Реферат: Синтез цифрового автомата управления памятью
Задающий генератор
Электрический импульсом называют ток или напряжение, действующий в течении ограниченного промежутка времени меньше или соизмеримого с длительностью переходных процессов в электрических цепях. В радиотехнике и технике связи используют импульсы различной формы. Прямоугольные импульсы более развились и на практике чаще применяют именно импульсные последовательности.
Генератор импульсов‑ автогенератор ,вырабатывающий импульсы прямоугольной формы. Генераторы обеспечивают работу цифрового устройства и характеризуются частотой сигнала, стабильностью частоты, скважностью, видом последовательности сигнала и другими параметрами.
В соответствии с принятыми условиями необходимо разработать схему ГТИ и рассчитать его элементы в базисе И-НЕ. Принципиальная схема мультивибратора в автоколебательном режиме приведена на рисунке 2. На рисунке 3 показана временная диаграмма позволяет более полно судить о роботе ГТИ и детально разобрать принцип его работы.
Принцип работы приведенной выше схемы наглядно демонстрирует временная диаграмма. Разрабатываемый мультивибратор в автоколебательном режиме. В те моменты времени, когда напряжение на входе DD2 достигает порогового значения схема переводится в противоположное состояние и на выходе изменяется состояние с 0 в 1 или наоборот. Время нахождения схемы как в одном, так и в другом состоянии определяется параметрами элементов времязадающей RC – цепочки.
Для регулирования длительности данных импульсов и пауз ниже произведен расчет параметров схемы.
Пусть генератор работает с заданной частотой выхода.
Тогда:
Исходные значения
Гц – частота ГТИ
Q = 10 исходная скважность ГТИ
уравнение определяющее длительность
выходного импульса
где, U1=3.6 В - уровень логической 1 для элемента ТТЛШ
U0=0.4 В - уровень логической 0 для элемента ТТЛШ
Uпор=1.8 В – пороговое напряжение для элемента ТТЛШ
с - значение периода следования
импульсов ГТИ
с - значение длительности импульса
с - длительность паузы
Для достижения данных параметров длительность импульса и паузы определяем значением емкости и сопротивления.
R1=1000 Ом – значение сопротивления резистора (выбираем произвольно)
Ф – рассчитанное значение емкости исходя из длительности
импульса.
С1= 10*10-12 Ф – выбранное значение емкости
с – уточненное значение длительности
импульса
с – уточненное значение длительности
паузы
3. Счетная схема
С выхода генератора имеем сигнал частотой 10 МГц.
В соответствии с особенностью работы разрабатываемого устройства необходимо произвести подсчет импульсов лишь 30 раз, а затем произвести сброс счетчика и повторять данную операцию в периоде. Поэтому разрабатываем не типовой делитель на 30.
В качестве делителя частоты на 30 используем счетчик К555ИЕ7 (с коэффициентом пересчета – 16) дополненный элементом И-НЕ которые выдают на выходе логическую 1 по заданному фронту 30 импульса и сбрасывают счетчик в ноль.
Произведем синтез данной схемы счетчика.
В таблице 3.1 приведены зависимости функционирования счетчика выбранного типа. В данной таблице приведены возможные варианты входных комбинаций и соответствующие выходные сигналы:
Таблица 3.1
| Вход счета С | Вход сброса R | Выход 1 | Выход 2 | Выход 4 | Выход 8 |
| 0 | 1 | n-1 | n-1 | n-1 | n-1 |
| 1 | 1 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| 1 | 0 | 1 | 0 | 0 | 0 |
| 1 | 0 | 0 | 1 | 0 | 0 |
| 1 | 0 | 1 | 1 | 0 | 0 |
| 1 | 0 | 0 | 0 | 1 | 0 |
| 1 | 0 | 1 | 0 | 1 | 0 |
| 1 | 0 | 0 | 1 | 1 | 0 |
| 1 | 0 | 1 | 1 | 1 | 0 |
| 1 | 0 | 0 | 0 | 0 | 1 |
| 1 | 0 | 1 | 0 | 0 | 1 |
| 1 | 0 | 0 | 1 | 0 | 1 |
Условное обозначение счетчика показано на рисунке 4
Условное обозначение счетчика деления частоты на 30
Временная диаграмма работы счетчика представлена на рисунке 5
4. Комбинационная схема
С выходов счетной схемы код
передается на входы преобразователя. Следует заметить, что выходы счетной схемы
- соответствуют входам : a, b,c,d,e.
