Разработка модели триггерного устройства на базе микросхем типа К564 с последующим использованием выходов
Курсовой проект - Компьютеры, программирование
Другие курсовые по предмету Компьютеры, программирование
ы между устойчивыми состояниями, которые совершает триггер при изменении состояния входов, введём понятие действующего (эффективного) сигнала С, Х1 и Х2 ().
В данном случае, действующим сигналом является переход 10 на любом входе. Обозначим действующие сигналы через . Теперь можно записать, что:
если на входах С, Х1 и Х2 имеет место переход 10;
если на входах С, Х1 и Х2 имеет место переходы 00, 01 и 11.
Кроме того, имеет место условие, что одновременное изменение сигнала C с сигналами Х1 и Х2 недопустимо.
Далее, в соответствии с таблицей 1, заполняем первичную таблицу переходов:
Таблица 3
№ сост.С Х1 Х2
Q0000010100111001011101111(1)2345
021(2)346312(3)474123(4)1651(5)678625(6)787356(7)884567(8)9(9)1011125
1109(10)11121411910(11)12151291011(12)8139(13)141516141013(14)151615111314(15)161612131415(16)
Сокращение первичной таблицы переходов
Сокращённая таблица переходов получается из первичной таблицы с помощью объединения строк с совместимыми состояниями.
Состояния называются совместимыми, если значения входов для этих строк одинаковы, а номера состояний, записанные в соответствующих столбцах, совпадают или друг с другом, или с фиктивными состояниями “Ф” (для не полностью определённых цифровых автоматов).
При объединении строк (состояний) необходимо придерживаться следующих правил:
а) если объединяются одинаковые номера состояний в скобках и без них, то результирующее состояние должно быть в скобках;
б) если объединяются фиктивные состояния и состояния, соответствующие какому-либо номеру, то в строке сокращённой таблицы пишется этот номер.
В общем случае объединение строк можно произвести различными способами. При проектировании триггеров следует рассмотреть все возможные способы объединения строк и получить различные структурные и принципиальные схемы триггеров, из которых выбирают те, которые обеспечивают наилучшее значение параметров.
Обозначив каждую группу состояний любым номером состояния из группы совместимых состояний (например, номерами первых состояний) и заменяя на них остальные совместимые с ними состояния, получаем конечную сокращённую таблицу переходов.
Сокращённая таблица переходов будет иметь следующий вид:
Таблица 4
№ сост.С Х1 Х2Q10000010100111001011101111(1)(1)(1)2(1)(1)(1)(1)0
2111(2)---109(9)1010(9)1--11109(10)(10)9(10)(10)(10)(10)
Граф-схема переходов
Граф переходов составляется в соответствии с сокращённой таблицей переходов 4. Из табл. 4 видно, что, находясь в первом состоянии, равным 1, триггер не меняет его, если входной набор СХ1Х2 =000, 001, 010, 100, 101, 110, 111 и меняет на 2 набор при наборах СХ1Х2 =011.
Таким образом, граф-схема переходов имеет вид:
Кодирование внутренних состояний триггера
Для кодирования внутренних состояний табл.5 необходимы две ЭЗЯ с переменными Q1 и Q2, выражающими одновременно внутренние переменные триггерного устройства.
Известно, что когда две (или более) внутренние переменные одновременно изменяются в течение перехода из одного состояния в другое, то говорят, что имеет место состязания между изменяющимися переменными. Если желаемое состояние зависит от последовательности изменений переменных, то имеет место критическое состязание, приводящее к сбоям.
Способ кодирования, устраняющий состязания, называется противогоночным. При соседнем кодировании состояний, состязания всегда отсутствуют. Здесь любые два последовательных состояния кодируются наборами, отличающимися состояниями лишь одной ЭЗЯ.
Проведём соседнее кодирование внутренних состояний так, как показано на графе переходов (в знаменателе).
Обобщённая таблица переходов триггера во времени
Обобщённая таблица переходов составляется с использованием граф-схемы переходов (Табл. 5) имеет вид:
Таблица 5
№СХ1Х2tt+1hS1hR1hS2hR2Q1Q2Q1Q2000000001-1-100001001-1020001010-11-30001110-110400100001-1-500101001-1060011011-10170011111-1-1801000001-1-901001001-10100101011-101110101111-1-11201100011-011301101011--1140111010-11-150111110-1101610000001-1-1710001------181001000101-191001111-1-12010100001-1-2110101------2210110------231011111-1-12411000001-1-2511001------2611010------271101111-1-12811100001-1-29111011101-1301111000101-311111111-1-1Этап абстрактного синтезаЭтап структурного синтеза
Представлением триггерного устройства обобщённой таблицей переходов во времени заканчивается этап абстрактного синтеза.
Этап структурного синтеза.
Получение и минимизация функций возбуждения ЭЗЯ
Составляем карты Карно для hS1, hR1, hS2, hR2,
Q1Q2h2S101010-1-1111-1-----0111-1----0011011111000001011010110111101100cx1x2Q1Q2h1S10-----1-111--------011111-0--0011111111000001011010110111101100cx1x2Q1Q2h2R10-1-1----1101011111010010-1--00--1-----000001011010110111101100cx1x2Q1Q2h1R101111-0-0111111111101-----1--00--------000001011010110111101100cx1x2
Составление функциональной схемы триггерного устройства
Рис. 2 Структурная схема триггера.
Проектирование печатной платы
Разработанный триггер реализован на микросхемах серии К564. Размеры посадочных мест под данные микросхемы зависят от габаритных и установочных размеров корпусов микросхем. Исходные размеры взяты по ГОСТ 17467-72.
Все использованные микросхемы реализованы в корпусах типа 301ПЛ14, имеющих следующие размеры:
АLakt6,519,55,03,22,5
Счетчик реализован в корпусе типа 201.16-6
АLakt6,519,55,03,52,5
Параметры сопряжения микросхем серии К564:
ПараметрИСК564 (UCC=5В)UOL,В0,01UOH,В4,99IIL,мА5*10-5IIH,мкА0,05IOL,мА0,01…3IOH,мкА0,01…1,6UCC,В3…15UIL,В1,5UIH3,5
Технологическая часть
Общие сведения о системе P-CAD
Система