS-триггеров

 

Система булевых функций

S1= R1 =

S2 = R2 =

S3 = R3 =

Y1 =

Y2 =

Система булевых функций в базисе И–НЕ

S1= R1 =

S2 = R2 =

S3 = R3 =

Y1 =

Y2 =

 

5. Функциональная схема и расчет ее характеристик

Технические характеристики микросхем серии 155:

Элемент Тип Ток пот. max Время задержки
К155ЛА1 2 элемента 4И-НЕ 16 mA 15 нс
К155ЛА2 1 элемент 8И-НЕ 16 mA 15 нс
К155ЛА3 4 элемента 2И-НЕ 16 mA 15 нс
К155ЛА4 3 элемента 3И-НЕ 16 mA 15 нс
К155ЛА5 3 элемента 2И-НЕ 16 mA 20 нс

 

Синтезированная схема синхронного автомата может быть выполнена с использованием следующих микросхем серии 155:

Элемент Количество
К155ЛА1
К155ЛА2
К155ЛА3
К155ЛА4
К155ЛА5

 

Напряжение питания: Up = 5 В + 5 %.

При расчете времени задержки схемы инверторы входных сигналов учитывать не будем, а также выходные сигналы y1 и y2.

Время задержки схемы: так как самый длинный путь сигнала от входа к выходу составляет 4 логических элемента, то время, которое потребуется сигналу для прохождения этого пути (максимальное время срабатывания схемы) будет равно:

tkc = n ž tэл , где n – max число последовательно соединенных элементов.

tkc = 2ž15 + 2ž (20) = 70 (нс)

Потребляемый ток и мощность:

I = 16 ž (3 + 5 + 3 + 2 + 2) = 240 (mA) = 0.240 (А)

P = U ž I = 5 ž 0.240 = 1.2 (Вт)


6. Логическое моделирования на наборах функционального теста

Логическое моделирование схемы будем проводить следующим образом:

1. Проверка последовательности для открытия замка (3 набора) - № 1-3.

2. Проверка установки в состояние S0 - №4.

3. Проверка последовательности снятия тревоги (3 набора) - № 5-7.

 

Таблица 6.1 – Логическое моделирование схемы

x1 x2 z1 z2 z3 S1 R1 S2
                                 
                                               
                                               
                                               

 

R2 S3 R3 Z1 Z2 Z3 Y1 Y2
               
               
               
               

 

В ходе выполнения моделирования работы схемы ошибок в работе автомата не обнаружено.

 

7. Проверка полноты теста и построение дополнительного набора

При моделировании работы схемы на 3, 5 и 7 полюсах схемы формируется только значение 1, значит, в случае неисправности типа «тождественная единица» ее не будет невозможно обнатужить рассматриваемыми наборами.

Построим дополнительный тест для обнаружения неисправности на седьмом полюсе. В случае неисправности на выходе S2 будет 0, иначе, если неисправности нет – 1.

Рисунок 7.1 – Неисправность на выходе 7 элемента

 

Для обнаружения неисправности на выходе седьмого элемента нам необходимо получить на его выходе 0. Единственным набором, при котором выход седьмого элемента будет равен 0 является набор: z1=1, z2=1, z3=Х, x1=1, x2=0. Так как 7 и 8 элементы имеют полностью противоположные входные сигналы, то противоречий быть не может.

Условие активизации через S2: на выходе седьмого элемента 0, на выходе восьмого – 1.

Тестовый набор: 11Х10. В случае неисправности Fн = 0, иначе F = 1.

Для проверки проводим логическое моделирование для случаев:

с неисправностью и без неисправности; значения различны, а значит тест построен верно.


Заключение

В процессе выполнения курсовой работы был синтезирован синхронный автомат «секретный замок», согласно заданным последовательностям открытия замка и снятия тревоги.

Выполнено кодирование по желательности соседства и близкое к соседнему для синхронного автомата. Для построения схемы автомата было выбрано менее сложное кодирование. Сравнив кодирование по критерию желательности соседства и близкое к соседнему, был сделан вывод, что более простым является построение схемы на основе кодирования по критерию желательности соседства. Для автомата была построена функциональная схема и рассчитаны характеристики этой схемы.

Для анализа работы схемы было выполнено логическое моделирование для синхронного автомата. Логическое моделирование показало, что схема работает правильно. На некоторых полюсах выходной сигнал был постоянным, и для обнаружения неисправности был разработан дополнительный набор.

Произведенный анализ полученного устройства показал следующие характеристики:

 

  Синхронный автомат
Iпот 240 мА
Pпот 1,2 Вт
tкс 70 нс

 

 


Библиографический список

1. Б.В. Тарабрин, Л.Ф. Лунин, Ю.Н. Смирнов и др.; «Интегральные микросхемы: Справочник». Под ред. Б.В. Тарабрина. – М.: Радио и связь, 1984 – 528 с., ил.

2. Новосёлов В. Г. «Прикладная теория цифровых автоматов. Части 3-4. Синхронные и асинхронные цифровые автоматы с памятью» - К.: ИСИО, 1993 // 144 c.

3. Методические указания к выполнению курсового проекта по дисциплине "Компьютерная логика" для студентов дневной и заочной форм обучения направления 09.03.01 - Информатика и вычислительная техника / Сост. Шалимова Е.М. - Севастополь: СевНТУ, 2015. - 24 с.

 





©2015-2017 poisk-ru.ru
Все права принадлежать их авторам. Данный сайт не претендует на авторства, а предоставляет бесплатное использование.

Обратная связь

ТОП 5 активных страниц!