Составим общую таблицу истинности для каждого выхода синтезируемого устройства. Для всех выходов будут функции 5 переменных, т.к счет необходимо производить до 30 импульсов, а пяти переменным соответствует старшее число – 31 (с учетом нулевого состояния)
Таким образом комбинационная схема (преобразователь) преобразует значения пяти функций входа в пять функций выхода:
Таблица 4.1
Преобразование переменных a, b,c,d,e в функции выхода
| e | d | C | b | a | Uвых 1 | Uвых 2 | Uвых 3 | Uвых 4 | Uвых 5 | |
| 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 1 | 0 | 1 | 0 |
| 1 | 0 | 0 | 0 | 0 | 1 | 1 | 1 | 0 | 1 | 0 |
| 2 | 0 | 0 | 0 | 1 | 0 | 1 | 1 | 1 | 1 | 0 |
| 3 | 0 | 0 | 0 | 1 | 1 | 0 | 1 | 1 | 0 | 1 |
| 4 | 0 | 0 | 1 | 0 | 0 | 0 | 0 | 1 | 1 | 0 |
| 5 | 0 | 0 | 1 | 0 | 1 | 0 | 1 | 1 | 1 | 0 |
| 6 | 0 | 0 | 1 | 1 | 0 | 0 | 0 | 1 | 1 | 1 |
| 7 | 0 | 0 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 0 | 1 | 0 |
| 8 | 0 | 1 | 0 | 0 | 0 | 1 | 0 | 0 | 1 | 0 |
| 9 | 0 | 1 | 0 | 0 | 1 | 1 | 0 | 1 | 0 | 1 |
| 10 | 0 | 1 | 0 | 1 | 0 | 1 | 1 | 0 | 0 | 1 |
| 11 | 0 | 1 | 0 | 1 | 1 | 1 | 1 | 0 | 1 | 1 |
| 12 | 0 | 1 | 1 | 0 | 0 | 1 | 0 | 0 | 1 | 0 |
| 13 | 0 | 1 | 1 | 0 | 1 | 0 | 0 | 1 | 1 | 0 |
| 14 | 0 | 1 | 1 | 1 | 0 | 1 | 0 | 1 | 1 | 1 |
| 15 | 0 | 1 | 1 | 1 | 1 | 0 | 1 | 1 | 0 | 0 |
| 16 | 1 | 0 | 0 | 0 | 0 | 1 | 1 | 0 | 0 | 1 |
| 17 | 1 | 0 | 0 | 0 | 1 | 1 | 1 | 0 | 0 | 1 |
| 18 | 1 | 0 | 0 | 1 | 0 | 0 | 0 | 1 | 0 | 1 |
| 19 | 1 | 0 | 0 | 1 | 1 | 0 | 0 | 1 | 1 | 0 |
| 20 | 1 | 0 | 1 | 0 | 0 | 1 | 0 | 0 | 1 | 0 |
| 21 | 1 | 0 | 1 | 0 | 1 | 1 | 0 | 1 | 1 | 1 |
| 22 | 1 | 0 | 1 | 1 | 0 | 1 | 1 | 0 | 0 | 1 |
| 23 | 1 | 0 | 1 | 1 | 1 | 0 | 1 | 1 | 0 | 0 |
| 24 | 1 | 1 | 0 | 0 | 0 | 0 | 1 | 0 | 1 | 0 |
| 25 | 1 | 1 | 0 | 0 | 1 | 0 | 1 | 0 | 1 | 0 |
| 26 | 1 | 1 | 0 | 1 | 0 | 0 | 1 | 1 | 1 | 1 |
| 27 | 1 | 1 | 0 | 1 | 1 | 0 | 0 | 1 | 0 | 1 |
| 28 | 1 | 1 | 1 | 0 | 0 | 0 | 1 | 0 | 1 | 1 |
| 29 | 1 | 1 | 1 | 0 | 1 | 0 | 1 | 1 | 1 | 1 |
Осуществим минимизацию функций выхода методом карт Карно. При минимизации методом карт Карно выделения осуществляем с помощью выделения рамками.
