Вариант № 2

Задание №1

     Задание: 1. Для каждого КЦУ, предусмотренного заданием :

     1.1. Составить таблицу истинности;

     1.2. Составить логические выражения  функций, реализуемых КЦУ, представленные  в СДНФ и СКНФ. Доказать тождественность  этих форм.

     1.3. Преобразовать полученные в п. 2.1.2. СДНФ к виду, реализуемому  в монофункциональном базисе  ЛЭ «И-НЕ».

     1.4. Составить схему КЦУ, используя:  а) ЛЭ ОФПН; б) монофункционального  набора ЛЭ «И- НЕ».

     1.5. Собрать схемы КЦУ на стенде  и проверить правильность их  функционирования.

Индивидуальное  задание:

Решение 

1.1) Составим  таблицу истинности для данной  функции:

 где x1,x2,x3,x4 – входные данные; y – выходная функция. 

1.2) Представим  данную функцию в СДНФ : 

 y1 =  

Представим функцию  в СКНФ: 

y2 =

Докажем тождественность  составлением таблицы истинности:

1.3) Представим  СДНФ в базисе “И-НЕ”:

1.4) Составить схему КЦУ, используя: а) ЛЭ ОФПН: 

y1 =  

     б) монофункционального набора ЛЭ «2И- НЕ». 
 
 

     1.5. Соберем схему КЦУ на стенде  и проверим правильность ее  функционирования.

 Временная диаграмма: 

Задание №2

     Задание:  2.1 Минимизируйте выражение, используя карту Карно.

      2.2 Реализуйте схему на элементах:  четные варианты – элементы 2 ИЛИ-НЕ, нечетные – элементы 2 И-НЕ.

      2.4 Выберите соответствующую микросхему  из справочника. На основании  справочных данных распишите  номера выводов микросхемы для  элементов схемы.

      2.3 Подсчитайте количество микросхем,  необходимых для реализации заданной  функции.

     Индивидуальное  задание:

     Решение 

2.1) Минимизируем  выражение, используя карту Карно.  Построим карту Карно: 

Найдем значение функции : 
 

Представим в  базисе 2ИЛИ-НЕ: 
 
 
 
 

      2.4)Для  реализации данной схемы необходимо 18 логических блока 2ИЛИ-НЕ. Данную схему можно реализовать на микросхеме К155ЛЕ1 (4х2И-НЕ).

      Питание микросхемы 7 -14

      2.3) Для реализации данной схемы необходимо 5 микросхем К155ЛЕ1. Так же данную схему можно представить на PLD(например, семейство MAX3000)

      Пример: EPM3032ALC44-4

Задание №3 

     Задание: . Спроектируйте многовыходное КЦУ, реализующее следующую функцию при изменении аргумента от нуля до семи. Результат выводится в виде двоичного кода. Реализуйте КЦУ на элементах: четные варианты – элементы 2 ИЛИ-НЕ, нечетные – элементы 2 И-НЕ

Индивидуальное  задание: y=x/2+ 2;

Решение

1. Представим  функцию в табличном виде.

    В проектируемом устройстве как аргумент х, так и функция у должны быть представлены в виде двоичных кодов. Перевод х и у в двоичные коды осуществляется по известным правилам преобразования десятичных чисел в двоичные коды. Число разрядов n и m, необходимых для представления х и у в двоичном коде, определяется согласно соотношениям:

n ≥ log₂(x_max+1), m ≥ log₂(y_max+1).

    Находим число двоичных разрядов, необходимых  для представления аргумента  х и функции у в виде ближайших больших целых чисел, в нашем случае представим выходной код в следующем виде 000,0 :

n ≥ log₂(7+1)=3, m ≥ log₂(5)=3+1(дробная часть)=4. 

    Таким образом, проектируемое устройство должно иметь три входа, на которые  поступают двоичные разряды аргумента  x1 ,x2,x3 и пять выходов, на которых формируются двоичные разряды функции y1, y2, y3, y4 ,y5. Для получения уравнений связи выходных переменных (реакций) с входными переменными (воздействиями) изобразим таблицу истинности (функционирования) устройства.

2. Представим  функцию в СДНФ:

Преобразуем y1 схему в базисе ИЛИ-НЕ:  
 
 

      Временная диаграмма: 

      Задание № 4 

Задание: Постройте счетчики с нестандартными значениями модуля счета. Значение модуля счета выберите следующим образом: до 10 номера по списку: n+5; от 11 до 15: n-4; от 16 и выше: n-8.  Четные варианты строят схему последовательного счетчика, нечетные варианты – параллельного. 

