Автор работы: Пользователь скрыл имя, 28 Декабря 2010 в 11:51, задача
По характеристикам использованных микросхем были рассчитаны некоторые характеристики полученного устройства:
Напряжение питания: 5В
Потребляемая мощность: не более 477 мВт
Время задержки: 54 нС
Максимальная рабочая частота: 18,5 МГц
Стоимость одной схемы: 203 р.
Задание:
Синтезировать цифровое устройство, которое имеет цикл работы, состоящий и десяти тактов, и выдает на пяти выходах следующие последовательности импульсов:
| такт | у1 | у2 | у3 | у4 | у5 |
| 0 | 1 | 0 | 1 | 1 | 0 |
| 1 | 0 | 1 | 1 | 0 | 1 |
| 2 | 1 | 1 | 0 | 1 | 0 |
| 3 | 1 | 0 | 1 | 0 | 1 |
| 4 | 0 | 1 | 0 | 1 | 1 |
| 5 | 0 | 1 | 1 | 1 | 0 |
| 6 | 1 | 1 | 1 | 0 | 0 |
| 7 | 1 | 1 | 0 | 0 | 1 |
| 8 | 1 | 0 | 0 | 1 | 1 |
| 9 | 0 | 0 | 1 | 1 | 1 |
Решение:
Очевидно, что устройство можно синтезировать несколькими способами : на основе D ,T или JK триггеров. Чтобы определиться с выбором, составим таблицу переключений устройства и найдем зависимость текущего состояния каждого триггера от предыдущего состояния всех триггеров.
Т.к. триггер в начальном состоянии имеет на выходе 0, то чтобы обеспечить заданный цикл работы устройства инвертируем столбцы 1, 3 и 4 (тогда первая строка будет состоять из нулей), а на выход устройства будем подавать сигнал с инверсных выходов триггеров 1, 3 и 4.
Таблица переключений :
| такт | у1 | у2 | у3 | у4 | у5 | у1’ | у2’ | у3’ | у4’ | у5’ |
| 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 1 | 1 | 0 | 1 | 1 |
| 1 | 1 | 1 | 0 | 1 | 1 | 0 | 1 | 1 | 0 | 0 |
| 2 | 0 | 1 | 1 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 1 | 1 |
| 3 | 0 | 0 | 0 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 0 | 1 |
| 4 | 1 | 1 | 1 | 0 | 1 | 1 | 1 | 0 | 0 | 0 |
| 5 | 1 | 1 | 0 | 0 | 0 | 0 | 1 | 0 | 1 | 0 |
| 6 | 0 | 1 | 0 | 1 | 0 | 0 | 1 | 1 | 1 | 1 |
| 7 | 0 | 1 | 1 | 1 | 1 | 0 | 0 | 1 | 0 | 1 |
| 8 | 0 | 0 | 1 | 0 | 1 | 1 | 0 | 0 | 0 | 1 |
| 9 | 1 | 0 | 0 | 0 | 1 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
Составим карты Карно и найдем зависимости текущих состояний каждого триггера от предыдущих состояний всех триггеров.
у1’ = у1*у2+у1*у3 = у1*у1*у1*у3
|
у1у2у3
у4у5 |
000 |
001 |
011 |
010 |
110 |
111 |
101 |
100 |
| 00 | 1 | X | 0 | X | 0 | X | X | X |
| 01 | X | 1 | X | X | X | 1 | X | 0 |
| 11 | 1 | X | 0 | X | 0 | X | X | X |
| 10 | X | X | X | 0 | X | X | X | X |
у2’ = у1*у2*у3
|
у1у2у3
у4у5 |
000 |
001 |
011 |
010 |
110 |
111 |
101 |
100 |
| 00 | 1 | X | 0 | X | 1 | X | X | X |
| 01 | X | 0 | X | X | X | 1 | X | 0 |
| 11 | 1 | X | 0 | X | 1 | X | X | X |
| 10 | X | X | X | 1 | X | X | X | X |
у3’ = у4
|
у1у2у3
у4у5 |
000 |
001 |
011 |
010 |
110 |
111 |
101 |
100 |
| 00 | 0 | X | 0 | X | 0 | X | X | X |
| 01 | X | 0 | X | X | X | 0 | X | 0 |
| 11 | 1 | X | 1 | X | 1 | X | X | X |
| 10 | X | X | X | 1 | X | X | X | X |
у4’ = у5
|
у1у2у3
у4у5 |
000 |
001 |
011 |
010 |
110 |
111 |
101 |
100 |
| 00 | 1 | X | 1 | X | 1 | X | X | X |
| 01 | X | 0 | X | X | X | 0 | X | 0 |
| 11 | 0 | X | 0 | X | 0 | X | X | X |
| 10 | X | X | X | 1 | X | X | X | X |
у5’ = у1
|
у1у2у3
у4у5 |
000 |
001 |
011 |
010 |
110 |
111 |
101 |
100 |
| 00 | 1 | X | 1 | X | 0 | X | X | X |
| 01 | X | 1 | X | X | X | 0 | X | 0 |
| 11 | 1 | X | 1 | X | 0 | X | X | X |
| 10 | X | X | X | 1 | X | X | X | X |
В итоге :
у1’ = у1*у1*у1*у3
у2’ = у1*у2*у3
у3’ = у4
у4’ = у5
у5’ = у1
Напишем функции возбуждения для D, T и JK триггеров:
Dn = уn’
Tn = уn’ xor у(n+1)
J = у’
K = у’