Студопедия Главная Случайная страница Обратная связь

Разделы: Автомобили Астрономия Биология География Дом и сад Другие языки Другое Информатика История Культура Литература Логика Математика Медицина Металлургия Механика Образование Охрана труда Педагогика Политика Право Психология Религия Риторика Социология Спорт Строительство Технология Туризм Физика Философия Финансы Химия Черчение Экология Экономика Электроника

ИССЛЕДОВАНИЕ КОМБИНАЦИОННЫХ УСТРОЙСТВ




Комбинационными называются функциональные узлы, которые построены только на логических элементах и не содержат элементов памяти. Иначе их называют автоматы с нулевой памятью. Состояние комбинационного узла однозначно определяется входным сигналом и не зависит от предыдущего состояния.

 

3.1ИССЛЕДОВАНИЕЛОГИЧЕСКИХ ФУНКЦИЙ

«ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ» И ЕЁИНВЕРСИИ

 

Сумматор по модулю «2» в случае наличия только двух входов выполняет функцию логического элемента «Исключающее ИЛИ». Фактически получается узел неравнозначности, т.е. сигнал на выходе равен «1» только при несовпадении значений входных сигналов.

y=a b =

Преобразуем последнее выражение по теореме де Моргана.

y= =

Coответствующий этой структурной формуле схемотехнический вариант в базисе И-НЕ показан на рис.3.1.

 

aф
у=a b
b  
t bFBLAQItABQABgAIAAAAIQA4/SH/1gAAAJQBAAALAAAAAAAAAAAAAAAAAC8BAABfcmVscy8ucmVs c1BLAQItABQABgAIAAAAIQC6mOZIlgQAAK4UAAAOAAAAAAAAAAAAAAAAAC4CAABkcnMvZTJvRG9j LnhtbFBLAQItABQABgAIAAAAIQDRusAP4AAAAAoBAAAPAAAAAAAAAAAAAAAAAPAGAABkcnMvZG93 bnJldi54bWxQSwUGAAAAAAQABADzAAAA/QcAAAAA ">
&
&
&
&
&

 


 

Рис.3.1Реализация функции
y=a в базисе И-НЕ

 

 


Для функции сигнал на выходе равен «1» при двух одинаковых входных сигналах.

 

= ab+ = = .

 

Схематическое решение в базисе И-НЕ представлено на рис.3.2.

 
у = в базисе И - НЕ
 
у =a
&
&
&
&
&

 


Рис.3.2 Реализация функции

 

Дополнительно те же функции можно исследовать на схемах, представленных на рис.3.3, а,б.

В лабораторной работе необходимо построить по указанию преподавателя некоторые схемы для реализации рассматриваемых функций и получить для них таблицы истинности, задавая различные двоичные входные сигналы.

 

&
&
&
а)


a

y=a b
b b
&

 

 


&
&
b  
a  
б)

&
&
 

 

 


Рис.3.3Варианты исполнения функций :а)

Контрольные вопросы

1. Написать основные формулы булевой алгебры.

2. Объяснить, что означают термины «позитивная логика» и «негативная логика».

3. Написать таблицы истинности для функций y=a b и у=a

4. Пояснить смысл термина «Исключающее ИЛИ».

5. Объяснить, что означает термин «нормальная дизъюнктивная форма» записи логических переменных.

 

 

3.2ПОСТРОЕНИЕ СХЕМЫ МУЛЬТИПЛЕКСОРА НА ДВА ВХОДА

Мультиплексор (МХ) – управляемый кодом коммутатор нескольких входов на один выход. МХ содержит две группы входов – информационные и управляющие. С выходом соединяется тот входной сигнал, индекс которого, записанный в двоичной форме, совпадает с управляющим кодом. В случае четырёх входных каналов достаточно иметь два разряда в управляющем двоичном коде. Соответствующая структурная формула может быть записана в виде:

y= +a1 0 x2 + .

Для случая двух входов МХ реализует функциюy= .

