Материал: pract2

МИНОБРНАУКИ РОССИИ

Санкт-Петербургский государственный

электротехнический университет

«ЛЭТИ» им. В.И. Ульянова (Ленина)

Кафедра вычислительной техники

Отчет по практической работе №2

по дисциплине «Элементарная база цифровых систем»

Тема: Проектирование комбинационного узла на основе дешифратора или мультиплексора Вариант 5

Цель работы – освоение методики проектирования комбинационного узла на основе дешифратора или мультиплексора, получение практических навыков в оформлении функциональной и принципиальной электрических схем

Задание - Выполнить проектирование комбинационной схемы, реализующую функцию от четырех переменных, заданную набором входных данных (табл. Практики 1), на которых она принимает единичные значения: составить таблицу истинности функции, выполнить минимизацию функции с использованием карт Карно или метода Квайна – Мак-Класки, основанного на применении операций склеивания и поглощений. Проектирование осуществляется в базисе, заданном перечнем используемых микросхем.

Подготовить схему электрическую функциональную для разработанного устройства.

Вариант 5: функция 1, 2, 3, 6, 8, 9, 10, 11; 3x3И-НЕ сдвоенный 4х1 мультиплексор

Синтез логической схемы

Была составлена таблица истинности, приведенная на рис. 1

Рисунок 1. Таблица истинности

Минимизация функции проводилась с помощью карты Карно, представленной на рис. 2

Рисунок 2. Минимизация картами Карно

Минимизированная ДНФ:

y = x4~x3 + ~x3x1 + ~x4x2~x1

Минимизированная КНФ:

y = (~x3+x2)(~x3+~x1)(~x4+~x3)(x4+x2+x1)

Покрытие выражения заданным базисом

Осуществим переход к базису сдвоенного 4x1 мультиплексора. Схема будет реализовывать следующий принцип работы: на два мультиплексора 4х1 будут подаваться сигналы х2 и х1 (последние два младших разряда входного сигнала), затем будет осуществляться подача, на выходе которых будет формироваться выходной сигнал в зависимости от части вектора функции (первый мультиплексор отвечает за формирование сигнала из первых 8 чисел, а второй – из последних 8). Третий мультиплексор формирует выходной сигнал из 2х управляющих сигналов х4 и х3 и 4х информационных – тех, что получились из первых двух мультиплексоров. На этом принципе получится окончательный выходной сигнал.

По сути, используется двухступенчатое мультиплексирование для наращивания разрядности мультиплексоров (поскольку выходить за рамки базиса запрещено), но с поправкой на 2 входа выборки вместо 3х.

Элементы И-НЕ не использовались, так как мультиплексоры полностью покрывают функцию.

Построение логической схемы в заданном базисе

Рисунок 3. Функциональная схема

Принципиальна схема, оформленная в соответствии с ГОСТ

Рисунок 4. Принципиальная схема в заданном базисе

Перечень элементов, оформленный в соответствии с ГОСТ

Рисунок 5. Перечень элементов

Вывод

В ходе выполнения практической работы были освоены методики проектирования комбинационного узла на основе мультиплексора. Также был закреплен навык двухступенчатого мультиплексирования для увеличения разрядности нескольких мультиплексоров. В работе были составлены принципиальная электрическая схема и перечень используемых элементов. Таким образом и был спроектирован комбинационный узел на основе мультиплексора.

Санкт-Петербург

2022