Задание для выполнения

а) Разработайте схему счетчика с Ксч=10, взяв за основу счетчик на вычитание со следующими последовательностями изменения состояний:

б) Разработайте схему суммирующего счетчика с числом состояний 10 (Ксч=10) для следующих последовательностей состояний:

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1. Цифровая и вычислительная техника/Э.И.Евреинов, Ю.Т.Бутыльский, И.И.Мамзелев и др. – М.: Радио и связь, 1991.

2. Каган Б.М. Электронные вычислительные машины и системы. – М.: Энергоатомиздат, 1991.

3. Пухальский Г.И. Проектирование дискретных устройств на интегральных микросхемах: Справочник/ Г.И.Пухальский, Т.Я.Новосельцева. - М.: Радио и связь, 1990.

4. Калабеков Б.А. Цифровые устройства и микропроцессорные системы. – М.: Радио и связь, 1997.

Приложение 1

АКСИОМЫ И ТЕОРЕМЫ БУЛЕВОЙ АЛГЕБРЫ

1) Свойства операций И/ИЛИ/НЕ

1) (закон идемпотентности)

2)

3) (закон двойного отрицания)

4) (перестановочный закон)

5) (закон поглощения)

6)

7) (закон склеивания)

8) (теорема Де Моргана)

9) (сочетательный закон)

10) (ассоциативный закон)

11) (дистрибутивный закон)

Приложение 2

БАЗОВЫЕ ЛОГИЧЕСКИЕ ЭЛЕМЕНТЫ

	Логический элемент исключающее ИЛИ

ПРИЛОЖЕНИЕ

Описание элементов

Ключи

Ключи имеют два состояния: выключенное (разомкнутое) и включенное (замкнутое). В выключенном состоянии они представляют собой бесконечно большое сопротивление, во включенном состоянии их сопротивление равно нулю.

Ключ, управляемый клавишей

[Space]

Ключи могут быть замкнуты или разомкнуты при помощи управляющих клавиш. Имя управляющей клавиши можно ввести с клавиатуры в диалоговом окне, появляющемся после двойного щелчка мышью на изображении ключа.

Пример: если необходимо, чтобы состояние ключа изменялось клавишей 'пробел' [Space], то следует ввести текст «Space» в диалоговое окно и нажать ОК.

Используемые клавиши-ключи:

ü буквы от А до Z;

ü цифры от 0 до 9;

ü клавиша Enter на клавиатуре;

ü клавиша пробел [Space].

0,5s

Реле времени

Реле времени представляет собой ключ, который размыкается в момент времени Toff и замыкается в момент времени Ton. Ton и Toff должны быть больше 0.

Если Ton < Toff, то в начальный момент времени, когда t = 0, ключ находится в разомкнутом состоянии. Замыкание ключа происходит в момент времени t = Ton, а размыкание - в момент времени t = Toff. Если Ton > Toff, то в начальный момент времени, когда t = 0, ключ находится в замкнутом состоянии. Размыкание ключа происходит в момент времени t = Toff, а замыкание - в момент времени t = Ton. Ton не может равняться Toff.

 

1 kΩ/5 V

Источник сигнала «логическая единица»

При помощи этого источника устанавливают уровень логической единицы в узле схемы.

Цифровые элементы

Цифровые элементы программы представлены следующими группами: индикаторы, логические элементы, узлы комбинационного типа, узлы последовательностного типа, гибридные элементы.

Индикаторы

Семисегментный индикатор (ССИ)

Каждый из семи выводов индикатора управляет соответствующим сегментом, от а до g.

Дешифрирующий семисегментный индикатор (ДССИ)

Дешифрирующий семисегментный индикатор служит для отображения на своем дисплее шестнадцатеричных чисел от 0 до F, задаваемых состоянием на входе индикатора.

Пробник логического уровня

Пробник определяет логический уровень (0 или 1) в конкретной точке схемы. Если исследуемая точка имеет уровень логической 1, индикатор загорается красным цветом. Уровень логического нуля свечением не отмечается. С помощью команды Value в меню Circuit можно изменить цвет свечения пробника.

 

Логические элементы

Electronics Workbench содержит полный набор логических элементов и позволяет задавать их основные характеристики, в том числе тип элемента: ТТЛ или КМОП. Число входов логических элементов схем можно установить в пределах от 2 до 8, но выход элемента может быть только один.

Логическое НЕ

Элемент логическое НЕ или инвертор изменяет состояние входного сигнала на противоположное.

Логическое И

Элемент И реализует функцию логического умножения. Уровень логической 1 на его выходе появляется в случае, когда на один и на другой вход подается уровень логической единицы.

Логическое ИЛИ

Элемент ИЛИ реализует функцию логического сложения. Уровень логической 1 на его выходе появляется в случае, когда на один или на другой вход подается уровень логической единицы.

Исключающее ИЛИ

Двоичное число на выходе элемента исключающее ИЛИ является младшим разрядом суммы двоичных чисел на его входах.

