Синтез КЛС

Порядо выполнения работы

1.Составьте входн ю часть таблицы истинности для одноразрядных (варианы с 1 по 4) или дв хразрядных (варианты с 5 по 8) омпараторов.

2.Со ласно вариант проанализир йте выходные состояния и заполните их.

3.Минимизир йте равнения и переведите в базис «И-НЕ».

4.Составьте схем , обозначте ло ичес ие элементы со ласно ГОСТ, оцените энер озатраты для 155 серии ми росхем.

5.Промоделир йте составленн ю схем на омпьютере с помощью про раммных эм ляторов.

6.Соберите на стенде и проверьте работоспособность.

Контрольные вопросы

1.Представьте рафичес ое обозначение омпаратора с тремя выходами.

2.Представьте эпюры для описания работы омпаратора.

Лабораторная работа 5

Преобразователи одов

Преобразователь ода – это эле тронное стройство, предназначенное для перевода одной одовой омбинации (на входе стройства) в др ю (на выходе), в соответствии с заданной таблицей истинности.

X0

X1

X2

Z

Xn

Y0		X/Y
	X0	Y0
Y1	X1	Y1
Y2	X2	Y2
	X3	Y3
	X4	Y4
		Y5
Ym		Y6

à)

á)

Ðèñ. 3.

Графичес ое изображение преобразователя ода Хn в Ym приведено на рис н е 3а. Частичный сл чай преобразования ода «одной из 32» в од «один из 128» по азан на рис н е 3б.

В таблице 4 приведены наиболее распространенные стандартные

23

оды. Преобразование двоичных чисел в од Грея дости ается сложением по мод лю два по след ющем лючевом словию:

В ачестве пражнения заполните раф «Коды Грея» в таблице 4.

	Десятичные	Двоичные	Двоично-десятичные коды				код
	числа	числа					Грея
			8 4 2 1		с избытком 3
	0	0000		0000		0011
	1	0001		0001		0100
	2	0010		0010		0101
	3	0011		0011		0110
	4	0100		0100		0111
	5	0101		0101		1000
	6	0110		0110		1001
	7	0111		0111		1010
	8	1000		1000		1011
	9	1001		1001		1100
	10	1010	0001	0000	0000	1101
	11	1011	0001	0001	0000	1110
	12	1100	0001	0010	0000	1111
	13	1101	0001	0011	0001	0000
	14	1110	0001	0100	0001	0001
	15	1111	0001	0101	0001	0010
	16	10000	0001	0110	0001	0011
	17	10001	0001	0111	0001	0100
	18	10010	0001	1000	0001	0101
	19	10011	0001	1001	0001	0110
	20	10100	0010	0000	0001	0111
			Табл. 4.

24

Цель работы

1. Составьте систем равнений, описывающих работ преобразователя ода со ласно ло ичес о о задания.

2. Синтезир йте преобразователь четырехразрядно о ода на стенде и на омпьютере.

Порядо выполнения работы

1. Заполните таблиц истинности 6 для Ваше о варианта преобразователя ода (табл. 5) при словии, что на стенде можно синтезировать стройства толь о на 4 входа и 4 выхода.

X0

X1

X2

X3

Y0

Y1

Y2

Y3

1

2

3

:

:

15

Òàáë. 6.

2. Составьте систем

равнений по заполненной таблице

истинности.

3. Преобраз йте аждое

равнение для синтеза на стенде, ис лю-

чив операцию дизъюн ции. Для это о использ йте за он двойно о от-

рицания и за он де Мор ана.
4. Составьте ло ичес ю схем	Z- стройства по преобразован-
ной системе равнений.
5. Синтезир йте данн ю схем	на стенде и на омпьютере.

Контрольные вопросы

1.Методи а преобразования ло ичес о о равнения для возможности е о синтеза на стенде.

2.Ка ие преобразователи одов Вы знает?

3.Объясните принцип действия преобразователя двоично о ода

всемисе ментный од.

25

Лабораторная работа 6

Синтез двоично-десятично о шифратора

Шифратор – это эле тронное стройство, предназначенное для преобразования ода десятичных символов в двоичный од.

На вход данно о стройства Z пост пает 10 входящих шин, и толь- о на одной из них си нал соответств ет значению «1». На выходе Z – четыре шины Y0, Y1, Y2, Y3, соответств ющие четырем разрядам дво- ично-десятично о ода. На четырех выходах возможно возни новение 16 омбинаций двоичных чисел; но использ ется толь о 10, а это по азано в таблице 7.

