Синтез схемы шифратора и кодопреобразователя для управления 1-разрядным 7-сегментным индикатором (стр. 2 из 3)
Рис.6. Стилизованные цифры 7-сегментного индикатора
Эти стилизованные цифры должны совпадать с четырьмя последними цифрами номера студенческого билета (зачетной книжки).
При поступлении на вход кодопреобразователя других цифровых данных должен высвечиваться спецсимвол, выбранный из табл.3.
Таблица 3
Спецсимвол
Входные данные в кодопреобразователь вводятся двоичным кодом, который получают из унитарного кода с помощью шифратора (рис.7).
Рис.7. Структурная схема шифратора и кодопреобразователя для управления 1-разрядным 7-сегментным индикатором
Согласно варианту необходимо:
1. Составить таблицу истинности для шифратора.
2. Найти СДНФ шифратора.
3. Выбрать из табл.4 или табл. П2.2 подходящие ИМС и разработать на их основе принципиальную электрическую схему шифра в заданном базисе (табл.5).
Таблица 4
Рекомендуемый перечень микросхем
| Условное обозначение ИМС | Состав и функциональное назначение ИМС | Тип логики | |||||
| К155ЛА1 | 2х4 И-НЕ | ТТЛ | |||||
| К155ЛА3 | 4х2 И-НЕ | ТТЛ | |||||
| К155ЛА4 | 3х3 И-НЕ | ТТЛ | |||||
| К155ЛЕ1 | 4х2 ИЛИ-НЕ | ТТЛ | |||||
| К176ЛЕ10 | 3х3 ИЛИ-НЕ | КМОП | |||||
| К176ЛЕ6 | 2х4 ИЛИ-НЕ | КМОП | |||||
| К176ЛЕ5 | 4х2 ИЛИ-НЕ | КМОП | |||||
| К176ЛА7 | 4х2 И-НЕ | КМОП | |||||
| К176ЛА8 | 2х4 И-НЕ | КМОП | |||||
| К176ЛА9 | 3х3 И-НЕ | КМОП | |||||
| К500ЛМ102 | 4х2 ИЛИ-НЕ | ЭСЛ | |||||
| К500ЛМ106 | 3х3 ИЛИ-НЕ | ЭСЛ | |||||
| К500ЛМ109 | 4 ИЛИ-НЕ, 5 ИЛИ-НЕ | ЭСЛ | |||||
| К561ЛЕ5 | 4х2 ИЛИ-НЕ | КМДП | |||||
| К561ЛЕ6 | 2х4 ИЛИ-НЕ | КМДП | |||||
| К561ЛА7 | 4х2 И-НЕ | КМДП | |||||
| К561ЛА8 | 2х4 И-НЕ | КМДП | |||||
| К561ЛА9 | 3х3 И-НЕ | КМДП | |||||
| К561ЛА10 | 3х3 ИЛИ-НЕ | КМДП | |||||
| К555ЛА3 | 4х2 И-НЕ | ТТЛШ | |||||
| К555ЛЕ1 | 4х2 ИЛИ-НЕ | ТТЛШ | |||||
| К555ЛН1 | 6 НЕ | ТТЛШ | |||||
| К555ЛИ1 | 4х2 И | ТТЛШ | |||||
| К555ЛИ3 | 3х3 И | ТТЛШ | |||||
| К555ЛА4 | 3х3 И-НЕ | ТТЛШ | |||||
| К555ЛА1 | 2х4 И-НЕ | ТТЛШ | |||||
| К555ЛЕ4 | 3х3 ИЛИ-НЕ | ТТЛШ | |||||
| К531ЛА3П | 4х2 И-НЕ | ТТЛШ | |||||
| К531ЛЕ1П | 4х2 ИЛИ-НЕ | ТТЛШ | |||||
| К531ЛН1П | 6 НЕ | ТТЛШ | |||||
| К531ЛИ3П | 3х3 И | ТТЛШ | |||||
| К531ЛА1П | 2х4 И-НЕ | ТТЛШ | |||||
| К531ЛА2П | 8 И-НЕ | ТТЛШ | |||||
Запись 2х4 И-НЕ означает, что в одном корпусе ИМС находятся два 4-входовых логических элемента И-НЕ. Более подробная информация о микросхемах ТЛЛ представлена в прил.2.
Таблица 5
Базис для синтеза шифратора
| Последняя цифра номера зачетной книжки | Четная | Нечетная |
| Базис | ИЛИ-НЕ | И-НЕ |
4. Определить время задержки для синтезированной схемы шифратора, используя данные табл.6 или табл. П2.1
Таблица 6
Время задержки
| Серия ИМС | Время задержки,нс |
| К155 | 20 |
| К531 | 5 |
| К555 | 10 |
| К561 | 50 |
| К500 | 2 |
| К176 | 200 |
5. Составить таблицу истинности для кодопреобразователя.
