Задача 1.Разработка устройства на логических элементах.
Разработать устройствоуправления механизмом на логических элементах серии (К555 (74LS) – группа №1; К561 (СD40хх) – группа №2; К564 (CD40хх) – группа №3; К1533 (74АLS) – группа №4), работа которого контролируется по 5 параметрам. Параметры могут принимать значение 0 и 1. Значения параметров определяются десятичным числом, соответствующим варианту задания. При несовпадении хотя бы одного из параметров механизм отключается. Составить схему управления механизмом, используя только логические элементы 2И-НЕ, 2ИЛИ-НЕ. Осуществить моделирование работы схемы при комбинации логических сигналов на входах, соответствующих включенному состоянию механизма. Описать работу схемы.
Пример решения задачи 1. Вариант 28
Заданное десятичное число 28преобразуем в двоичное: 11010. Нормальное значение параметров: X5=1, X4=1, X3=0, X2=1,X1=0.
Так как F=1 только для одного состояния параметров, то логическая функция будет содержать только один минтерм:
Используемые логические элементы выполняют следующие функции:
Преобразуемая функция F содержит 5 переменных, а у каждого из логических элементов можно использовать не более 2 входов. Поэтому надо произвести декомпозицию функции F, т. е. представить ее в виде набора функций F1 иF2, каждая из которых должна содержать не более 2 переменных. Подобные преобразования проводят, используя законы и теоремы алгебры и логики. Применив закон ассоциативности, исходную функцию представим в следующем виде:
Выполнив операцию двойного отрицания каждого члена и используя теорему де-Моргана 
, получим
В такой форме функция F может быть реализована на заданных элементах серии К555 (74LS) (приложение Ж). Для реализации схемы требуется 4логических элемента:2 элемента 2И-НЕ – DD1 микросхема К555ЛА3 (74LS00) содержит 4 элемента в одном корпусе, 2 элемента2ИЛИ-НЕ – DD2 микросхема К555ЛЕ1 (74LS02) содержит 4 элемента в одном корпусе.
Модель разработанной схемы реализации логической функции в среде Multisim (файл «Логическая функция.ms11») приведена на рисунке 6.1.
Для проверки работы схемы на входах X1…X5 указаны значения переменных, задаваемых с помощью соответствующих ключей (уровню логической единицы соответствует напряжение 5В (VCC), а уровню логического нуля – напряжение 0В (GND)).Значение функции F =1и промежуточных функций контролируется логическими пробниками. Легко проверить, что при любом другом наборе переменныхF=0.
Рисунок 6.1 – Модель устройства управления механизмом на логических элемента серии 74LS
Задача 2.Разработка сумматора.
Разработать устройстводля суммирования двух двоичных чисел A и B(таблица 6.1) на микросхеме(К555ИМ3 (74LS83) – группа №1; К561ИМ1 (СD4008) – группа №2; К564ИМ1 (CD4008А) – группа №3; К555ИМ7 (74АLS385)). Результат сложения отобразить с помощью семисегментного индикатора. Осуществить моделирование сложения двоичных чисел. Описать работу схемы.
Таблица 6.1 – Исходные данные к задаче 2
| Номер варианта | A | B |
| 1 | 0001 | 1111 |
| 2 | 0010 | 1111 |
| 3 | 0011 | 1111 |
| 4 | 0100 | 1111 |
| 5 | 0101 | 1111 |
| 6 | 0110 | 1111 |
| 7 | 0111 | 1111 |
| 8 | 1000 | 1111 |
| 9 | 1001 | 1111 |
| 10 | 1010 | 0110 |
| 11 | 1011 | 0110 |
| 12 | 1100 | 0110 |
| 13 | 1101 | 0110 |
| 14 | 1110 | 0110 |
| 15 | 1111 | 0110 |
| 16 | 0001 | 0100 |
| 17 | 0010 | 0100 |
| 18 | 0011 | 0100 |
| 19 | 0100 | 0100 |
| 20 | 0101 | 0100 |
| 21 | 0110 | 1010 |
| 22 | 0111 | 1010 |
| 23 | 1000 | 1010 |
| 24 | 1001 | 1010 |
| 25 | 1010 | 0111 |
| 26 | 1011 | 0111 |
| 27 | 1100 | 0111 |
| 28 | 1101 | 0011 |
| 29 | 1110 | 0011 |
| 30 | 1111 | 0011 |
| 3 1 | 1 11 0 | 0 11 0 |
Пример решения задачи 1. Вариант 31.
