Синтез преобразователя кода.

Синтез устройства рассмотрим на примере реализации преобразователя кода для семисегментного индикатора. Необходимо разработать устройство, выполняющее преобразование двоичного кода в семисегментный, причем сегменты загораются при подаче на них уровня логической единицы. Количество входов ПК равно разрядности входного кода, а количество выходов - количеству реализуемых функций. Схема соединения выводов преобразователя кода к сегментам индикатора приведена на рисунке 2.

Символ, который необходимо высветить на индикаторе, и соответствующий ему код, который подается на вход ПК, приведены в таблице 6.

  Рисунок 2 - Схема соединения выводов преобразователя кодов к сегментам индикатора

Таблица 6

Символ	код
х1х2х3х4
E
Р
H

Составим таблицу функционирования (состояний) преобразова­теля, выходные функций обозначим именам сегментов.

Таблица состояний преобразователя заполняется построчно, т.е. для каждого набора переменных определяется значения функций в соответствие с символом, высвечиваемым на индикаторе.

Например, чтобы на индикаторе высветился символ "0", необходимо чтобы высвечивались сегменты a, b, c, d, e, f. Следовательно, на эти сегменты подается уровень логической 1, а на сегмент g – уровень логического нуля. Начертания символов приведено на рисунке 3.

Рисунок 3 – Форма индицируемых букв

Для зажигания цифры 2 необходимо подать уровни логической “1” на сегменты a, b, d, e и g, а на c, и f - уровни логического “0”.

Таким образом заполняем всю таблицу.

В неиспользуемых наборах переменных значения функций обозначены знаком "*".

Тогда таблица состояния функций для нашего случая будет выглядеть следующим образом (см. табл. 7).

Таблица 7 – Таблица состояний

Символ	х1х2х3х4	a	b	c	d	e	f	g
-		*	*	*	*	*	*	*
-		*	*	*	*	*	*	*
-		*	*	*	*	*	*	*
E
Р
-		*	*	*	*	*	*	*
H
-		*	*	*	*	*	*	*
-		*	*	*	*	*	*	*

После заполнения таблицы состояния устройства для каждой функции строятся карты Карно, предназначенные для минимизации этих функций, и составляются аналитические выражения. Порядок составления карт Карно роли не играет.

Для удобства минимизацию начнем с функции " а" (рис.4).

Рисунок 4 – Карты Карно для функции "a" цифрового индикатора   .

Для функции " b" карта Карно представлена на рис.5.

Рисунок 5– Карты Карно для функции "b" цифрового индикатора  

Рисунок 6 – Карты Карно для функции "с" цифрового индикатора  

Карта Карно для функции " c" представлена на рис.5.

Аналогично строятся карты Карно и записываются аналитиче­ские выражения для других функций.

,

,

,

.

После получения уравнений всех функций производят выбор требуемого базиса логических элементов и составляют логическую схему устройства.

Используя правила де Моргана, преобразуем уравнения для построения схемы для примера в базисе ИЛИ-НЕ.

,

,

,

,

,

,

.

По полученным выражениям строим логическую функцию (рис. 7).

Рисунок 7 – Логическая схема устройства

На основе логической схемы на строится принципиальная схема устройства на элементах серии 155. Каждый элемент подбирается из специальных справочников.

Для реализации функции НЕ (инвертор) выбираем микросхему К155ЛН1. Графическое изображение микросхемы, выполняющей функции НЕ, приведено на рис. 8. Микросхема содержит 6 инверторов.

Рисунок 8 – Микросхема НЕ

Для реализации функции 3ИЛИ-НЕ выбираем микросхему К155ЛЕ4. Графическое изображение микросхемы приведено на рис. 9.

Рисунок 9

Аналогично подбираются и другие микросхемы.

Принципиальная схема приведена на рисунке 10.

Рисунок 10 – Принципиальная схема устройства

Методика выполнения задания №2

Дата добавления: 2015-07-20