close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Ziatdinov m u k kurs proekt

код для вставкиСкачать
ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ
Государственное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
САНКТ'ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
АЭРОКОСМИЧЕСКОГО ПРИБОРОСТРОЕНИЯ
ПРОЕКТИРОВАНИЕ
ЭЛЕКТРОННЫХ УЗЛОВ ЦВМ
Методические указания
к курсовому проектированию
Санкт'Петербург
2007
Составители: доктор технических наук, профессор С. И. Зиатди'
нов; аспирант М. В. Иванов
Рецензент кандидат технических наук, доцент В. И. Исаков
В методических указаниях изложены общие требования к струк'
туре и содержанию курсового проекта по дисциплине «Схемотех'
ника». Дано краткое описание отдельных узлов ЦВМ и приведены
задания на курсовое проектирование по различным темам.
Предназначены для студентов заочной формы обучения по спе'
циальности 230201 «Информационные системы и технологии».
Подготовлены кафедрой информационно'сетевых технологий и
рекомендованы к изданию редакционно'издательским советом
Санкт'Петербургского государственного университета аэрокосми'
ческого приборостроения.
Редактор А. Г. Ларионова
Верстальщик С. Б. Мацапура
Сдано в набор 05.03.07. Подписано к печати 26.03.07.
Формат 60х84 1/16. Бумага офсетная. Печать офсетная. Усл. печ. л. 1,0.
Уч.'изд. л. 0,5. Тираж 75 экз. Заказ №
Редакционно'издательский центр ГУАП
190000, Санкт'Петербург, Б. Морская ул., 67
©
2
ГУАП, 2007
1. СОДЕРЖАНИЕ КУРСОВОГО ПРОЕКТА
Курсовой проект должен содержать пояснительную записку и гра'
фический материал. Пояснительная записка включает:
– введение;
– разработку структурной cхемы проектируемого устройства;
– выбор элементной базы;
– разработку принципиальной электрической схемы;
– расчет себестоимости проектируемого устройства;
– расчет надежности проектируемого устройства;
– заключение;
– список используемой литературы.
Графический материал представляется двумя плакатами форма'
та А3 и должен содержать структурную и принципиальную электри'
ческую схемы проектируемого устройства.
2. ДЕШИФРАТОРЫ
Дешифратор – это электронное устройство, предназначенное для
преобразования позиционного (двоичного) кода в унитарный (деся'
тичный). Дешифратор имеет n входов и 2n выходов. При этом каж'
дой входной комбинации нулей и единиц соответствует выходной
сигнал уровня логической единицы (+5 В) на одном выходе.
Линейные дешифраторы
Дешифратор, имеющий n входов и 2n выходов, называется линей'
ным. На рис. 1 приведено изображение двухвходового линейного де'
шифратора на электрических принципиальных схемах. Дешифра'
торы на схемах обозначаются буквами DC. При этом x0, x1 – входы
дешифратора; y0, y1, y2, y3 – выходы дешифратора.
В табл. 1 (таблица состояний или таблица истинности) показаны
соотношения комбинаций сигналов на входах и выходах дешифра'
тора.
При этом уровню логической единицы соответствует напряжение
+5 В, а уровню логического нуля – напряжение 0 В.
3
78
12
42
43
45
13
46
Рис. 1. Условное изображение двухвходового линейного дешифратора
Данная таблица истинности позволяет записать логические вы'
ражения для выходных сигналов дешифратора
y0 = x0 ∧ x1; y1 = x0 ∧ x1; y2 = x0 ∧ x1; y3 = x0 ∧ x1.
Таблица 1
x0
0
0
1
1
x1
0
1
0
1
y0
1
0
0
0
y1
0
1
0
0
23 23 21 21
23
y2
0
0
1
0
7
y3
0
0
0
1
43
1
7
7
21
1
Рис. 2. Двухвходовой линейный дешифратор
4
7
41
45
46
Схема, реализующая данные логические выражения, приведена
на рис. 2.