ЧетырёхразрядныедвоичныечислаA =1110 (A4=1, A3=1, A2=1, A1=0) иВ=0110 (A4=0, A3=1, A2=1, A1=0) поступают на соответствующие входы сумматора 74LS83(рисунок 6.2). Коды слагаемых формируются с помощью интерактивных цифровых постоянных и отображаются посредством шеснадцатиричных индикаторов.
Результат сложения S=10101(C4=1, S4=0, S3=1, S2=0, S1=1)отображается в двоичном коде с помощью соответствующих логических пробников. Сумма поступает на дешифратор 74LS248Dдвоичного кода в код семисегментного индикатора S.На входы 3, 4, 5 дешифратора необходимо подать сигнал высокого уровня +5В. Для ограничения тока семисегментного индикатора на уровне 20 мА на выходах дешифратора установлены резисторы R1.. R7номиналом 270 Ом.
Модель разработанногосумматора в среде Multisim (файл «Сумматор.ms11») приведена на рисунке 6.2.
Рисунок 6.2 – Модель двоичного сумматора с отображением результата сложения на семисегментном индикаторе
Список литературы
1 Сборник задач по электротехнике и основам электроники /Под ред. В. Г. Герасимова. – М.: Высш. шк., 1987. – 288 с.
2 Лачин, В. И. Электроника : учеб.пособие / В. И. Лачин, Н. С. Савелов. – 7-е изд., перераб. и доп. – Ростов н/Д: Феникс, 2009. – 703 с.
3 Клочков, М. И. Расчет элементов и моделирование схем энергетической и информационной электроники: учеб.пособие / М. И. Клочков. – Хабаровск: Изд-во ДВГУПС, 2004. – 138 c.
4 Марченко, А. Л.Основы электроники: учеб.пособие для вузов / А. Л. Марченко.– М.: ДМК Пресс, 2008. – 296 с.
5 Москатов, Е. А. Справочник по полупроводниковым приборам / Е. А. Москатов – М.: Радио, 2005. – 208 с.
6 Панфилов, Д. И. Электротехника и электроника в экспериментах и упражнениях. Лаборатория на компьютере: в 2 т. / Д. И. Панфилов, В. С. Иванов, И. Н. Чепурин. – 2-е изд., перераб. и доп. – М.: МЭИ, 2004. – 304 с.
ПриложениеА
(справочное)
Таблица А.1 – Параметры выпрямительных диодов
| Тип диода | I прmах , А | U обр,mах , В | U пр,mах , В |
| 1N3600 | 0,2 | 50 | 1 |
| 1N4001 | 1 | 50 | 1,1 |
| 1N4002 | 1 | 100 | 1,1 |
| 1N5400 | 3 | 50 | 1,1 |
| 1N5401 | 3 | 100 | 1,1 |
ПриложениеБ
(справочное)
Таблица Б.1 – Параметры стабилитронов
| Тип стабилитрона | U ст , В | Iстmin, мА | Iст max, мА |
| 1N4733A | 5,1 | 49 | 890 |
| 1N4742A | 12 | 21 | 380 |
| 1N4744A | 15 | 17 | 304 |
| 1N4747A | 20 | 12,5 | 225 |
| 1N4749A | 24 | 10,5 | 190 |
| 1N4753A | 36 | 7 | 125 |
ПриложениеВ
(справочное)
Дата: 2018-12-21, просмотров: 460.
