Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

АЛО схемотехника Якунин (Методичка)

.pdf
Скачиваний:
206
Добавлен:
14.10.2014
Размер:
2.76 Mб
Скачать

Вариант 12

y1 = Л(1,5,7,9,13-15; ×:3,8,11,12); y2 = Л(5,7,13,15; ×:3,4,11);

y3 = Л(0,1,8,9,13,24-27,29-31; ×:5,11,12,16-19,21,28); y4 = Л(8-15,19,23,26,27,30,31; ×:1,3,5,7,16,22,25).

Задание для защиты лабораторной работы. Упростить выражения:

y1 = (x1 + x0)∙(x2 + x1 + x0); y2 = x2 x1 x0 + x1.

Вариант 13

y1 = V(0,2,10,11,15; ×:4,8,12,14); y2 = V(0,2,6,7,8,14; ×:1,3,4,10,15);

y3 = V(10,11,14,15,24,26,27,28-31,17,20,21; ×:2,16,18,22,25); y4 = V(0,3,4,7,16,19,20,24,27,28,31; ×:8,11,12,15,17,18,21-23).

Задание для защиты лабораторной работы. Упростить выражения:

y1 = x3 + x4x3x0;

y2 = (x1 + x0)( x3 + x2 + x1 + x0).

Вариант 14

y1 = Л(1,3,5,7,14,15; ×:2,9-11); y2 = Л(7,12,13,15; ×:3,4-6,11,14);

y3 = Л(9,11,13,15,16,20,24,25,27,28,29,31; ×:0,2,7,18,22,26,30); y4 = Л(1,3,5,7,8,12,17,19,21,23,24,28; ×:9,10,14,26,30,31).

Задание для защиты лабораторной работы. Упростить выражения:

y1 = x2 x0 + x3 x2 x1 x0;

y2 = x2x1 + x1 x0 + x2 x0 .

Вариант 15

y1 = V(1,2,4,6,8,9; ×:0,3);

y2 = V(0,1,8-10,15; ×:2,6,11,14);

y3 = V(2,3,4,6,16,18,19,20,23; ×:10,14,22,26,27,30,31,7,0);

y4 = V(1,5,7,9,11,13,16,17,19,20,22,23; ×:2,3,6,10,14,15,18,21,26,30).

Задание для защиты лабораторной работы. Упростить выражения:

41

PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com

y1 = ( x1 + x0)∙(x2 + x1 + x0);

y2 = x2 + x3 x2 x1 x0.

Вариант 16

y1 = Л(7,8,9,12,14; ×:2,6);

y2 = Л(6,7,11,12,15; ×:2,4,5,9,10); y3 = Л(9-13,18,24; ×:14,16,25-27);

y4 = Л(3-5,16,21,28; ×:6,17,20,29,31).

Задание для защиты лабораторной работы. Упростить выражения:

y1 = x2 x1 x0 + x2 x1 x0 + x2 x1 x0 ; y2 = x2 + x3 x2 x1 x0 .

Вариант 17

y1 = V(0,4,6,8,9; ×:1,2,10); y2 = V(7,10,14,15; ×:3,11,13);

y3 = V(0,2,4,8,12,14,16,18,19,20,23,26,27,30,31;×:6,10,17,21,22,24,28); y4 = Л(8-10,12,14,16-18,20,22,24-26,28,30; ×:0-2,4,6,21,23,27).

Задание для защиты лабораторной работы. Упростить выражения:

y1 = x0 + x3 x1 x0;

y2 = (x2 + x1)∙( x3 + x2 + x1 + x0 ).

Вариант 18

y1 = Л(6,7,9,11,12,13,14,15; ×:2,4,8,10); y2 = Л(5,7,13,15; ×:1,3,4,6,9,11);

y3 = Л(8-15,19,23,25,27,29,31; ×:2,3,4,6,7,16);

y4 = V(0,2,4,6,8,10,12,16,19,22,23,27,28,30;×:1,3,5,7,14,18,20,24,26,31).

