Разработка принципиальной схемы генератора на D-тригерах

Министерство Общего и Профессионального  Образования РФ

Московский Государственный Авиационный Технологический Университет

 им. К.Э.Циолковского


Кафедра “ Технология производства приборов и систем управления 

                    летательных  аппаратов “


КУРСОВАЯ РАБОТА

 

 

по курсу                              “Электронная схемотехника

тема проектирования   “Разработка принципиальной схемы генератора          

                                          чисел  в двоичном коде на D-триггерах

 


Преподаватель:                       Попов А.Ф.    

Студент :                                  Федин Д.В.

Группа :                                    8П-3-5

                  Дата:                                            28.05.98 г.

 

 

 

1998 г.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. Составление таблицы истинности ( таблицы переходов триггеров ) .

 

Десятич­ное число

Q3

Q2

Q1

Q0

D3

D2

D1

D0

0

0 0 0 0 0 1 1 1

7

0 1 1 1 1 1 1 0

14

1 1 1 0 1 1 1 1

15

1 1 1 1 1 0 0 0

8

1 0 0 0 0 0 0 1

1

0 0 0 1 0 0 1 0

2

0 0 1 0 1 0 0 1

9

1 0 0 1 1 0 1 0

10

1 0 1 0 0 0 1 1

3

0 0 1 1 1 0 1 1

11

1 0 1 1 0 1 0 0

4

0 1 0 0 1 1 0 0

12

1 1 0 0 0 1 1 0

6

0 1 1 0 0 1 0 1

5

0 1 0 1 0 0 0 0

0

0 0 0 0

 

Q0 .. Q3 - входные переменные

D0 .. D3 - логические функции 


2. Составление карт Карно  (минимальных логических функций).

 

D3

 

Q3Q2

Q1Q0

00

01

11

10

00

0 0 А     1 1

01

1    Д 0 1  Б 0

11

0

       1    Г

В     1 1

10

0 1 0 0

 

          _  _            _                   _            _  _  _

D3=Q1Q3Q2 + Q1Q0Q3 + Q1Q3Q2 + Q1Q0Q3 + Q1Q0Q3Q2  =

 

       _  _            _                  _           _  _  _

= Q1Q3Q2  × Q1Q0Q3  × Q1Q3Q2  × Q1Q0Q3  ×Q1Q0Q3Q2


D2

 

Q3Q2

Q1Q0

00

01

11

10

00

1   B 0 0 0

01

1 0 Б      1 1

11

1     А 0 1

10

0 0 1   Г 0

 

       _            _        _  _  _                _

D2= Q0Q2 + Q1Q3Q2 + Q1Q0Q3 + Q1Q0Q3Q2 =

 

    _           _       _  _  _             _

= Q0Q2 × Q1Q3Q2 × Q1Q0Q3 × Q1Q0Q3Q2


      D1

 

Q3Q2

Q1Q0

00

01

11

10

00

1 1     A 1  Б 0

01

0 0 1 0

11

1   В 0 0 1   Г

10

0 1     Д 0 1

       _  _  _            _     _               _         _     _

D1= Q1Q3Q2 + Q1Q0Q3 + Q0Q3Q2 + Q1Q0Q3 + Q1Q0Q2  =

 

   _  _  _          _   _                   _     _

= Q1Q3Q2 ×Q1Q0Q3 ×Q0Q3Q2 ×Q1Q0Q3 ×Q1Q0Q2

 

 

     D0

 

Q3Q2

Q1Q0

00

01

11

10

00

1     Б 0 1 1     B

01

0 0 0 1

11

0 0 0 1     A

10

1 0 0 1

                                                              

 

           _    _  _        _  _          _    _ _        _  _

D0= Q1Q0 + Q0Q2 + Q1Q3Q2 =  Q1Q0 × Q0Q2 × Q1Q3Q2

 

                                                           


3. Составление таблицы истинности (проверка) .

 

 

дес

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 


 

 

чис

ло

Q3

Q2

Q1

Q0

       

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 1 0 0 0 0 0 1 0 0 1 1 1

7

0 1 1 1 0 1 0 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 1 1 1 0

14

1 1 1 0 0 0 1 0 0 1 0 0 0 0 0 1 1 0 1 0 0 1 1 1 1

15

1 1 1 1 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0

8

1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 1

1

0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0 0 0 1 0

2

0 0 1 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 0 0 1

9

1 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 1 0 1 0

10

1 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 1 1 0 0 0 1 1

3

0 0 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 1 1 0 1 1

11

1 0 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0

4

0 1 0 0 0 0 0 0 1 1 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 0 0

12

1 1 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 1 1 0

6

0 1 1 0 0 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 1 0 1

5

0 1 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

0

0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 1 0 0 0 0 0 1 0 0 1 1 1

4. Построение временных диаграмм .

 

 

 


с

 

         0    7      14     15       8       1       2        9      10       3      11      4       12      6       5       0   

 

 


Q3

 

 

 

 

 

 


Q 2

 

 

 

 

 

 


Q 1

 

 

 

 

 

 

 


Q 0


 



5. Разработка альтернативной схемы .

 

Карты Карно для D3 и D1 остаются прежними  (см. стр. 4 - 5) .

D2

 

Q3Q2

Q1Q0

00

01

11

10

00

1   B 0 0 0

01

1 0 Б      1 1

11

Г      1 1 0 1    А

10

0 0 1     Д 0

 

           _            _        _  _  _    _                       _

D2= Q1Q0Q2 + Q1Q3Q2 + Q1Q0Q3 + Q1Q3Q2 + Q1Q0Q3Q2 =

 

       _          _        _  _  _  _                     _

= Q1Q0Q2 ×Q1Q3Q2 × Q1Q0Q3× Q1Q3Q2 × Q1Q0Q3Q2

 

     D0

 

Q3Q2

Q1Q0

00

01

11

10

00

1     Б 0 1 1     B

01

0 0 0 1

11

0 0 0 1     A

10

1 0 0 1

                                                              

 

           _    _  _  _        _  _          _   _  _  _        _  _

D0= Q1Q0 + Q1Q0Q2 + Q1Q3Q2 =  Q1Q0 × Q1Q0Q2 × Q1Q3Q2

 


7. Результат сравнения двух схем.


 

Параметры

№схемы

принципиальная

схема  (№1)

альтернативная принципиальная

схема  (№2)

количество микросхем

12 12

количество незадействованных элементов

2 (3-х вх.элем.’’И-НЕ’’)

1(4-х вх.элем. ’’И-НЕ’’)

3 (3-х вх.элем.’’И-НЕ’’)

 

2 (3-х вх.элем.’’И-НЕ’’)

1 (2-х вх.элем.’’И-НЕ’’)

 


Вывод:    в результате сравнения двух разработанных принципиальных схем генератора чисел в двоичном коде можно сказать, что по количеству задействованных микросхем схема

№1 более предпочтительна.

ЛИТЕРАТУРА

 

1.

 

2.

ОГЛАВЛЕНИЕ

 

1. Составление таблицы истинности ............................................................ 3 стр.

2. Составление карт Карно  (минимальных логических функций)............... 4 стр.

3. Составление таблицы истинности (проверка) ........................................ 6 стр.

4. Построение временных диаграмм .............................................................. 7 стр.

5. Разработка альтернативной схемы .......................................................... 8 стр.

6. Принципиальная и принц.  альтернативная схемы генератора ............. 9 стр.

7. Результат сравнения двух схем ................................................................. 11стр.

8. Литература ................................................................................................. 11 стр.