X0 (0)
X1 (1)
X2 (2)	Z
X3 (3)
X9 (9)

Y0 (1)		CD
	0	1
Y1 (2)	1	2
Y2 (4)	2	4
Y3 (8)	3	8
	9

Пос оль рассматривается од «один из 10» для одирования де-

сятичных цифр, то толь о одно значение Xi равно «1»,	де Xi – одно
число из множества 0,1,2,…..,9.
То да выходная ф н ция Y0 истинна, если десятичное число (Xi)
равно 1,3,5,7 или 9. Отсюда можно записать систем	равнений для

определения пере лючательных ф н ций, полностью описывающих ра-

бот		Z-		стройства.
							Варианты про раммир емых
X
	Y3		Y2		Y1	Y0	лавиш шифраторов:
Y
X0	0		0		0	0
							1. 1,2,3,4	2.	2,3,4,5
X1	0		0		0	1
							3. 3,4,5,6	4.	4,5,6,7
X2	0		0		1	0
							5. 5,6,7,8	6.	6,7,8,9
X3	0		0		1	1
X4	0		1		0	0	Цель работы
X5	0		1		0	1
X6	0		1		1	0	1. Составьте систем	равнений, описывающих
X7	0		1		1	1
							работ шифратора со ласно е о ло ичес о о задания.
							2. Синтезир йте шифратор четырех линий на
X8	1		0		0	0
							стенде.
X9	1		0		0	1

Òàáë. 7.

26

	Порядо выполнения работы
	1. Т. . на стенде имеется толь о 4		енератора вход-
					Y	Y2	Y1	Y0
	ных переменных, составьте систем		равнений для		X
					X0	0	0	0
	шифратора четырех десятичных цифр в двоичный од.
					X1	0	0	1
	Таблица истинности та о о шифратора представлена в
	таблице 8.				X2	0	1	0
	2. Преобраз йте аждое равнение для синтеза на				X3	0	1	1
	стенде, ис лючив операцию дизъюн ции. Для это о ис-				X4	1	0	0
	польз йте за он двойно о отрицания и за он де Мор ана.				Òàáë. 8.
	3. Составьте ло ичес ю схем	Z- стройства по пре-
	образованной системе равнений.
	4. Синтезир йте данн ю схем	на стенде и на омпьютере.

Контрольные вопросы

1.Методи а преобразования ло ичес о о равнения для возможности е о синтеза на стенде.

2.Где применяется стройство, имен емое шифратором?

3.Ка ие преобразователи одов Вы знаете?

Лабораторная работа 7

Синтез двоично-десятично о дешифратора

Дешифратор– это эле тронное стройство, предназначенное для реобразования двоично о ода в десятичный од.

		Y0 (1)	1	DC
X0 (0)				0
X1 (1)		Y1 (2)	2	1
X2 (2)	Z	Y2 (4)	4	2
X3 (3)		Y3 (8)	8	3
		Y9 (9)		9

Ðèñ. 4.

На вход данно о стройства Z пост пает омбинация входных си - налов X0 – X3. Количество та их омбинаций равно 16, но использ ется толь о первые 10 (на рис н е 4 по азан дешифратор, преобраз ю- щий двоичный од в од «один из десяти»). Одной омбинации двоич-

27

ных входных си налов соответств ет одна и толь о одна выходная ф н- ция Y, соответств ющая десятичном представлению данно о двоично о ода.

																																				X3	X2	X1	X0		Y0	Y1	Y2	Y3	Y4	Y5	Y6	Y7	Y8	Y9
																																				0	0	0	0		1	0	0	0	0	0	0	0	0	0
																																				0	0	0	1		0	1	0	0	0	0	0	0	0	0
																																				0	0	1	0		0	0	1	0	0	0	0	0	0	0
																																				0	0	1	1		0	0	0	1	0	0	0	0	0	0
																																				0	1	0	0		0	0	0	0	1	0	0	0	0	0
																																				0	1	0	1		0	0	0	0	0	1	0	0	0	0
																																				0	1	1	0		0	0	0	0	0	0	1	0	0	0
																																				0	1	1	1		0	0	0	0	0	0	0	1	0	0
																																				1	0	0	0		0	0	0	0	0	0	0	0	1	0
																																				1	0	0	1		0	0	0	0	0	0	0	0	0	1

Òàáë. 9.

Варианты выходных си налов:

1. 1, 2, 3, 4	2. 2, 3, 4, 5	3. 3, 4, 5, 6
4. 4, 5, 6, 7	5. 5, 6, 7, 8	6. 6, 7, 8, 9

Цель работы

1.Составить систем равнений, описывающих работ дешифратора.

2.Синтезировать дешифратор 4 выходных ф н ций на стенде.

Порядо выполнения работы

1. На стенде имеется 4 инди атора выходных пере лючательных

ф н ций. Составьте схем	равнений на 4 выхода. Преобраз йте аж-
дое равнение, ис лючив операцию дизъюн ции.
2. Составить ло ичес	ю схем Z- стройства по данной системе
равнений.

3. Синтезир йте данн ю схем на стенде и на омпьютере.

Контрольные вопросы

1. Методи а преобразования ло ичес о о равнения для возможности е о синтеза на стенде.

28

2.Ка ие преобразователи одов Вы знаете?

3.Что та ое двоично-десятичный дешифратор?

4.Где применяется стройство, имен емое дешифратором?

Лабораторная работа 8

Синтез дем льтипле сора

Дем льтипле сор – это эле тронное стройство, предназначенное для преобразования последовательно о ода двоичных си налов

в параллельный. Др	ими словами можно с азать, что м льтипле сор
выполняет ф н ции	стройства, под лючающе о одн входн ю шин

любой из нес оль их выходных шин, в соответствии с заданной п- равляющей омбинацией.

