Цывровые устройства

ЖҰМЫСТЫҢ ОРЫНДАЛУ БАРЫСЫ

  Бұл курстық жобада міндетті түрде оң таңбалы сандардың цифрлық көбейткішінің логикалық сызба жобасы құрастырылады. Оң таңбалы санның цифрлық көбейткішінде  А көбейтілетін сан мен В көпразрядты көбейткіш кірісі қарастырылған А=5 (101), В=6 (110).

         А мен  В екілік санын өз ара көбейту барысында конъюнктор желісі ретінде көрсетілген КЛС1 , КЛС2 , КЛС3 (Қ3, Қ4, Қ5) аралас цифрлық қондырғыда үш бөліктен тұратын көбейтінді нәтижесін аламыз.

Ары қарай бөліктегі көбейтіндіні бір разряд солға қарай (Қ6, Қ7) ығыстырғыш регистрдың көмегімен жылжытуымыз керек. Содан соң бөліктегі көбейтіндіні (Қ8, Қ9) сумматорымен өз ара қосу қажет.

  Алынған көбейтінді нәтижесі, сонымен қатар параллель желіге шығарылатын болғандықтан (Қ10) параллель- тізбекті регистрдың көмегімен тізбекті пішінге түрленуі қажет.

Көбейтілетін А санының мәні ондық санақ жүйесінде (ОСЖ) 0-ден 15-ке дейінгі аралықта өзгере алады. В сандары да (ОСЖ) 0-ден 15-ке дейінгі  аралықта өзгере алады.  Сонымен, екілік сандарды көбейту барысында жартылай көбейтінді алынады 2,3 жартылай көбейтінді солға жылжытылады жәнебарлық жартылай көбейтінді қосылып, толық көбейтінді аламыз.

КІРІСПЕ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

   

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. БЕРІЛГЕН ЕКІЛІК ЖҮЙЕДЕГІ А МЕН В САНДАРЫН КӨБЕЙТУ АМАЛЫ.

А=5 - 101 –  код 8421

В=6 - 110 – код 8421

А –А₃ А₂ А₁

В –В₃ В₂ В₁

r       А₃А₂А₁

                                                             В₃ В₂ В₁

                                                  (А₃В₁)(А₂В₁)(А₁В₁)

            +                          (А₃В₂)(А₂В₂)(А₁В₂)

                            (А₃В₃) (А₂В₃)(А₁В₃)

                                S₅        S₄       S₃      S₂       S₁ 

 

 

 Ондық  сандарды сақтаған кезде ондық  сандардың әр бір саны екілік  формада беріледі, мұндай сандардың  ретін екілік- кодпен жазылған  ондық жүйе деп аталады. Сандық  техникада n дәрежелі сандарды сақтау үшін мынадай n элементі бар қондырғыларды қолдануға болады.

          Ондық санды екілік формада  көрсету үшін, санды екіге тізбектей  бөлу керек. Мысалы 16 санын тізбектей  екіге бөлсек келесідей сандар  комбинациясы болады: 10000. Екілік  санды кері ондыққа айналдыру  үшін, әр дәрежені тізбектей көбейту  қажет. 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2. ШИФРЛАУШЫНЫ СИНТЕЗДЕУ  (У1).

            Шифрлаушы (кодер) – деп логикалық амалдарды орындау үшін кіріс сандарының сандық таңбаларын сигналға түрлендіретін құрылғыны айтады.

        Шифрлаушылар  сандық қондырғыларда ақпаратты  енгізу құрылғыларында және оның  басқа да блоктарында телебасқару телесигнализация жүйелерінде кеңінен қолданылады. Шифрлаушы пассифтік радио компонеттерден және логикалық элементтердің түрінде орындалады, интегралды түрде орындалғын шифрлаушылар кең таралған.

           Бізге  осы курстық жобада коды 8421 немесе- емес базисі берілген шифрлаушы құруымыз керек, басқалай айтқанда негізгі логикалық элементтер, дизьюнктор бұл екілік сандардың логикалық қосылуын орындайды.

          Біріншіден біз ақиқат кестесін 8421 кодына сәйкес толтырамыз (2.1 кесте). Содан соң дизьюнция арқылы бейнеленген ақиқат кестесі негізіндешифрлаушының шығыс функциясын жазамыз, осыдан кейін шифрлаушының схемасын саламыз, НЕМЕСЕ интегралды логикалық элементе істелінген.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Десятичные числа(у)	Х4	Х3	Х2	Х1
0	0	0	0	0
1	0	0	0	1
2	0	0	1	0
3	0	0	1	0
4	0	1	0	0
5	0	1	0	1
6	0	1	1	0
7	0	1	1	1
8	1	0	0	0
9	1	0	0	1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.1. Кесте.8421 кодтағы шифрлаушының  ақиқат кестесі.

 

Осы кестеге шығыс мәндері үшін логикалық функциясын жазамыз.

x₁ = y₁ y₃ y₅ y₇ y₉ ;  x₃ = y₄ y₅ y₆ y₇  ;

x₂ = y₂ y₃ y₆ y₇;          x₄ = y₈ y₉ .

 

Берілген тапсырмаға сәйкес алынған функцияның нәтижсін НЕМЕСЕ –ЕМЕС базисіне Де-Морган заңын қолдану арқылы келтіру қажет.

x₁ = ;  x₃ = ;

x₂ = ;       x₄ = .

 

    НЕМЕСЕ – ЕМЕС интегралды логикалық элементе құралған шифрлаушының схемасын сызамыз, K555ЛЕ1 схемасында жасалған.

 

 

 

3. ЕКІЛІК – ОНДЫҚ  САНАҚШЫНЫҢ МИКРОСХЕМАСЫН СИНТЕЗДЕУ. (У2)

         Бұл курстық  жобада екінші- көбейткіш екілік- ондық есептеуіштен 8421 кодында әкелінеді. Санақшылар – деп кіріс арналарына түскен дабылдарды санап, жадында сақтап, оларды керекті кезінде шығыс арналарына шығара алатын құрылғыны айтады.

К_сч –сандық автоматтың ішкі күйлерінің саны.

Мүмкін К_сч =2^k, мұнда k – бүтін сан болса, онда санақшы екілік деп аталады.

Мүмкін К_сч = 10^k-онда ондақ санақшы.

Ең қарапайым санақшы– бұл триггер. Оның К_сч =2,үйткені ол екі күйде де бола алады.

Триггерлерді қосу мезетіне байланысты санақшылар синхронды және асинхронды болып бөлінеді. Асинхронды қосылу мезетінде триггерлердің бір  күйден екінші күйге ауысуы кезекпен жүреді, ал синхронды болғанда триггерлер бір мезетте ауысады.

Cанақшылар қосатын және шегеретін болады.

 Қосатын және шегеретін санақшылармен  қатар реверстік есептеуіштер  қолданулар табады. (+, -).

Бұл бөлімде біз санақшыны синтездейміз. Кез келген санақшыны синтездеу  үшін, қондырғының ақиқат кестесі маңызды болып келеді. Осы жағдайда-  бұл 8421 кодындағы кесте(кесте 2.1). Санақшыны құрастыру үшін Т-триггерлері, D-триггерлері және JK-триггерлерін қолдануға болады, біз JK-триггеррін таңдаймыз. JK - триггерін таңдаған себебіміз, бұл триггер арқылы J және K кірістерін тізбектей қосып Т-триггерін құрастыра аламыз.

 Санақшының күйлерінің жинақ  (кесте 3.2)  кестесі және де  оның ауысу (кесте 3.1). кестесі санақшыны құрастырудағы ажырамас бөлігі болып табылады.

 

 

Кесте 3.1. Санақшының ауысу кестесі.

           Ақиқат кестесінде триггерлердің бір қалыптан екінші қалыпқа тізбектей ауысуы сарапталады, бірінші бағана х₁., бастап содан кейін санақшы ауысу кестесімен сәйкестендіреді, жинақталған нәтижелерді санақшының күйлерінің жинақ кестесіне толтырылады.

 

	J1	K1	J2	K2	J3	K3	J4	K4
0	1	-	0	1	0	1	0	1
1	-	1	1	-	0	1	0	1
2	1	-	-	0	0	1	0	1
3	-	1	-	1	1	-	0	1
4	1	-	0	1	-	0	0	1
5	-	1	1	-	-	0	0	1
6	1	-	-	0	-	0	0	1
7	-	1	-	1	-	1	1	-
8	1	-	0	1	0	1	-	0
9	-	1	1	-	0	1	-	0
10	1	-	-	0	0	1	-	0
11	-	1	-	1	1	-	-	0
12	1	-	0	1	-	0	-	0
13	-	1	1	-	-	0	-	0
14	1	-	-	0	-	0	-	0
15	-	1	-	1	-	1	-	1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Кесте3.2.Cанақшы күйлерінің жинақ кестесі.

 

 Вейч картасын пайдаланып әрі қарай санақшы құрау үшін функциялар есептелінеді. Вейч картасын толтыруға қолайлы болуы үшін өзінің толыру тәртібі бар (таблица 3.3).

Кесте 3.3. Шығыс триггерлердің параметрлеріне сәйкес вейч картасын толтыру тәртібі.

 

       Вейч карталарға  сәйкес триггерлердің кірістері 3.1 суретте көрсетілген. Параметрлерді біріктіру жолымен функцияны жеңілдетеміз, ол арқылы санақшыны саламыз.

 

Сурет 3.1. триггерлердің кірісіне сәйкес вейч картасы.

Нәтижесінде мынадай функциялар аламыз:

     J₁=K₁=1; J₂= ; K₂=Q₁ ; J₃= ; K₃ = J₄=Q₁ Q₂Q₃; K₄= .

         3.3 суретте санақшының схемасы  берілген, бұл кері байланыс көмегі  арқылы К155ИЕ5 микросхемасында құрастырылған.

К155ИЕ5 микросхемасы асинхронды екілік санақшы болып келеді. Ол Т- триггерлардан  тұрады және 0 келтірілген екі R кірісі бар.

    

                                            

Сурет 3.3. К155ИЕ5 микросхемасында құрастырылған  санақшы.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4. АРАЛАС ЛОГИКАЛЫҚ СХЕМАЛАРЫ(Қ3,Қ4,Қ5).

         Комбинациялық логикалық схемалар (КЛС) немесе сандық қондырғылар комбинациялық түрде (КЦУ) – бұлар автоматты жадсыз. Шығыстағы әр бір символ символдармен анықталады, кіріс дәл қазіргі жұмыс істеп тұрған уақыт пен символдарға тәуелді емес.

Бұл бөлімде  екілік сандарды көбейту операциясын  істеу керек, бұл үшін мына қондырғылар  қолданылады – коньюктор немесе логикалық қондырғы «ЖӘНЕ».

5 суретте комбинациялық схема  көрсетілген, сандарды көбейтуге  арналған.

Тапсырмаға байланысты Қ3, Қ4, Қ5 микросхема таңдауымыз қажет.

А мен В көбейткен кезде жартылай көбейтінді шығады:

 

А₄В₁ , А₃В₁ А₂В₁ , А₁В₁ – 1-ші жартылай көбейтінді.

А₄В₂ , А₃В₂ А₂В₂ , А₁В₂ – 2-ші жартылай көбейтінді.

А₄В₃ , А₃В₃ А₂В₃ , А₁В₃ – 3-ші жартылай көбейтінді.

 

А және В сандарын разряд бойынша  көбейту үшін К555ЛА3 микросхемасын  қолданамыз.