Решение

1. Построим синхронный счетчик на D – триггерах. Данная схема относится к последовательным счетчикам, т.к. каждый последующий триггер синхронизируется предыдущим триггером. В данной схеме использованы на входах инверторы для счета с нулевого счета (000), если не использовать триггеры то счет будет начинаться с 111. На каждом значении синхронизации импульс делится на первом триггере на 2 , на втором на 4 , на третьем на 8.Т.к. в данной схеме необходимо организовать делитель на 7 то трех триггеров достаточно. Далее необходимо подключить логические элементы так чтобы на седьмом импульсе устанавливалась 1 и после этого сброс счетчика.

x – вход , у –выход

   2)В данном счетчике частота делится на 7. Данная схема была симулирована в пакете MAX+ plus. Временная диаграмма: 

      Задание № 5 

Задание:  Постройте делители частоты со следующими значениями коэффициента деления.

Индивидуальное  задание: 

Решение 

1)Для построения  схемы были использованы D-триггеры, И-НЕ,НЕ,ИЛИ-НЕ.

CLKB – вход синхронизации. QD – выход счетчика. Логика работы строиться так же как и в предыдущей программе ,т.е. необходимо подключить к делителям соответвующие логические элементы для сброса счетчика при достижении заданного модуля счета. Схема выполнена по принципу меандра. 

Временная диаграмма: 

      Задание № 6 

      Задание: Логика работы программы: Мигать светодиодом А2 с периодом 6 секунд 

      Решение 

В качестве платформы  для реализации будем использовать микроконтроллер Atmega163 с тактовой частотой 8 МГц. Для зажигания светодиода A2 – использовать порт PD5(OC1A).Таймер работает в режиме СTC(сброс при совпадении) сравнивая значение с регистром OCR1A (два регистра по 8 бит OCR1AH=0x5B;OCR1AL=0x8F;) и меняя значение выводов на противоположное. Предделитель равен 1024. Обеспечивает период 6 секунд.

      Схема подключения светодиодов:

Светодиоды зажигаются уровнем логической единицы на соответствующем  выводе микросхемы. 

#include <mega163.h> 

interrupt [TIM1_COMPA] void timer1_compa_isr(void)

{ 
 

} 

void main(void)

{

PORTA=0x00;

DDRA=0x00; 

PORTB=0x00;

DDRB=0x00; 

PORTC=0x00;

DDRC=0x00; 

PORTD=0x00;

DDRD=0x20; 

TCCR0=0x00;

TCNT0=0x00; 

TCCR1A=0x40;

TCCR1B=0x0D;

TCNT1H=0x00;

TCNT1L=0x00;

OCR1AH=0x5B;

OCR1AL=0x8F;

OCR1BH=0x00;

OCR1BL=0x00; 

ASSR=0x00;

TCCR2=0x00;

TCNT2=0x00;

OCR2=0x00;

GIMSK=0x00;

MCUCR=0x00;

TIMSK=0x10;

UBRRHI=0x00;

ACSR=0x80;

SFIOR=0x00; 

#asm("sei") 

while (1)

      { 

      }; 
 

Список  используемой литературы 

     1. Гук М. Аппаратные средства IBM PC. Энциклопедия – СПб: Издательство  “Питер”,2000.- 816 с.: ил.

     2. Пособие по техническому обслуживанию  и ремонту IBM PC AT. - Киев, Техинком,1991.-202 с.

     3. Совершенствование и ремонт персональных  компьютеров. - М. ИВК-Софт., 1991.-690 с.

     4. Новиков Ю.В., Калашников О.А., Гуляев  С.Э. Разработка устройств сопряжения  для персонального компьютера IBM PC. М., "Эком", 1998. – 224 с.

     5. Стандарт IBM PC AT. Устройство, установка,  техническое обслуживание и ремонт  персональных компьютеров/ Сост. Г. Карпов. - Кишинев: МВП "Вирт",1991._192 с.

     6. Нортон П.  Программно-аппаратная  организация IBM PC./ Под ред. В.Г.Абрамова - М.: Радио и связь, 1992._336 с.

     7. Степченко О. Техническое обеспечение  и ремонт IBM PС.- К.: фирма "Диалектика", 1994. - 192 с., ил.

     9. Каган Б.М. Электронные вычислительные  машины и системы: Учеб. пособие  для Вузов.- 3-е изд., перераб. и  доп.- М.: Энергоатомиздат,1991.-592 с.: ил.

     10. Иванов Е.Л., Степанов И.М., Хомяков  К.С. Периферийные устройства  ЭВМ и систем: Учебник  для   вузов. М.:-Высшая  школа,1987.

     11. Норенков И.П. Введение в автоматизированное  проектирование технических устройств  и систем. - М.:Высш.шк.,1986. - 304 с.