Линейные дешифраторы с разрешением выдачи сигналов
В данных дешифраторах выдача выходных сигналов происходит
только по специальному сигналу на входе управления.
На рис. 3 показан двухвходовой линейный дешифратор с обозна'
чением входа разрешения выдачи выходных сигналов OE.
78
12
42
43
13
45
46
9
Рис. 3. Условное изображение двухвходового линейного дешифратора с
разрешением выдачи сигнала
В данном дешифраторе только при наличии сигнала логической
единицы на входе OE появляются сигналы на выходах y0, y1, y2, y3.
При отсутствии сигнала разрешения на всех выходных линиях де'
шифратора сигналы равны уровню логического нуля.
В табл. 2 показаны соотношения комбинаций сигналов на входах
и выходах дешифратора.
Таблица 2
OE
x0
x1
y0
y1
y2
y3
0
1
1
1
1
–
0
0
1
1
–
0
1
0
1
0
1
0
0
0
0
0
1
0
0
0
0
0
1
0
0
0
0
0
1
Данная таблица истинности позволяет записать логические вы'
ражения для выходных сигналов дешифратора
y0 = OE ∧ x0 ∧ x1; y1 = OE ∧ x0 ∧ x1;
y2 = OE ∧ x0 ∧ x1; y3 = OE ∧ x0 ∧ x1.
5
23 23 21 21
23
9
43
1
9
41
9
21
1
45
9
46
78
Рис. 4. Двухвходовой линейный дешифратор со входом разрешения выда(
чи сигналов
На рис. 4 приведена схема двухвходового линейного дешифратора
со входом разрешения выдачи сигналов.
Пирамидальные дешифраторы
Пирамидальные дешифраторы используются в тех случаях, когда
у конъюнкторов, входящих в дешифратор, число входов меньше чис'
ла входов дешифратора.
Рассмотрим пирамидальный дешифратор на три входа. Его таб'
лица истинности приведена в табл. 3.
Таблица 3
x0
0
0
0
0
1
1
1
1
x1
0
0
1
1
0
0
1
1
x2
0
1
0
1
0
1
0
1
y0
1
0
0
0
0
0
0
0
y1
0
1
0
0
0
0
0
0
y2
0
0
1
0
0
0
0
0
y3
0
0
0
1
0
0
0
0
y4
0
0
0
0
1
0
0
0
y5
0
0
0
0
0
1
0
0
y6
0
0
0
0
0
0
1
0
y7
0
0
0
0
0
0
0
1
Данной таблице истинности соответствуют следующие логические
выражения:
y0 = x0 ∧ x1 ∧ x2 = y0′ ∧ x2; y1 = x0 ∧ x1 ∧ x2 = y1′ ∧ x2;
y2 = x0 ∧ x1 ∧ x2 = y2′ ∧ x2; y3 = x0 ∧ x1 ∧ x2 = y3′ ∧ x2;
6
y4 = x0 ∧ x1 ∧ x2 = y4′ ∧ x2; y5 = x0 ∧ x1 ∧ x2 = y5′ ∧ x2;
y6 = x0 ∧ x1 ∧ x2 = y6′ ∧ x2; y7 = x0 ∧ x1 ∧ x2 = y7′ ∧ x2.
В приведенных выражениях имеют место следующие соотноше'
ния:
y0′ = x0 ∧ x1; y1′ = x0 ∧ x1; y2′ = x0 ∧ x1;
y3′ = x0 ∧ x1; y4′ = x0 ∧ x1; y5′ = x0 ∧ x1;
y6′ = x0 ∧ x1; y7′ = x0 ∧ x1.
При этом промежуточные выходные сигналы y0′, y1′, y2′, y3′,
y4′, y5′, y6′, y7′ формируются с помощью двухвходового линейно'
го дешифратора.
