Разработка функциональной и принципиальной схем управляющего автомата (стр. 1 из 2)
ИНСТИТУТ ТРАНСПОРТА И СВЯЗИ
Факультет компьютерных наук и электроники
Кафедра электроники
Учебный курс: Цифровая схемотехника
Тип: Курсовая работа
Разработка функциональной и принципиальной схем управляющего автомата
Выполнил: студент Михаил Солюлёв
Руководитель: В.А. Кутев
РИГА 2007
Задание для моделирования
Курсовая работа предусматривает разработку функциональной и принципиальной схем управляющего устройства (УУ) в виде цифрового автомата, реализующего микропрограммный принцип построения: "одно состояние - одна микрокоманда".
Структурная схема управления:
· Т - асинхронный RS-триггер с инверсными входами
· G - управляемый генератор тактовых импульсов
· СТ - 4-х разрядный двоичный счётчик, формирующий последовательность внутренних состояний УУ
,Для
определяемых заданными значениями начального состояния счётчика
и его модуля счёта КСЧ.;
· DC - двоичный дешифратор осуществляет преобразование выходного кода счётчика (СТ) в m-разрядный унитарный позиционный код
для m = КСЧ и управляющих сигналов
В исходном состоянии RS-триггер находится в состоянии „RESET” и управляемый генератор (G) выключен - тактовые импульсы не формируются. По сигналу "Пуск", поступающему от внешнего источника, RS-триггер (Т) переключается в состояние “SET”, счётчик СТ устанавливается в состояние
, а управляемый генератор (G) начинает вырабатывать последовательность тактовых импульсов 
. Каждый из формируемых тактовых импульсов вызывает изменения состояния счётчика от QНАЧ. до QКОН. И последовательно появление на выходах 
управляющих сигналов с уровнем логической единицы 
, длительность которых определяется периодом следования тактовых импульсов (Т0). Появление единичного сигнала на выходе 
соответствует завершению реализации микропрограммы. При этом на выходе дифференцирующей цепи (ДЦ) формируется сигнал "Остановк.", который переключает RS-триггер (Т) в исходное состояние. Дифференцирующая цепь в данном случае необходима для того, что бы сигнал "Остановка" не препятствовал повторному действию сигнала "Пуск". Параметры элементов УУ:
- Тип счётчика (СТ) Синхронный с параллельным переносом
- Направление счёта СТ +1
- Начальное состояние СТ Анач. = 4
- Модуль счёта Ксч. = 9
- Тип триггеров для реализации СТ 7472
- Тип дешифратора DC состояний счётчика DC 4
- Выходной код DC унитарный
- Тип логики, задаваемый для реализации схемы ТТЛ
- Управляемый генератор (G) интегральный таймер
- На базе ИМС LM555CN-8 (1006BИ1)
Параметры управляющих сигналов:
- Длительность 0,1с
- Период повторения 0,2с
- Скважность 2
- Амплитуда управляющего сигнала уровень ТТЛ
Индикация:
- Выходных состояний СТ цифровая (шестнадцатеричный код)
- Управляющих сигналов светодиоды
- Источник запуска Word Generator
- Режим запуска Step by step
Синтез синхронного счётчика
По заданным исходным данным осуществим синтез синхронного счётчика (СТ), реализующего требуемую последовательность внутренних состояний УУ:
· Данный счётчик является суммирующим, производя счёт из состояния 4 девять отсчётов. Составим линейный граф выходных состояний:
·
. То есть заданный счётчик можно реализовать 4 триггерами JK типа (тип 7472).· Теперь составляем совмещённую таблицу функций переходов и входов при изменении соответствующего выходного состояния: (х - состояние входа не важно). Счётчик необходимо устанавливать в начальное (нулевое) положение при включении питания и отсутствии входного сигнала:
| состояния | Выходные состояния | Функции перехода | Функции входов | |||||||||
| Q3 | Q2 | Q1 | Q0 | FQ3 | FQ2 | FQ1 | FQ0 | J3K3 | J2K2 | J1K1 | J0K0 | |
| 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |  | 0 | 0 | 0 x | 1х | 0 x | 0 x |
| 4 | 0 | 1 | 0 | 0 | 0 | 1 | 0 | | 0 x | x 0 | 0 x | 1 x |
| 5 | 0 | 1 | 0 | 1 | 0 | 1 | |  | 0 x | x 0 | 1 x | x 1 |
| 6 | 0 | 1 | 1 | 0 | 0 | 1 | 1 | | 0 x | x 0 | x 0 | 1 x |
| 7 | 0 | 1 | 1 | 1 | | | | | 1 x | x 1 | x 1 | x 1 |
| 8 | 1 | 0 | 0 | 0 | 1 | 0 | 0 | | x 0 | 0 x | 0 x | 1 x |
| 9 | 1 | 0 | 0 | 1 | 1 | 0 | | | x 0 | 0 x | 1 x | x 1 |
| 10 | 1 | 0 | 1 | 0 | 1 | 0 | 1 | | x 0 | 0 x | x 0 | 1 x |
| 11 | 1 | 0 | 1 | 1 | 1 | | | | x 0 | 1 x | x 1 | x 1 |
| 12 | 1 | 1 | 0 | 0 | | 1 | 0 | 0 | x 1 | x 0 | 0 x | 0 x |
· Составляем СДНФ (базис "И-НЕ") функций входов триггеров, использованных при синтезе:
· С помощью карт Карно производим минимизацию функций входов для каждого триггера:
 |
