Файл: Синтез счетчика с преобразователем кода на выходе курсовая работа.docx
Добавлен: 05.12.2023
Просмотров: 126
Скачиваний: 4
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
ФГАОУ ВО «УрФУ им. первого Президента России Б.Н. Ельцина»
Физико-технологический институт
Кафедра экспериментальной физики
Оценка работы ____________________
СИНТЕЗ СЧЕТЧИКА С ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕМ КОДА НА ВЫХОДЕ
КУРСОВАЯ РАБОТА
Пояснительная записка
Руководитель М.В. Ушаков
Студент гр. Фт-360012 Д.А. Филиппов
Екатеринбург
2019
Оглавление
Задание на проектирование 4
Введение 5
1 Синтез счетчика 6
1.1 Составление таблицы переключений 6
1.2 Составление графа смены состояний счетчика 7
1.3 Определение функции переходов для ступеней счетчика при переключениях 7
1.4 Построение разностных карт счетчика 10
1.5 Составление карт входов триггеров и их уравнений 11
1.6 Доопределение неиспользуемых состояний счетчика 13
1.7 Полный граф смены состояний счетчика 15
2 Синтез преобразователя кода на выходе 16
2.1 Составление таблицы переключений 16
2.2 Составление уравнений преобразования кодов 18
3 Расчет общего времени задержки и максимально допустимой частоты следования импульсов 19
Выбор элементов для реализации счетчика, расчет максимальной задержки прохождения сигнала и граничной частоты счета 19
Заключение 22
Библиографический список 23
Приложение А 24
Приложение Б 26
Задание на проектирование
Разработать синхронный счетчик с преобразователем кода на выходе, предложить свой вариант набора интегральных микросхем для его выполнения.
Таблица 1 - Исходные данные для синтеза счетчика
№ варианта расчета | 26 |
Модуль пересчета | 10 |
Тип триггеров | Любой |
Логический базис комбинационных схем | 2И-НЕ |
Кодовые последовательности счетчика | 3 – С |
Код на выходе преобразователя | Грэя |
Введение
В соответствии с заданием необходимо разработать синхронный счетчик с преобразователем кода на выходе.
Модуль пересчета, тип триггеров, логический базис комбинационных схем, кодовая последовательность счетчика и код на выходе преобразователя представлены в таблице 1 в соответствии с вариантом.
В процессе разработки необходимо:
-
составить, согласно заданию, таблицы переключений (истинности) для счетчика и преобразователя кода; -
получить граф состояний счетчика с указанием «штатного» цикла счета и неиспользуемых состояний, определить стоки из неиспользуемых состояний; -
провести синтез счетчика и минимизацию для преобразователя; -
получить выражения функций для счетчика и преобразователя в заданном базисе; -
составить и начертить принципиальную электрическую схему синхронного счетчика с преобразователем кода на выходе; -
выбрать серию интегральных микросхем по справочнику для реализации схемы; -
определить максимальную допустимую частоту поступления импульсов для счета.
1 Синтез счетчика
1.1 Составление таблицы переключений
Составили таблицу переключений (Табл. 2) в соответствии с модулем пересчета и порядком смены кодовых состояний.
Модуль пересчета, согласно заданию, равен 10, а число возможных вариантов десятичных чисел из четырех разрядов равно 16. Следовательно, появилось 6 неиспользуемых состояний, не входящих в «штатный цикл».