Схема пирамидального дешифратора показана на рис. 5.
x2
12
12
56 728
738
13
13
748
798
x2
72
73
74
79
14
3
7
7
7
7
Рис. 5. Трехвходовой пирамидальный дешифратор
Ступенчатые дешифраторы
Ступенчатые (матричные) дешифраторы строятся на базе несколь'
ких дешифраторов. Пусть необходимо построить ступенчатый де'
шифратор с n входами на базе двух линейных дешифраторов. При
этом, если число входов ступенчатого дешифратора n является чет'
ным числом, то каждый линейный дешифратор имеет n / 2 входов.
Если число входов является нечетным числом, то один линейный
дешифратор имеет (n – 1) / 2 входов, а второй (n + 1) / 2 входов.
Положим n = 4. Тогда у каждого дешифратора по два входа и че'
тыре выхода.
7
Табл. 4 является таблицей истинности рассматриваемого ступен'
чатого дешифратора.
Схема данного дешифратора приведена на рис. 6.
Таблица 4
x0 x1 x2 x3 y0 y1 y2 y3 y4 y5 y6 y7 y8 y9 y10 y11 y12 y13 y14 y15
0
0
0
0
0
0
0
0
1
1
1
1
1
1
1
1
0
0
0
0
1
1
1
1
0
0
0
0
1
1
1
1
0
0
1
1
0
0
1
1
0
0
1
1
0
0
1
1
12
13
0
1
0
1
0
1
0
1
0
1
0
1
0
1
0
1
1
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
1
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
12 451 627
637
13
687
697
0
0
1
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
1
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
1
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
1
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
1
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
1
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
1
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
1
0
0
0
0
0
0
63
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
1
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
1
0
0
0
0
62
638
639
63
68
6
7 67 67 67
452
18
19
18
19
Рис. 6. Четырехвходовой ступенчатый дешифратор
8
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
1
0
0
0
69
63
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
1
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
1
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
1
Неполные дешифраторы
К неполным дешифраторам относятся дешифраторы, у которых
при n входах k выходов, причем k < 2n .
В качестве примера рассмотрим неполный дешифратор на 2 входа
и 3 выхода, т. е. n=2; k = 3 < 22 = 4. Табл. 5 является таблицей истин'
ности данного дешифратора.
Схема рассматриваемого дешифратора изображена на рис. 7.
Таблица 5
x0
x1
y0
y1
y2
0
0
1
1
0
1
0
1
1
0
0
0
0
1
0
0
0
0
1
0
23 x0 21 x1
23
7
43
1
7
7
21
1
7
41
45
46
Рис. 7. Двухвходовой неполный дешифратор
Задания на курсовое проектирование
Варианты заданий по теме «Дешифраторы» представлены в
табл. 6–9.
9
Линейные дешифраторы
Таблица 6
Характеристика дешифратора
Варианты заданий
2
3
4
5
6
5
–
–
+
1
4
+
Kоличество входов дешифратора
Наличие входа разрешения выдачи
5
6
+
Пирамидальные дешифраторы
Таблица 7
Варианты заданий
Характеристика дешифратора
1
4
3
+
Kоличество входов дешифратора
Kоличество входов конъюнкторов
Наличие входа разрешения выдачи
2
5
4
–
3
4
3
–
4
5
4
+
Ступенчатые дешифраторы
Таблица 8
Варианты заданий
Характеристика дешифратора
Kоличество дешифраторов
Kоличество входов первого дешифратора
Kоличество входов второго дешифратора
Наличие входа разрешения выдачи
1
2
3
4
+
2
2
4
3
–
3
2
5
2
–
4
2
3
5
+
5
2
4
3
+
6
2
5
2
–
Неполные дешифраторы
Таблица 9
Характеристика дешифратора
Kоличество входов дешифратора
Kоличество выходов дешифратора
Наличие входа разрешения выдачи
10
Варианты заданий
1
5
15
–
2
4
12
+
3
5
13
–
4
6
16
+
5
5
14
+
3. ШИФРАТОРЫ
Шифраторы предназначены для преобразования унитарного (де'
сятичного) кода в позиционный (двоичный) код и обозначаются бук'
вами СD. Шифратор имеет 2n входов и n выходов.
