СИНТЕЗ ЦИФРОВОГО УСТРОЙСТВА УПРАВЛЕНИЯ

30. Минимизация логической функции Рис. 31. Минимизация логической функции Рис. 32. Минимизация логической функции Рис. 33. Минимизация логической функции Соответствие информационных входов мультиплексоров 2-ого уровня управляющей переменной X4X1X0 [5]Логические функции, подаваемые на вход D0 мультиплексора 2-ого уровняЛогические функции, подаваемые на вход D1 мультиплексора 2-ого уровняЛогические функции, подаваемые на вход D2 мультиплексора 2-ого уровняЛогические функции, подаваемые на вход D3 мультиплексора 2-ого уровняПо полученным выражениям построим схему для моделирования в EWB.Рис. 34. Схема устройства в EWBРис. 28. Диаграммы входных и выходных сигналовВ качестве двухвходового логического элемента Пирса оптимальным выбором будет микросхема К555ЛЕ1. Микросхема представляет собой четыре логических элемента 2ИЛИ-НЕ[2,3]. В качестве мультиплексора с 8-ю информационными входами оптимальным выбором будет микросхема К555КП7. Микросхема представляет собой селектор-мультиплексор на восемь каналов со стробированием. В зависимости от установленного на входах A0,A1,A2кода разрешает прохождение сигнала на выходы только от одного из восьми информационных входов D0-D7, при этом на входе стробирования E должно быть установлено напряжение низкого уровня. При высоком уровне напряжения на входе Eпрямой выход устанавливается в состояние низкого уровня напряжения, а инверсный, соответственно в состояние высокого уровня[2,3]. В качестве мультиплексора с 4-мя информационными входами оптимальным выбором будет микросхема К555КП2. Микросхема представляет собой сдвоенный селектор-мультиплексор 4-1 с общими входами выбора данных и раздельными входами стробирования. При высоком уровне напряжения на входе стробирования E соответствующий ему выход устанавливается в состояние низкого уровня напряжения, в ином случае на выход приходит информация от выбранного входами A0, A1 информационного входа D0- D3[2,3]. Функциональная схема разработанного цифрового управляющего устройства представлена на рис.36.Рис. 36. Функциональная схема ЦУУ3Обоснование выбора серии микросхемСоставим сравнительную характеристику наиболее популярных в настоящее время серий микросхем: К555 и К155[2,3].Таблица 6. Основные характеристики серий 155 и 555СерииК155ЛА3К555ЛА3Потребляемая мощность, мВт78,87,88Время задержки, нс2220Коэффициент разветвления1020Остановим свой выбор на серии 555 как менее энергоемкой и имеющей больший коэффициент разветвления.ЗаключениеВ ходе проделанной работы был произведен синтез цифрового устройства управления в базисах мультиплексоров, логических элементов Шеффера и Пирса в соответствии с заданным вариантом логической функции и управляющих переменных.Синтезированные схемы ЦУУ были смоделированы в среде ElectronicsWorkbench 5.12 (EWB).Работоспособность полученных моделей ЦУУ продемонстрирована с помощью индикации заданных значений логической функции с помощью WordGenerator из EWB и результата на выходе схемы с помощью LogicAnalyzer и лампочки.Таблица 7. Сравнительная таблица схем ЦУУ по кол-ву корпусов ИМС для 5-ти переменныхСхемаКол-во корпусов ИМСЦУУ в базисе Пирса9ЦУУ на основе мультиплексора3Таблица 8.Сравнительная таблица схем ЦУУ по кол-ву корпусов ИМС для 6-ти переменныхСхемаКол-во корпусов ИМСЦУУ в базисе Шеффера3ЦУУ на основе мультиплексора вариант 16ЦУУ на основе мультиплексора вариант 26Сравнивая полученные схемы по количеству корпусов ИМС (таблица 7 и таблица 8), можно сделать следующий вывод:Использование мультиплексоров при реализации логической схемы позволяется сократить затраты на создание схемыв том случае, если логическая функция достаточно сложная.Список использованной литературыБойко В.И. и др. Схемотехника электронных систем. Цифровые устройства/Авторы: В.И. Бойко, А.Н. Гуржий, В.Я. Жуйков, А.А. Зори, В.М. Спивак, В.В. Багрий. – СПб.: БХВ – Санкт-Петербург, 2004. – 512 с.Новиков Ю. В. Основы цифровой схемотехники. Базовые элементы и схемы. Методы проектирования. – М.: Мир, 2001. – 379 с.Угрюмов Е.П. Цифровая схемотехника. – СПб.: БХВ – Санкт-Петербург, 2000. – 528 с.Конспект лекций по “ЭУ в АСОИУ”.: Лекции. Преп. Ю.Г.Нестеров. – М.: МГТУ,2015.Нестеров Ю.Г. Методические указания к курсовой работе.