Задание для защиты лабораторной работы. Упростить выражения:

y1 = x2 x1 + x3x2 x1 x0 ;

y2 = x3 x1 x0 + x3 x1 x0 + x3x1x0.

Вариант 19

y1 = V(2,4,6-8,10; ×:0,1,3,12,14); y2 = V(1,7,9,12,13; ×:0,2,3,5,8);

y3 = V(2,3,7,10,12,18,19,22,23,24,26,28,30; ×:0,1,4-6,8,14); y4 = V(4,6,7,13,15,16-18,20,22,23; ×:0,5,8,12,14,19,21,24,28).

Задание для защиты лабораторной работы.

42

PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com

Упростить выражения: y1 = x3 x0 + x3 x0 ;

y2 = x2 x0 + x3 x2 x1x0.

Вариант 20

y1 = Л(1,2,4,6,8-10; ×:0,3,11,12,14); y2 = Л(2,3,7,9,13,15; ×:6,8,10,11);

y3 = Л(9,11,13,15,17,21,25,29; ×:1,3,5,7,14,24,26,31);

y4 = Л(0,1,3,4,5,7,8,9,12,13,15,24,28; ×:11,16,19,20,23,26,30).

Задание для защиты лабораторной работы. Упростить выражения:

y1 = x2 + x1 + x2 x1x0 ; y2 = x3 x2 + x3 x1 + x2 x1 .

Вариант 21

y1 = V(0,6,8,10,12,14,15; ×:2,4,9,11); y2 = V(0,1,5,8,9,13-15; ×:2-4,12);

y3 = V(1,4,5,16-18,20,24,26,28,30; ×:0,2,6,10,14,21,22); y4 = V(0-2,5,9,10,13,17,18,21,24,25; ×:3,4,6,7,8,16,26,29).

Задание для защиты лабораторной работы. Упростить выражения:

y1 = x3 + x3 x0;

y2 = x2 x0 + x1 x0 + x2 x1

Вариант 22

y1 = Л(8,9,12,15; ×:1,5,7,13,14); y2 = Л(4-7; ×:12-15);

y3 = Л(0-7,8,12,24,25,28,29; ×: 9,13,16,17,19,20,21,23); y4 = Л(2,3,6,7,11,15,16,20,25,29; ×:8,9,17,18,21,22).

Задание для защиты лабораторной работы. Упростить выражения:

y1 = x1 + x2 x1 ;

y2 = x3 x1 + x3x2 x1 x0 .

Вариант 23

y1 = V(0,8,10,14,15; ×:2,9,11);

y2 = V(5,10,11,12-14; ×:0,4,8,15);

y3 = V(3,5,7,17-19,20,22,23,24,28,30; ×:0,1,6,8,14,16,21,26);

43

PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com

y4 = V(3,7,8,11,12,14,15,19,24,26,27,30; ×:4-6,10,16-18,23,28,31).

Задание для защиты лабораторной работы. Упростить выражения:

y1 = x3 x2 x1 x0 + x2 x0 ;

y2 = x3 x2 x1 x0 + x3x2 x1 x0 + x3x2x1x0.

Вариант 24

y1 = Л(1,5,10,11,14,15; ×:3,4,7,13); y2 = Л(2,3,8-10,12,13; ×:0,4,11);

y3 = Л(7,10,11,15,17,19,21,23,24-27,28,29,31; ×:3,8,12,14,30); y4 = Л(1-3,10,12,14,17-19,26,28,30; ×:0,6,7,8,9,16,21,24,27,31).

Задание для защиты лабораторной работы. Упростить выражения:

y1 = x3x2x1x0 + x2x1x0 + x1x0; y2 = x2 + x2 x1 x0.

Вариант 25

y1 = V(7-9,12,13; ×:2,4,6,14,15); y2 = V(1,3,5-7,11,14,15; ×:8,12);

y3 = V(2,3,7,18,19,20,22,23,24,26,28; ×:0,4-6,8,16,30);

y4 = V(3,4,7,14,15,19,20,23,27,28,30; ×:5,6,11,12,16-18,31).