Элемент И-НЕ

Элемент И-НЕ реализует функцию логического умножения с последующей инверсией результата. Он представляется моделью из последовательно включенных элементов И и НЕ.

Элемент ИЛИ-НЕ

Элемент ИЛИ-НЕ реализует функцию логического сложения с последующей инверсией результата. Он представляется моделью из последовательно включенных элементов ИЛИ и НЕ.

Исключающее ИЛИ-НЕ

Данный элемент реализует функцию "исключающее ИЛИ" с последующей инверсией результата. Он представляется моделью из двух последовательно соединенных элементов: исключающее ИЛИ и НЕ.

Буфер

Буфер служит для подачи больших токов в нагрузку. Данный буфер является неинвертирующим. Установку типа буфера можно произвести с помощью команды Model в меню Circuit (CTRL+M). При использовании ТТЛ элемента в качестве буфера необходимо выбрать модель буфера LS-BUF или LS-OC-BUF (Open Collector - открытый коллектор). Если в качестве буфера применяется КМОП элемент, следует выбрать модель HC-BUF, либо HC-OD-BUF (Open Drain - открытый сток). Если тип буфера не выбран, то буфер ведет себя как обычный цифровой элемент с малой нагрузочной способностью.

Буфер с тремя состояниями

Буфер с тремя состояниями имеет дополнительный разрешающий вход (enable input). Если на разрешающем входе высокий потенциал, то элемент функционирует по таблице истинности обыкновенного буфера; если низкий, то независимо от сигнала на входе выход перейдет в состояние с высоким импедансом. В этом состоянии буфер не пропускает сигналы, поступающие на вход.

Установка режима работы производится так же, как и для обычного буфера.

Узлы комбинационного типа

Полусумматор

Полусумматор производит сложение двух одноразрядных двоичных чисел. Он имеет два входа слагаемы - А, В и два выхода - суммы (Sum) и переноса (Carry). Суммирование производится элементом Исключающее ИЛИ, а перенос - элементом И.

 

Полный двоичный сумматор

Полный двоичный сумматор производит сложение трех одноразрядных двоичных чисел. Результатом является двухразрядное двоичное число, младший разряд которого назван суммой, старший разряд - переносом.

Входы: слагаемых - А, В и переноса - . Выходы: суммы - Sum и переноса - . Полный двоичный сумматор можно реализовать на двух полусумматорах и одном элементе ИЛИ.

Дешифратор из 3 в 8

Дешифратор — логическое устройство, имеющее n входов и выходов. Каждой комбинации входного кода соответствует активный уровень на одном из выходов. Данный дешифратор имеет три входа адреса (А, В, С), два разрешающих входа (Gl, G2) и 8 выходов (YO...Y7).

Активным уровнем является уровень логического нуля. Дешифратор работает, если на входе G1 высокий потенциал, а на G2 - низкий. В других случаях все выходы пассивны, т. е. имеют уровень логической 1.

Приоритетный шифратор из 8 в З

Шифратор выполняет операцию, обратную дешифратору. Данный шифратор при наличии на нескольких входах активного состояния активным считает вход со старшим номером. Кроме того, выход дешифратора инверсный, т.е. значения разрядов двоичного числа на выходе инвертированы.

Если хотя бы один из входов шифратора в активном состоянии, выход GS также будет в активном состоянии, а выход ЕО - в пассивном, и наоборот. При пассивном состоянии разрешающего входа Е1 выходы GS также будут пассивными. Активным уровнем, так же, как и у дешифратора, является уровень логического нуля.

 

 

Семисегментный дешифратор

Данное устройство предназначено для управления семисегментным индикатором. Четырехразрядное двоичное число на входе определяет комбинацию логических уровней на выходе дешифратора таким образом, что при подключении к нему семисегментного индикатора на его дисплее отображается символ, соответствующий числу на входе.

Для тестирования выходов дешифратора используется вывод LT (lamp testing). Когда на этот вход подан уровень логического 0, на всех выходах — логическая 1. Все выходы дешифратора устанавливаются в 0 при подаче на вход BI логического 0.

Декодирующий семисегментный индикатор имеет встроенное декодирующее устройство, поэтому при работе с ним не надо использовать данный дешифратор.

Мультиплексор из 8 в 1

Мультиплексор (селектор данных) осуществляет операцию передачи сигнала с выбранного входа на выход. Номер входа равен адресу - двоичному числу, определяемому состоянием адресных входов.Данный мультиплексор имеет 12 входов: восемь из которых - входы данных (DO - D7), три - входы адреса (А, В, С) и один - разрешающий вход (EN). Мультиплексор работает при подаче на вход разрешения логического 0. Выход W является дополнением выхода Y (W=Y').

Демультиплексор

Демультиплексор выполняет операцию, обратную мультиплексору. Он передает данные со входа на тот вывод, номер которого равен адресу. Данное устройство имеет четыре входа и восемь выходов. Входы адреса: А, В, С. Вход данных - G. Если на входе G логическая 1, то на всех выходах - также логическая 1.