6. С помощью диаграмм Вейча-Карно найти МДНФ для выходных переменных кодопреобразователя.
7. Выбрать из табл.4 или табл. П2.2 подходящие ИМС и разработать на их основе принципиальную электрическую схему кодопреобразователя в заданном в табл.7 базисе.
Таблица 7
Базис для синтеза кодопреобразователя
| Предпоследняя цифра номера зачетной книжки | Четная | Нечетная |
| Базис | ИЛИ-НЕ | И-НЕ |
8. Определить время задержки для синтезированной схемы кодопреобразователя.
9. Начертить полную принципиальную электрическую схему устройства. Принципиальную электрическую схему выполнить в соответствии ГОСТ 2.743-82 “Обозначения условные графические в схемах. Элементы цифровой техники”. Можно использовать рекомендации Приложения 1.
Приложение 1
Двоичные логические элементы
Общие принципы построения условных графических обозначений, а также условные графические обозначения двоичных логических элементов, выпускаемых промышленностью в виде цифровых микросхем, установлены ГОСТ 2.743-82.
Условное графические обозначение двоичного логического элемента имеет форму прямоугольника, который может содержать три поля: основное и два дополнительных. В основном поле помещают информацию о функции, выполняемой логическим элементом - символ функции и при необходимости дополнительные данные по ГОСТ 2.304-68. В дополнительных полях помещают условные обозначения входов и выходов, называемые метками. Дополнительные поля и метки обычно имеют комбинационные и сложные логические элементы, у которых все входы (выходы) логически неравноценны. (См. табл. П.1.1, табл. П.1.2, табл. П.1.3, табл. П.1.4)
Все размеры условного графического обозначения по высоте должны быть кратны постоянной величине С. При этом расстояние между горизонтальной стороной прямоугольника и ближайшей входной (выходной) линией, а также между соседними входными (выходными) линиями должно быть не менее величины С. При ручном (неавтоматизированном) выполнении графического обозначения С³5 мм.
Таблица П.1.1
Символы логических операций
| Наименование | Обозна-чение | Наименование | Обозна-чение |
| ИЛИ | 1 | Регистр | RG |
| Монтажное ИЛИ | 1  | Шифратор | CD |
| И | & | Дешифратор | DC |
| Монтажное И | & | Кодовый преобразователь | X/Y |
| Триггер | T | Сумматор | SM |
| Триггер двухступенчатый | TT | Пороговый элемент | |
| Продолжение табл. П.1.1 | |||
| Генератор | Г | Усилитель |  |
| Одновибратор | S | Формирователь сигнала | F |
| Счетчик: а) двоичный | СТ2 | Задержка временная | |
| б) десятичный | СТ10 | ||
Таблица П.1.2
Начертание условных обозначений цифровых микросхем
| Наименование | Обозначение |
| Вход для раздельной установки триггера в состояние “1” (S-вход) | S |
| Вход для раздельной установки триггера в состояние “0” (R-вход) | R |
| Вход для установки состояния “1” в универсальном JK-триггере (J-вход) | J |
| Вход для установки состояния “0” в универсальном JK-триггере (К-вход) | K |
| Счетный вход (Т-вход) | T |
| Информационный вход для установки триггера в состояние “1” и “0” (D-вход) | D |
| Подготовительный управляющий вход для разрешения приема информации (V-вход) | V * |
| Исполнительный управляющий вход для осуществления приема информации. Вход синхронизации (С-вход) | C* |
1. Метки V и С применяют в комбинационных логических элементах для обозначения входов, подготавливающих и разрешающих выполнение логической операции.
2. При необходимости к буквам добавляют цифры, например
S1, S2, C1, C2 и т.д.3. Метки S, R, J, K, T, D, V и С -
начальные буквы английских слов.
Таблица П.1.3
Примеры условных обозначений логических элементов (*)
| Наименование | Обозначение |
| Основное поле. Минимальные размеры, мм: a: 10 - 12b: 8 - 12При помещении дополнительных данных: a: 20 - 25b: 12 - 17 |  |
| Основное поле с левым дополнительным полем, c ³ 5 мм |  |
| Основное поле с правым дополнительным полем, c ³ 5 мм |  |
| Продолжение табл. П.1.3 | |
| Входы логического элемента |  |
| Выходы логического элемента |  |
| Прямой статический вход (фрагмент условного обозначения) |  |
| Прямой статический выход |  |
| Продолжение табл. П.1.3 | |
| Инверсный статический вход |  |
| Инверсный статический выход |  |
| Прямой динамический вход |  |
| Прямой динамический выход |  |
| Продолжение табл. П.1.3 | |
| Инверсный динамический вход |  |
| Инверсный динамический выход |  |
| Вывод, не несущий логической информации |  |
* Допускается ориентация условного графического обозначения, при котором входы располагаются сверху, а выходы - снизу.