Практическое занятие № 6. Разработка цифровых комбинационных устройств
Поможем в ✍️ написании учебной работы
Поможем с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой

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 X1X5 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: 499.