1.4 Выбор элементной базы

Устройство логического управления должно быть выполнено на базе элементов с КМОП-логикой. Опираясь на данные, полученные в пунктах 1.1-1.3, делаем вывод, что для реализации устройства необходимы следующие элементы:

1. дискретные логические элементы для реализации входного КЛУ1 и декодера выходных состояний КЛУ2

Таблица 10

Логическая функция	Микросхема	Число элементов в микросхеме
«2ИЛИ-НЕ»	КР1561ЛЕ5	4
«2И»	КР1561ЛИ2	4
«НЕ»	К561ЛН2	6
«ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ»	К561ЛП2	4

2. ячейки памяти на основе D-триггеров (микросхема – К561ТМ2, количество элементов в микросхеме – 2);

3. восьмивходовые мультиплексоры, для реализации КЛУ1 (микросхема – КР1561КП2).

2. Синтез вспомогательных логических устройств

2.2 Синтез таймера

Таймер в ранее разработанном устройстве нужен для обеспечения временной задержки 35 с. после перехода дискретного автомата в состояние Q₂. В течении этих 35-ти секунд циклически выполняется переход из Q₂ в Q₂ (условие пере-хода:) однако, по истечении временной задержки происходит переход из состояния Q₂ в Q₄ (условие перехода:), и далее по алгоритму (рис. 2). В этом можно убедиться, анализируя направленный граф, изображённый на рис. 3.

Реализуем таймер на основе аналогового таймера КР1006ВИ1, его импортный аналог NE555. Для его реализации необходимо также предусмотреть формирователь импульса запуска. Так как нам необходим запуск таймера при переходе дискретного автомата в состояние Q₂ , а это состояние мы ранее закодировали как 001 (согласно табл. 2), т.е. при . Принципиальная схема таймера изображена на рис. 6.

Рис. 6. Таймер

Конденсатор C2 – помехоподавляющий конденсатор, его значение подберём при моделировании таймера, резистор R1 и конденсатор C1 являются элементами времязадающей цепи. Их можно найти по следующей формуле:

, где , тогда , причём

Путём подбора выбирали следующие параметры времязадающей цепи:

,

3. Синтез тактового генератора

Тактовый генератор в нашем устройстве необходим как источник тактовых импульсов, служащих в качестве входных сигналов , а также синхронизирующих ячейки памяти при формировании внутренних состояний автомата. Принципиальная схема изображена на рис. 7.

Рис. 7 Тактовый генератор

Рассчитаем сопротивления и емкости частотозадающей цепи ()для генератора тактовых импульсов. Формула для расчета длительности импульса имеет следующий вид:

Длительность фронта определяется по следующей формуле:

Графически выходной сигнал имеет вид:

Рис. 8 Временная диаграмма генератора тактовых импульсов

Предположим, что нам необходима длительность импульса 500мс с периодом ≈1с. Тогда , выберем значения ,

Теперь найдём сопротивление R4