Задание для защиты лабораторной работы. Упростить выражения:

y1 = x2 x1 + x2 x1 ; y2 = x3 + x3 x2 × x1 .

Вариант 26

y1 = Л(0-2,5,8,9,10; ×:11,13,15); y2 = Л(5,7,10-15; ×:3,6,8);

y3 = Л(9-11,12,13,15,26,27,31; ×:3,5,8,14,16,21,24,30); y4 = Л(0-3,8-11,12,13,15,28,29,31; ×:5,14,18,21,27,30).

Задание для защиты лабораторной работы. Упростить выражения:

y1 = ( x2 + x0)∙(x3 + x2 + x1 + x0);

y2 = x1 + x2 x1 x0.

Вариант 27

y1 = V(0,1,9,10,12,14; ×:4,8);

y2 = V(2,3,6,7,10,11; ×:0,4,8,12,14);

y3 = V(1,5,9,11,13,15,16,17,20,24,28,29; ×:0,2,3,4,6,7,21,25); y4 = V(3,5,7,11,15,19,21,29,31; ×:0-2,4,6,13,23,27).

44

PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com

Задание для защиты лабораторной работы. Упростить выражения:

y1 = (x3 + x1 + x0)∙( x3 + x1 + x0); y2 = x2 x1 + x3x2 x1 x0.

Вариант 28

y1 = Л(3,6,9,12; ×:2,8);

y2 = Л(8,9,10,13,15; ×:0,1,3);

y3 = Л(3,5,9,13,18,19,23,26,30; ×:0,1,4,22); y4 = Л(9,13,25,29; ×:16,17).

Задание для защиты лабораторной работы. Упростить выражения:

y1 = ( x2 + x1 )∙(x3 + x2 + x1 )∙(x2 + x1 ); y2 = x3 x0 + x3 x1 x0 .

Вариант 29

y1 = V(0-7,8-11; ×:13-15);

y2 = V(0-3,5-7,10,14-15; ×:8);

y3 = V(0,7,13,15,18; ×:5,6,11,19,24-27); y4 = V(2,9,11,15,19; ×:7,15,23,28-31).

Задание для защиты лабораторной работы. Упростить выражения:

y1 = x3 + x3 x0 ;

y2 = x2 x1 + x2 x0 + x1 x0.

Вариант 30

y1 = Л(0,1,3; ×:2,4,5,6,9-11,13); y2 = Л(0,2,4-6; ×:1,3,7,8,12,14);

y3 = Л(2,7,17,19,20,25,28; ×:3,6,16,21,24,27,29); y4 = Л(3,5,11,13,19,23,27,31; ×:17,21,25,29).

Задание для защиты лабораторной работы. Упростить выражения:

y1 = x2 x1 x0 + x2 x1 x0 + x2 x1x0; y2 = x2 x0 + ( x2 + x0)x1.

Вариант 31

y1 = V(0-5,7-14; ×:15);

y2 = V(1,3,9,10; ×:2,7,13,14);

y3 = V(0-4,12-14,20-22,24-26; ×:5,6,10,18,30); y4 = V(0-4; ×:16-18).

Задание для защиты лабораторной работы. Упростить выражения:

y1 = x2x1 + x2 Å x1; y2 = x3 Å 1.

45

PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com

Лабораторная работа № 2 Триггерные устройства

Цель работы: изучить типы триггерных устройств; овладеть навыками логического проектирования элементарных последовательностных автоматов на примере триггерных устройств; получить навыки работы с САПР MAX+PLUS II.

Продолжительность работы - 4 часа.

Лабораторное задание

1.Ознакомиться с правилами техники безопасности в учебном кабинете.

2.Выполнить синтез структур, заданных в индивидуальном задании, построить временные диаграммы ра-

боты.

3.Получить допуск к лабораторной работе, показав преподавателю выполненные задания и ответив на вопросы теоретической части.

Пример индивидуального задания

1.Синтезировать в базисе ИЛИ-НЕ Е-триггер с активными уровнями: ER = 1, ES = 0.

