Лабы / узлы лр2
.docxСанкт-Петербургский государственный
электротехнический университет
«ЛЭТИ» им. В.И. Ульянова (Ленина)
Кафедра Вычислительной техники
отчет
по лабораторной работе №2
по дисциплине «Узлы и устройства СВТ»
Тема: Проектирование комбинационного узла на основе дешифратора и мультиплексора
Вариант - 3
Студенты гр. 8308 |
|
Шубинов Р. В. Треско М.Ю. |
Преподаватель |
|
Бондаренко П.Н. |
Санкт-Петербург
2021
Оглавление
Цель работы 3
Часть 1 3
Часть 2 7
Вывод 12
Цель работы
Получить практические навыки в использовании дешифратора и мультиплексора для воспроизведения произвольных логических функций.
Часть 1
1.1. Сначала функциональная схема, реализующая функцию из первой лабораторной работы, была представлена элементом, представляющим собой функциональную схему, реализованную в первой лабораторной работе. Потом функциональная схема той же функции была реализована при помощи дешифратора и мультиплексора. Функциональная схема, оформленная с учетом требований ГОСТ представлена на рисунке 1.
Рисунок 1. Функциональная схема
1.2. Далее схема узла была построена в САПР Quartus II. Схема узла, представленная соответствующим файлом проекта САПР Quartus II представлена на рисунке 2.
Рисунок 2. Схема узла
1.3. Далее было проведено функциональное и временное моделирование. Результаты функционального и временного моделирования представлены на рисунках 3 и 4 соответственно.
Рисунок 3. Функциональное моделирование
Рисунок 4. Временное моделирование
Выходные сигналы по трём выходам полностью совпадают со значениями заданной функции. Функциональное моделирование позволяет проверить выход функции перебором всех возможных значений функции, а временное моделирование при этом учитывает ещё и временные задержки по срабатыванию элементов (фронты выхода смещены относительно входа).
Часть 2
2.1. Построим таблицу истинности семисегментного индикатора, который отображает число в шестнадцатеричной системе, соответствующее двоичному числу, заданному четырьмя входными значениями. Таблица истинности семисегментного индикатора представлена в таблице 1.
Таблица 1. Таблица истинности семисегментного индикатора
Шестнадцатеричное число |
x3 |
x2 |
x1 |
x0 |
D0 |
D1 |
D2 |
D3 |
D4 |
D5 |
D6 |
DP |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
1 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
2 |
0 |
0 |
1 |
0 |
1 |
1 |
0 |
1 |
1 |
0 |
1 |
0 |
3 |
0 |
0 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
0 |
0 |
1 |
0 |
4 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
1 |
1 |
0 |
0 |
1 |
1 |
0 |
5 |
0 |
1 |
0 |
1 |
1 |
0 |
1 |
1 |
0 |
1 |
1 |
0 |
6 |
0 |
1 |
1 |
0 |
1 |
0 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
0 |
7 |
0 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
8 |
1 |
0 |
0 |
0 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
0 |
9 |
1 |
0 |
0 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
0 |
1 |
1 |
0 |
2.2. Построим функциональную схему преобразователя 4-разрядного двоичного код в код семисегментного индикатора, оформив ее с учетом требований ГОСТ. Схема строится при помощи дешифраторов и элементов nor, так как в таблице истинности нулей меньше, чем единиц. Построенная функциональная схема представлена на рисунках 5 и 6.
Рисунок 5. Функциональная схема (часть 1)
Рисунок 6. Функциональная схема (часть 2)
2.2. Далее схему узла построим в САПР Quartus II. Схема узла представлена на рисунках 7, 8 и 9.
Рисунок 7. Схема узла (часть 1)
Рисунок 8. Схема узла (часть 2)
2.3. Описание процесса макетирования
При проведении макетного эксперимента проект был загружен на учебную плату. В первой части входные сигналы x[3..0] были подключены к движковым переключателям, а выходные - к светодиодной линейке. Во второй части выходные сигналы были подключены к выходам семисегментного индикатора. Затем путем перебора на переключателях всевозможных входных значений была проверена работоспособность схемы, реализующей семисегментный индикатор, и схемы, реализующей заданную в первой части функцию. Ошибок не обнаружено.
Вывод
При выполнении лабораторной работы получены практические навыки в использовании дешифратора и мультиплексора для воспроизведения произвольных логических функций. В первой части на дешифраторе и мультиплексоре реализована функция, заданная в первой лабораторной работе. Во второй части на основе дешифраторов реализован преобразователь 4-разрядного двоичного кода в код семисегментного индикатора. Спроектированные схемы работают корректно.