Лабораторный практикум
Информация - Компьютеры, программирование
Другие материалы по предмету Компьютеры, программирование
ает запись функции M(X,Y,Z)=XY+XZ+YZ=X#Y#Z.
Такая запись означает, что для получения из неё первоначальной минимальной ДНФ надо взять по коньюкции второго ранга по каждой переменной и объединить их знаком дизъюнкции. На рисунке 3 показана схема мажоритарного элемента на три входа и его условное обозначение.
X
& 1 2
Y & M
Z &
а) Мажоритарный элемент б) Условное обозначение
Рисунок 3 - Схема мажоритарного элемента и его условное обозначение
3 Описание лабораторного макета
В лабораторной работе используется ряд комбинационных логических интегральных микросхем 155 серии, логические входы и выходы которых подключены к гнёздам разъёмов, образующих наборное поле на передней панели лабораторного макета. Соединяя гнезда наборного поля проводниками со штеккерами на концах, можно реализовать различные типы комбинационных логических устройств.
Для задания наборов аргументов логических функций используется генератор кодов, основой которого является пятиразрядный счётчик, построенный на Т - триггерах (из элементов 155-ой серии). На прямых выходах счётчика, выведённых на наборное поле передней панели стенда, можно получить 32 различные комбинации или 32 двоичных числа. Через соответствующие гнёзда каждый из пяти разрядов счётчиков может быть установлен в “1” или “0”. Кроме того, подключив вход счётчика (Сч) к выходу генератора одиночных импульсов (“0”-“1”), можно обеспечить последовательный перебор кодовых комбинаций: каждое нажатие кнопки (Кн) увеличивает число, записанное в счётчике, на единицу. Схема и временная диаграмма работы генератора одиночных импульсов, построенного на основе антидребезгового триггера, приведена на рисунке 4.
Для индикации состояний разрядов счётчика, а также логических элементов используются индикаторные лампочки. Горение лампочки означает наличие кода “1” на выходе соответствующего элемента.
Лабораторная установка питается от сети переменного тока напряжением 220 В через блок питания со стабилизированным напряжением 5 В. Включение стенда осуществляется выключателем “Сеть”. Элементы серии 155 оперируют с сигналами двух уровней: низким (от 0 до 0,4В) - логический 0 и высоким (от 2,4В до 5В)- логическая 1.
Состав и количество микросхем, используемых в работе, приведены в приложении А. Обозначения логических микросхем приведены в приложении Б.
Микросхемы 1...7 выполняют простейшие логические функции И, ИЛИ, НЕ, И-НЕ, ИЛИ-НЕ. Элементы 8 реализуют функцию ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ (неравнозначность): . Элементы 9,10 выполняют более сложные логические функции И-ИЛИ-НЕ, например, работа элемента 9 описывается уравнением .
Рисунок 4 - Схема генератора одиночных импульсов и временная диаграмма генератора
4 Программа работы
1) Минимизировать следующие логические неполностью определённые функции, заданные в таблице 3, и составить принципиальную схему для реализации.
Таблица 3 - Таблица неполностью определенных функций
NПринимают значения , равные 1 на наборахПринимают значения , равные 0 на наборах10, 5, 24, 293, 7, 8, 13, 16, 2129, 12, 17, 201, 4, 13, 22315, 19, 23, 310, 11, 22, 2740, 3, 4, 75, 10, 2253, 10, 157, 9, 11613, 14, 21, 227, 9, 23, 2876, 12, 15, 303, 14, 19, 31811, 14, 26, 313, 12, 23, 2792, 15, 18, 313, 6, 10107, 11, 12, 241, 14, 22, 29112, 15, 17, 19, 273, 6, 18, 29, 30123,7, 11, 20, 24, 281, 14, 22, 292) Минимизировать следующие полностью определённые логические функции, принимающие значения, равные 1 на указанных наборах, и составить принципиальную схему для их реализации.
1.0,4,8,10,11,12,14 7.16,18,20,21,22,26,27,28,292.17,20,22,25,26,27,28,30,31 8.0, 2, 3, 12, 13, 153.3,6,7,14,15,19,23,30,31 9.3, 9, 11, 13, 18, 19, 274.1,9,11,17,19,25,2710.1, 12, 17, 20, 21, 28, 295.0,2,4,8,12,13,16,18,2811.3, 6, 7, 14, 27, 30, 316.7, 13, 15, 25, 27, 29, 3112.0,8,10, 12, 13, 15, 26, 31
3) Минимизировать следующие полностью определённые логические функции, принимающие значения, равные 0 на наборах, и составить принципиальную схему для их реализации:
1.0,1,8,9,17,25,28, 29 7.1, 9, 25, 27, 28, 292.0,8,16,20,24,28 8.6,14, 15, 22, 23, 303.3, 11, 15, 31 9.9, 13, 15, 27, 29, 314.3, 10, 11, 18, 2710.7, 14, 15, 22, 305.7, 11, 15, 22, 23, 3011.9, 11, 23, 30, 316.3 , 10 , 11 , 22 , 23 , 3012.9 , 11 , 21 , 22 , 23
4) Минимизировать схему выбора чисел из 5-разрядного счётчика и составить принципиальную схему для реализации (на выходе схемы выбора должна появиться 1 при подаче на вход любого из выбираемых чисел).
1.Всех чисел 20 >= M>= 8 .2.Всех чисел M=27 8.Всех чисел 12=<M<249.Всех нечётных чисел 11<M<26 10.Всех чётных чисел 11<M=<2611.Всех чисел 7=<M=<15 и 20=<M=<24
5) Минимизировать системы функций, описывающих преобразователи одного кода в другой. Коды заданы ниже.
1.I-II7.V-I13.V-III2.I-III8.VI-I14.VI-III3.I-IV9.IV-II15.VI-IV4.I-V10.V-II16.V -IV5.I-VI11.VI-II17.VI-V6.IV-I12.IV-III18.III-I
6) Построить схему порогового элемента на К входов (выходной сигнал равен 1, если суммарное число единиц на входах не меньше, чем значение порога P) при разных весовых коэффицентах входов, указанных в таблицах 4 и 5.
Таблица 4 - Таблица Таблица 5 - Таблица
NKP 1321242134314531554165217542 весовых коэффициентов весовых коэффициентов
NKP8542,1,2,1,29531,2,1,2,110421,1,1,211432,1,1,212531,1,1,1,313431,1,1,214551,2,3,4,5
7) Построить схему сравнения двухразрядных кодов M и P, принимающих значение 1 в следующих случаях:
1) M=P; 2) M=P; 6) M P.
8) Построить мажоритарный элемент на 5 входов
В процессе выполнения работы после сборки схемы требуется провери