Таблица 2 - Таблица переключений счетчика
| № | n – такт | n+1 - такт | |||||||
Штатный цикл | 3 | 0 | 0 | 1 | 1 | 0 | 1 | 0 | 0 | |
4 | 0 | 1 | 0 | 0 | 0 | 1 | 0 | 1 | ||
5 | 0 | 1 | 0 | 1 | 0 | 1 | 1 | 0 | ||
6 | 0 | 1 | 1 | 0 | 0 | 1 | 1 | 1 | ||
7 | 0 | 1 | 1 | 1 | 1 | 0 | 0 | 0 | ||
8 | 1 | 0 | 0 | 0 | 1 | 0 | 0 | 1 | ||
9 | 1 | 0 | 0 | 1 | 1 | 0 | 1 | 0 | ||
A | 1 | 0 | 1 | 0 | 1 | 0 | 1 | 1 | ||
B | 1 | 0 | 1 | 1 | 1 | 1 | 0 | 0 | ||
C | 1 | 1 | 0 | 0 | 0 | 0 | 1 | 1 | ||
Неиспользуемые состояния | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | ? | ? | ? | ? | |
1 | 0 | 0 | 0 | 1 | ? | ? | ? | ? | ||
2 | 0 | 0 | 1 | 0 | ? | ? | ? | ? | ||
D | 1 | 1 | 0 | 1 | ? | ? | ? | ? | ||
E | 1 | 1 | 1 | 0 | ? | ? | ? | ? | ||
F | 1 | 1 | 1 | 1 | ? | ? | ? | ? |
1.2 Составление графа смены состояний счетчика
Полученной таблице переключений, соответствует граф состояний счетчика представленный на рис. 1. Он отражает порядок смены состояний счетчика. Внутри вершины помещены значения слов ABCD.
Рисунок 1 - Граф смены состояний счетчика
1.3 Определение функции переходов для ступеней счетчика при переключениях
Руководствуясь таблицей переключений и функциями переходов (Табл. 3), составили таблицу функций переходов счетчика (Табл. 4).[1]
Таблица 3 – Обозначение функций переходов
Переход | Обозначение |
0 0 | 0 |
0 1 | |
1 0 | |
1 1 | 1 |
Таблица 4 - Таблица функций перехода счетчика
n - такт | n+1 - такт | |||||||
A | B | C | D | A | B | C | D | |
0 | 0 | 1 | 1 | 0 | α | β | β | |
0 | 1 | 0 | 0 | 0 | 1 | 0 | α | |
0 | 1 | 0 | 1 | 0 | 1 | α | β | |
0 | 1 | 1 | 0 | 0 | 1 | 1 | α | |
0 | 1 | 1 | 1 | α | β | β | β | |
1 | 0 | 0 | 0 | 1 | 0 | 0 | α | |
1 | 0 | 0 | 1 | 1 | 0 | α | β | |
1 | 0 | 1 | 0 | 1 | 0 | 1 | α | |
1 | 0 | 1 | 1 | 1 | α | β | β | |
1 | 1 | 0 | 0 | β | β | α | α | |
0 | 0 | 0 | 0 | ? | ? | ? | ? | |
0 | 0 | 0 | 1 | ? | ? | ? | ? | |
0 | 0 | 1 | 0 | ? | ? | ? | ? | |
1 | 1 | 0 | 1 | ? | ? | ? | ? | |
1 | 1 | 1 | 0 | ? | ? | ? | ? | |
1 | 1 | 1 | 1 | ? | ? | ? | ? |
Построили граф смены состояний счетчика и указали на нем функции перехода.
Рисунок 2 - Граф смены состояний счетчика с функциями переходов
1.4 Построение разностных карт счетчика
По таблице функций переходов счетчика составили разностные карты Карно для ступеней .[2]
Таблица 5 - Разностная карта для ступени
СnDn AnBn | 00 | 01 | 11 | 10 |
00 | ? | ? | 0 | ? |
01 | 0 | 0 | α | 0 |
11 | β | ? | ? | ? |
10 | 1 | 1 | 1 | 1 |
Таблица 6 - Разностная карта для ступени
СnDn AnBn | 00 | 01 | 11 | 10 |
00 | ? | ? | α | ? |
01 | 1 | 1 | β | 1 |
11 | β | ? | ? | ? |
10 | 0 | 0 | α | 0 |
Таблица 7 - Разностная карта для ступени
СnDn AnBn | 00 | 01 | 11 | 10 |
00 | ? | ? | β | ? |
01 | 0 | α | β | 1 |
11 | α | ? | ? | ? |
10 | 0 | α | β | 1 |
Таблица 8 - Разностная карта для ступени
СnDn AnBn | 00 | 01 | 11 | 10 |
00 | ? | ? | β | ? |
01 | α | β | β | α |
11 | α | ? | ? | ? |
10 | α | β | β | α |