Используя аксиомы алгебры логики и теорему де Моргана, эту функцию можно преобразовать к виду:y = = = .В работе требуется построить схему МХ на логических элементах 2И-НЕ (рис.3.4) и проверить её функционирование

Рис.3.4 Схема мультиплексора на два входа Контрольные вопросы 1. Что такое мультиплексор и мультиплексирование? 2. Что такое демультиплексор и демультиплексирование? 3. Построить схему мультиплексора на четыре входа (канала). 4. Построить схему демультиплексора на четыре выхода (канала).
а
x1
x0
y
&

&
&
&

3.3ПОСТРОЕНИЕ СХЕМЫ ЦИФРОВОГО КОМПАРАТОРА

 

Цифровой компаратор предназначен для сравнения двух многоразрядных двоичных чисел. В простейшем случае требуется лишь установить факт равенства числа А и В. Для этого производится поразрядное тестирование чисел А и В с помощью, например функции равнозначности y= = аb + . Число сумматоров должно быть равно разрядности чисел. Выходы сумматоров подключаются к схеме И . Только при совпадении значений всех разрядов чисел А и В на выходе будет «1». Для установления знака неравенства А>В или А<В, используют специальные тестовые схемы, начиная со старших разрядов. Ограничим рассмотрение одноразрядным случаем для построения компаратора в базисе 2И-НЕ.

Преобразуем выражение для функции равнозначности с помощью теоремы де Моргана .y= аb + = .

В результате получаем схему компаратора, показанную на рис.3.5.Необходимо собрать эту схему и проверить её работоспособность.

 

6 t3qtKvN49bJ7M89h2nxIeXkxP9wDizjHPxh+9UkdCnKq/dHpwHoJN8lyQygFgiYQcJuINbBawjpd AS9y/n9B8QMAAP//AwBQSwECLQAUAAYACAAAACEAtoM4kv4AAADhAQAAEwAAAAAAAAAAAAAAAAAA AAAAW0NvbnRlbnRfVHlwZXNdLnhtbFBLAQItABQABgAIAAAAIQA4/SH/1gAAAJQBAAALAAAAAAAA AAAAAAAAAC8BAABfcmVscy8ucmVsc1BLAQItABQABgAIAAAAIQBIST5q/wEAAAcEAAAOAAAAAAAA AAAAAAAAAC4CAABkcnMvZTJvRG9jLnhtbFBLAQItABQABgAIAAAAIQCxjIBO4AAAAAkBAAAPAAAA AAAAAAAAAAAAAFkEAABkcnMvZG93bnJldi54bWxQSwUGAAAAAAQABADzAAAAZgUAAAAA " strokecolor="black [3040]">

b
a
Ya=b
Yа≠b
&
 
&
Рис.3.5 Схема компаратора на два входа  
&
U AAYACAAAACEAeEmCzOEAAAAKAQAADwAAAAAAAAAAAAAAAAByBgAAZHJzL2Rvd25yZXYueG1sUEsF BgAAAAAEAAQA8wAAAIAHAAAAAA== ">
&
&
&

 

 

 


 

Контрольные вопросы

 

1. Как производится сравнение двоичных чисел? Сравните числа 1011 и 1001, используя предложенный алгоритм.

2. Как сравниваются два одноразрядных числа?

3. Как можно сравнивать двоично-десятичные числа?

4. Показать, как могут соединяться компараторы типа К555СП1 при увеличении разрядности сравниваемых чисел.

 

 

3.4 ОПИСАНИЕ ЛАБОРАТОРНОЙ УСТАНОВКИ

 

См. разд. 1.5 лабораторной работы №1 «Исследование счётчиков на интегральных элементах».

 

3.5ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ

 

1. Собрать на выключенном макете схемы по указанию преподавателя из перечня «Исключающее ИЛИ» и её инверсное значение, мультиплексор, компаратор. При этом нужно руководствоваться схемами на рис 3.1 – 3.5 . Для реализации устройств обычно достаточно логических микросхем макета, обозначенных номерами 6,11,12,13,14,20,21.

2. Исследовать работу устройства, варьируя комбинации входных сигналов.

3. Представить результаты работы в виде таблицы истинности и показать её преподавателю.

4. Выключить макет и разобрать схему соединений.

 

3.6СОДЕРЖАНИЕ ОТЧЁТА

 

Отчёт должен содержать (в соответствии с выполненным заданием на работу):

- схему исследуемого устройства;

- теоритическое обоснование;

- таблицу состояний устройства;

- выводы по проделанной работе

 

3.7ТРЕБОВАНИЯ БЕЗОПАСНОСТИ

 

Смотри раздел 1.8 лабораторной работы №1 «Исследование счётчиков на интегральных элементах»

 







Дата добавления: 2015-10-15; просмотров: 323. Нарушение авторских прав


Рекомендуемые страницы:


Studopedia.info - Студопедия - 2014-2020 год . (0.008 сек.) русская версия | украинская версия