X	Y0	W	DC 0
	Y1		1
A0	Y2	1	2
A1	Z	2
A2		4
		8
Am	Yn		9

Количество правляющих шин m определяется оличеством выходных шин n: 2m=n.

Со ласно определению дем льтипле сора можно записать равнение для Y0:

Y0 = X & (Am & Am – 1 & Am – 2 & … & A0),

де

омбинация

соответств ет двоичном

Am,

Am–1,

Am–2

… A0

адрес — 000 … 0.

Для Y1:

Y1 = X & (Am & Am – 1 & Am – 2 & … & A0),

де

омбинация

соответств ет двоичном

Am,

Am–1,

Am–2

… A0

адрес — 000 … 1.

И та

далее…

Можно заметить, что система равнений дем льтипле сора образована из системы равнений дешифратора п тем онъюн ции аждо о равнения с входным си налом Х.

29

Цель работы

1. Составить систем равнений для м льтипле сора на 4 входных линии.

2.Реализовать ло ичес ю схем со ласно записанным равнениям.

3.Синтезировать схем на стенде и на омпьютере.

Порядо выполнения работы

1. Та а n = 4, то оличество си налов правления m = 2. В ито е имеется трех анальная шина состоящяя из информационно о анала Х и 2 анала определяющие адрес под лючаемой выходной шины.

					Y0 = X & (A1			& A0)
X				Y0
A0				Y1	Y1	= X & (A1		& A0)
				Y2
A1		Z		Y3
					Y2	= X & (A1		& A0)
					Y3	= X & (A1		& A0)
2. Преобраз йте систем					равнений та им образом, чтобы синте-

зировать ее на стенде.

3.Составьте схем , со ласно преобразованной системе.

4.Синтезир йте данн ю схем .

Контрольные вопросы

1.Методи а преобразования ло ичес о о равнения для возможности е о синтеза на стенде.

2.Ка ие преобразования одов Вы знаете?

3.Что та ое дем льтипле сор?

4.Для че о использ ется дем льтипле сор?

5.Составьте равнения и нарис йте схем дем льтипле сора на два информационных выхода.

30

Лабораторная работа 9

Синтез м льтипле сора

М льтипле сор – это эле тронное стройство, предназначенное для преобразования параллельных цифровых одов в последовательные.

X0

X1

X2

X3

Xn

A0

A1

Am

X0 MS

X1

Z X2 X3

Y	Xn	Y
		_
	A0	Y
	A1
	Am

Принцип передачи информации от нес оль их источни ов в один приемни или анал называется м льтипле сированием. Иными словами, м льтипле сор под лючает ло ичес и любой из нес оль их входных аналов единственном выход , причем адрес анала определяется двоичным одом на правляющих (адресных) входах.

Для то о, чтобы ос ществить ло ичес ое под лючение входа Xn выход Y, т.е. Y=Xn, необходимо, чтобы си нал входа (абонента) был онъю тивно связан с минтермом ода правления. Запишем равнение м льтипле сора.

Y = X0 & (Am & Am-1 & … & A1 & A0) v X1 & (Am & Am-1 & … & A1 & A0) + + X2 & (Am & Am-1 & … & A1 & A0) + … + Xn & (Am & Am-1 & … & A1 & A0).

						Цель работы
1.			Составить таблиц			истинности для MS на два абонента.
2.			Составить равнение для 2-входово о м льтипле сора.
3.			Составить ло ичес			ю схем стройства.
4.			Реализовать данн ю схем на стенде и на омпьютере.
X0						Порядо	выполнения работы
X1			Z		Y	1. Пос оль	оличество информационных
A0
					входов n = 2, значить оличество адресных вхо-
					дов m = 1 (2 m=n), смотри рис но . То да рав-

31

нение м льтипле сора принимает след ющий вид:

Y = X0 & A0 v X1 & A0

2. Преобраз йте данное равнение, ис лючив операцию дизъюн ции.

3. Составить схем по пол ченном равнению.

4. Синтезировать данн ю схем на стенде и на омпьютере.

Контрольные вопросы

1.Методи а преобразования ло ичес о о равнения для возможности е о синтеза на стенде.

2.Ка ие преобразователи одов Вы знаете?

3.Что та ое м льтипле сор?

4.Для че о использ ется м льтипле сор?

5.Составьте равнения и нарис йте схем м льтипле сора на 2 информационных входа.

Лабораторная работа 10

Синтез одноразрядно о двоично о полно о

смматора

Смматор – это эле тронное стройство, предназначенное для арифметичес о о сложения дв х двоичных чисел. Например, сложим 2 числа:

Из примера видно, что при сложении входных переменных A и B, в рам ах данно о разряда необходимо читывать си нал переноса P из младше о разряда. В рез льтате сложения пол чаем две ф н ции S и P, де S – рез льтат с ммирования в данном разряде, а P – перенос, если он возни ает, в след ющий старший разряд.

32