На рис. 8 показано изображение на принципиальных схемах
шифратора на 4 входа и 2 выхода. При этом y0, y1, y2, y3 – входы; x0,
x1 – выходы шифратора.
В табл. 10 показаны соотношения комбинаций сигналов на вхо'
дах и выходах шифратора
67
12
82
13
14
15
83
Рис. 8. Условное изображение шифратора на четыре входа
Таблица 10
y0
y1
y2
y3
x0
x1
1
0
0
0
0
1
0
0
0
0
1
0
0
0
0
1
0
0
1
1
0
1
0
1
Данная таблица истинности позволяет записать логические вы'
ражения для выходных сигналов шифратора
x0 = y2 ∨ y3; x1 = y1 ∨ y3.
На рис. 9 показана схема рассматриваемого шифратора.
В табл. 11 приведены варианты заданий на курсовое проектиро'
вание.
11
12
13
14
2
56
2
52
Рис. 9.Четырехвходовой шифратор
Таблица 11
Характеристика шифратора
Kоличество входов шифратора
Наличие входа разрешения выдачи
Варианты заданий
1
4
+
2
5
–
3
6
–
4
5
+
5
6
+
4. МУЛЬТИПЛЕКСОРЫ
Мультиплексор – это комбинационная схема, имеющая 2n инфор'
мационных входов, n управляющих входов и один выход.
С помощью мультиплексора осуществляется подключение одного
из информационных входов к выходу. При этом номер информаци'
онного входа задается сигналом на управляющих входах.
В состав мультиплексора входят дешифратор на n входов, 2n двух'
входовых конъюнкторов и один дизъюнктор на 2n входа.
На принципиальных схемах мультиплексор обозначается буква'
ми MUX и для n=2 показан на рис. 10, где D0, D1, D2, D3 – информа'
ционные входы; x0, x1 – управляющие входы и y – выход мульти'
плексора.
Табл. 12 является таблицей состояний рассматриваемого муль'
типлексора.
Принципиальная схема данного мультиплексора изображена на
рис. 11.
В табл. 13 приведены варианты заданий на курсовое проектиро'
вание.
12
789
12
13
14
15
62
63
Рис. 10. Условное изображение мультиплексора с четырьмя информа(
ционными входами
Таблица 12
x0
x1
y
0
0
1
1
0
1
0
1
D0
D1
D2
D3
12
9
13
9
14
9
15
9
3
6
62 63 64 65
17
83
82
82
83
Рис. 11. Мультиплексор с четырьмя информационными входами
13
Таблица 13
Характеристика мультиплексора
Kоличество информационных входов
мультиплексора
Наличие входа разрешения выдачи
Варианты заданий
1
2
3
4
5
5
9
15
14
17
+
–
–
+
+
Рекомендуемая литература
1. Шило В. Л. Популярные цифровые микросхемы. М.: Радио и
связь, 1988.
2. Хвощ С. Т., Варлинский Н. Н., Попов Е. А. Микропроцессоры и
микроЭВМ в системах автомашинного управления. Л.: Машиностро'
ение, 1987. 640 с.
14
СОДЕРЖАНИЕ
1. Содержание курсового проекта .........................................
2. Дешифраторы ...............................................................
Линейные дешифраторы ..................................................
Линейные дешифраторы с разрешением выдачи сигналов .......
Пирамидальные дешифраторы ..........................................
Ступенчатые дешифраторы ..............................................
Неполные дешифраторы ..................................................
Задания на курсовое проектирование .....................................
3. Шифраторы ..................................................................
4. Мультиплексоры ...........................................................
Рекомендуемая литература .................................................
3
3
3
5
6
7
9
9
11
12
14
15
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
0
Размер файла
117 Кб
Теги
kurs, ziatdinov, proekt
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа