Шаблон. Пособие ИМПС. Практикум по интегральной и микропроцессорной схемотехнике

• Название: Практикум по интегральной и микропроцессорной схемотехнике
• Анкор: Шаблон
• Дата: 13.09.2022
• Размер: 1.32 Mb.
• Имя файла: Пособие ИМПС.docx
• Тип: Практикум; #674767
• страница: 9 из 54

Содержание лабораторной работы Задание:

Согласно данным для каждого варианта, приведенным в таблице (файл Варианты (Lmps 3-5.xls)), спроектировать и реализовать дешифратор. В отчете должны содержаться все этапы проектирования, схема дешифратора и выводы о проделанной работе.


Рисунок 4.2 – Схема дешифратора Рисунок 4.3 – ИМС 74154

Контрольные вопросы

1. 
   В чем заключается отличие дешифратора от шифратора?
   
2. 
   Как и для чего используют матрицы Карно при проектировании дешифратора?
   
3. 
   Какие результаты вы получили после проведения минимизации?
   
4. 
   Минимизация логических функций преследует какую цель?
   
5. 
   Применение дешифратора?
   

Лабораторная работа № 5. ПРОЕКТИРОВАНИЕ КОДОПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ

1. 
   Цель работы: Изучить работу кодопреобразователя и научиться его проектировать.
   

2. Краткие сведения из теории

Кодопреобразователем называется комбинационное логическое устройство, преобразующее входной позиционный код одного типа в выходной позиционный другого типа.

Преобразователь кода – это цифровое устройство, преобразующее код числа из одной системы кодирования в другую.

Сейчас широкое распространение получили так называемые семисегментные светодиодные и жидкокристаллические индикаторы,

которые работают при тех же напряжениях, что и микросхемы. В них индикация осуществляется семью элементами, как показано на рисунке

1. 
   Подавая управляющее напряжение на отдельные элементы индикатора и вызывая его свечение (светодиодные индикаторы) или изменяя его окраску (жидкокристаллические индикаторы), можно получить изображение десятичных цифр 0, 1,..., 9.
   

а) б)
Рисунок 5.1 – Обозначение семисегментного индикатора: а) семисегментный индикатор; б) в Протеусе

Этапы проектирования кодопребразователя:

1. 
   Проектирование кодопреобразователя начинается, как и для дешифратора, с составления таблицы истинности.
   

Входные переменные в ней обозначены символами А, В, С, D, E выходные – Y0…Y9. Входной позиционный код имеет разрядность n = 5, число его кодовых комбинаций N₁ = 32. Выходной код также позиционный, его разрядность k = 7, а число кодовых комбинаций могло бы быть N₂=128. Но отображаться должно только 10 цифр (таблица 5.1).
Таблица 5.1 Таблица истинности

Цифра	Входы					Выходы
	A	B	C	D	E	Y6	Y5	Y4	Y3	Y2	Y1	Y0
0	0	0	0	0	0	0	1	1	1	1	1	1
1	1	0	0	0	1	0	0	0	0	1	1	0
2	1	0	0	1	0	1	0	1	1	0	1	1
3	0	0	0	1	1	1	0	0	1	1	1	1
4	1	0	1	0	0	1	1	0	0	1	1	0
5	0	0	1	0	1	1	1	0	1	1	0	1
6	0	0	1	1	0	1	1	1	1	1	0	1
7	1	0	1	1	1	0	0	0	0	1	1	1
8	1	1	0	0	0	1	1	1	1	1	1	1
9	0	1	0	0	1	1	1	0	1	1	1	1

2. 
   Следующим этапом проектирования является получение минимизированных выражений. Используя данные таблицы 5.1, построим 8 матриц Карно – одна вспомогательная – «Цифры» и семь для выходных переменных (рисунок 5.2).
   

«Цифры» Y0 Y1 Y2

C C C C E E E E E E E E

0		3		6		5
	9
8
	1		2		7		4

1		1		1		1
	1
1
	0		1		1		0

1		1		0		0
	1
1
	1		1		1		1

1		1		1		1
	1
1
	1		0		1		1

B B B B A A A A





D D D D

Y3 Y4 Y5 Y6



C C C C E E E E E E E E

1		1		1		1
	1
1
	0		1		0		0

1		0		1		0
	0
1
	0		1		0		0

1		0		1		1
	1
1
	0		0		0		1

0		1		1		1
	1
1
	0		1		0		1

B B B B A A A A





D D D D
Рисунок 5.2 – Матрицы Карно для схемы кодопреобразователя

Доопределение матриц (замена пустых клеток на символы 0 и 1) на рисунке 5.2 сделано самым рациональным образом, т.е. контура построены максимальной крупности, а их количество на каждой матрице сведено к минимуму. По матрицам рисунка 5.2 получены следующие минимальные выражения:

+	·
	+ · +
+	+ · + +
+

Как видно из полученных формул, отдельные компоненты встречаются по несколько раз. Например, компонент:

·
встречается в двух формулах – для Y5 и Y6. Такой компонент необходимо сделать обобществленным и использовать его выходной сигнал в тех схемах, где он фигурирует.

Выделим все неоднократно встречающиеся компоненты, обозначая их буквами M0, M1 и т. д., указывая справа в скобках функцию, где данный компонент встречается. В проектируемой схеме имеется 2 таких компонента:

M0= · (для Y3, Y4)

M1= · (для Y5, Y6)
Произведя подстановку, получим окончательные формулы для схемы кодопреобразователя:

+
	+ +
+	+ + +
+

3. 
   Пример реализации вышеперечисленных формул изображен на рисунке 5.3.
   

Рисунок 5.3 – Принципиальная схема кодопреобразователя Входной позиционный код вводится с помощью ключей 0, 1, 2, 3

сигналы X0, X1, X2, X3 соответственно. Выходные клеммы обозначены буквами А…G.