2.Используя D- и JK-триггеры, синтезировать два многовходовых триггера, которые функционируют согласно табл.1.

3.Построить временные диаграммы, избегая состояний «×». Оформить триггеры как отдельные компоненты MAX+PLUS II. Нарисовать схему в MAX+PLUS II, установив в поле чертежа оба компонента. Просимулировать их работу, подав на них одинаковые воздействия. Сравнить полученные диаграммы с рассчитываемыми.

Таблица 1

Закон функционирования триггерного устройства

 

Входы

 

Выход

 

 

 

Qt+1

x2

x1

x0

0

0

0

 

 

 

Qt

 

 

 

 

 

 

 

 

0

0

1

0

 

 

 

 

 

 

0

1

0

×

 

 

 

 

 

 

0

1

1

0

 

 

 

 

 

 

1

0

×

×

 

 

 

 

 

 

1

1

0

1

 

 

 

 

 

 

1

1

1

 

Qt

 

 

 

 

 

 

46

PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com

Порядок выполнения работы

В соответствии с заданием синтезируем в базисе ИЛИ-НЕ Е-триггер с активными уровнями: ER=1,

ES=0.

Структурная схема разрабатываемого триггерного устройства показана на рис.1. На ней изображён классический RS-триггер в базисе ИЛИ-НЕ и комбинационная схема (КС), управляющая этим RS-триггером. Фактически для решения задачи необходимо синтезировать эту комбинационную схему.

R

КС

R* 1 Q

S

1

Q

S*

Рис.1. Структурная схема триггерного устройства

Для решения построим таблицу переходов триггерного устройства (табл.2). Левая часть таблицы заполняется перечислением всех возможных наборов. Для заполнения столбца Qt+1 сначала определим режимы работы триггера (они перечислены в правой части таблицы). Для этого воспользуемся табл.3, в которой перечислены режимы работы триггера в зависимости от его типа и уровней сигналов, поданных на его информационные входы. Самыми последними заполняются столбцы R* и S*. Для этого используют заполненные столбцы Qt и Qt+1 и характеристическую таблицу для RS-триггера в базисе ИЛИ-НЕ (табл.4).

Таблица 2

Таблица переходов для E-триггера

ER

ES

Qt

 

Qt+1

R*

S*

 

Режимы работы

набора

 

 

 

 

 

 

 

 

RS-триггера

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

0

0

0

 

1

0

1

 

Установка

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

0

0

1

 

1

0

×

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

0

1

0

 

0

×

0

 

Хранение

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

0

1

1

 

1

0

×

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4

1

0

0

 

0

×

0

 

Хранение (E-TG)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5

1

0

1

 

1

0

×

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6

1

1

0

 

0

×

0

 

Сброс

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7

1

1

1

 

0

1

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

47

PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com

Таблица 3

Режимы работы триггера

ER

ES

Режимы работы RS-триггера

Неактивный

Неактивный

Хранение (Qt+1 = Qt)

 

 

 

Неактивный

Активный

Установка (Qt+1 = 1)

 

 

 

Активный

Неактивный

Сброс (Qt+1 = 0)

 

 

 

 

 

RS-TG: запрещённый набор

Активный

Активный

R-TG: сброс (Qt+1 = 0)

 

 

S-TG: установка (Qt+1 = 1)

 

 

E-TG: хранение (Qt+1 = Qt)

 

 

 

Таблица 4

Характеристическая таблица

для RS-триггера в базисе «ИЛИ-НЕ»

Q t Qt+1

R*

S*

0

0

×

0

 

 

 

 

0

1

0

1

 

 

 

 

1

0

1

0

 

 

 

 

1

1

0

×

 

 

 

 

Минимизируем функции R* и S* с использованием карт Карно. Рабочие карты с выбранными покрытиями для R* показаны на рис.2.

R*

ES

 

 

 

S*

ES

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ER

 

 

 

 

 

 

ER

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

0

 

 

0

 

0

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

0

0

 

 

0

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Qt

 

 

 

 

 

 

Qt

Рис.2. Карты Карно с выбранными покрытиями для ER* и ES*

В результате минимизации получаем аналитические выражения для R* и S*:

R* = ER × ES ,

S* = ER × ES .

Так как требуется синтезировать схему в базисе ИЛИ-НЕ, то полученные выражения преобразуем в этот базис, используя правило Де-Моргана:

R* = ER × ES = ER + ES ,

S* = ER × ES = ER + ES .

Используя полученные выражения, нарисуем схему искомого E-триггера (рис.3).

48

PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com

ER

1

R* 1

Q

ES

1

Q

1 S*

Рис.3. Схема E-триггера в базисе ИЛИ-НЕ

Построим временную диаграмму работу спроектированного Е-триггера (рис.4)

ER

ES

Q

Установка Хранение

Сброс

Хранение

Рис.4. Временная диаграмма работы E-триггера

Выполним вторую часть индивидуального задания. Используя D- и JK-триггеры, синтезируем два мно-

говходовых триггера, которые функционируют согласно табл.1. Оформим их как отдельные компоненты.

Для решения задачи нужно синтезировать комбинационные схемы, управляющие работой D-триггера и JK-триггера. Структурная схема проектируемого триггерного устройства, основанная на D-триггере, показана на рис.5, основанная на JK-триггере, - на рис.6.

КС

D*

D

TT

Q

x2

 

 

 

 

 

 

 

x1

 

 

 

 

x0

ТИ

C

 

Q

 

 

 

 

Рис.5. Структурная схема триггерного устройства, основанная на D-триггере

J

J*

J

TT

КС

 

Q

 

 

 

ТИ

C

 

 

 

 

 

 

 

Q

K

K*

K

 

 

 

 

Рис.6. Структурная схема триггерного устройства, основанная на JK-триггере

В соответствии с индивидуальным заданием заполним таблицу переходов для D- и JK-триггера (табл.5). Левая половина таблицы (до двойной вертикальной черты) перечисляет все возможные состояния переменных

49

PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com

x2, x1, x0, Q. Используя индивидуальное задание и анализируя значения переменных x2, x1, x0, заполняем столбец «Режим работы». Зная режим работы, легко заполнить столбец Qt+1.

Согласно характеристической таблице для D-триггера D* = Qt+1, поэтому для D* не будем заполнять отдельные колонки. Столбцы J* и K* заполняются с использованием характеристической таблицы для JK-триггера

(табл.6).

Таблица 5

Таблица переходов многовходового триггера

 

Номер

x2 x1 x0

Qt

 

Qt+1

 

J*

 

K*

Режим работы

 

 

набора

 

 

 

 

 

D*

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

0

0

0

0

1

 

 

1

 

×

 

 

 

 

Qt

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

0

0

0

1

 

0

 

 

×

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

0

0

1

0

 

0

 

 

0

 

×

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

0

0

1

1

 

0

 

 

×

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4

 

0

1

0

0

 

×

 

 

×

 

×

×

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5

 

0

1

0

1

 

×

 

 

×

 

×

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6

 

0

1

1

0

 

0

 

 

0

 

×

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7

 

0

1

1

1

 

0

 

 

×

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

8

 

1

0

0

0

 

×

 

 

×

 

×

×

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

9

 

1

0

0

1

 

×

 

 

×

 

×

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

10

 

1

0

1

0

 

×

 

 

×

 

×

×

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

11

 

1

0

1

1

 

×

 

 

×

 

×

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

12

 

1

1

0

0

 

1

 

 

1

 

×

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

13

 

1

1

0

1

 

1

 

 

×

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

14

 

1

1

1

0

 

0

 

 

0

 

×

 

Qt

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

15

 

1

1

1

1

 

1

 

 

×

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблица 6

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Характеристическая таблица JK-триггера

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Qt

Qt+1

 

J*

K*

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

0

 

0

×

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

1

 

1

×

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

0

 

×

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

1

 

×

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

C: 1 → 0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Перенесём на карты Карно столбцы D* (рис.7,а), J* (рис.7,б) и K* (рис.7,в) и минимизируем эти функции

алгебры логики.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

50

PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com