Разработка структурной схемы

Выбор метода преобразования

 

Для реализации устройства в проекте выбран метод преобразования двоично-десятичного кода в двоичный код (ДДК в ДК) последовательного типа, который характеризуется одновременным выполнением операций сдвига и коррекции соседних разрядов на каждом шаге преобразования, что упрощает схемотехнику преобразования.

Представление десятичных цифр с неполными весами представлено в таблице 1.

 

Таблица 1- Представление десятичных цифр с неполными весами.

Десятич-ное число
Число в коде 6321

 

Восьми разрядный код на выходе устройства запоминается в ячейке памяти преобразователя и по сигналу от внешнего устройства происходит запуск процесса преобразования по следующему алгоритму:

1 - содержимое старшей и младшей тетрады делят на два, что эквивалентно сдвигу вправо;

2 - при получении остатка в старшей тетраде к результату младшей прибавляют пять, что реализуется схемой коррекции устройства;

3 - при получении остатка в младшей тетраде в выходном двоичном регистре фиксируется логическая единица

Пример преобразования вручную числа 46 представлен в таблице 2.

 

Таблица 2- Пример преобразования вручную числа 46

Такты сдвига	Выходное ДДК с весами 6421	Выходное ДК
Старшая тетрада	Младшая тетрада

 

 

 

Преобразование числа 46 из ДДК в ДК производится за семь тактов.

Проверим достоверность полученного ДК десятичного числа 46:

,

где n…0- номер разряда

- цифры ДК из множества {0;1}

Результат, получаемый в ДК методом последовательного сдвига, является верным, так как подтвержден проверкой

 

Разработка структурной схемы

 

 

Согласно выбранному методу преобразования двоично-десятичного кода в двоичный код осуществляется последовательным сдвигом вправо записанный двоично-десятичной информации равносильно делению на два, так как согласно правилу перевода необходимо делить на два и производить соответствующую коррекцию результата. Структурная схема преобразователя должна содержать следующие блоки: устройство записи, устройство управления, генератор синхроимпульсов, счетчик синхроимпульсов, регистр старшей тетрады, регистр младшей тетрады, схема коррекции младшей тетрады, устройство вывода.

Генератор синхроимпульсов предназначен для выработки тактирующих импульсов, которые подаются на синхронизирующие входы устройств и осуществляют установку регистра старшей и младшей тетрады, последовательный сдвиг и запись в устройство вывода, переключений счетчика синхроимпульсов.

Счетчик синхроимпульсов предназначен для подсчета тактов, выдаваемых генератором синхроимпульсов, и по достижению их количества достаточного для выдачи в магистраль двоичного кода, вырабатывает сигнал, вызывающий переключение устройства управления, кроме того этот сигнал поступает в магистраль сигналом конца преобразования (КП).

Устро йство управления предназначено для блокировки поступления в схему тактовых импульсов от генератора по приходу управляющего сигнала от счетчиков тактовых импульсов.

Устройство записи предназначено для записи двоично-десятичного кода на входы первоначальной установки регистра старшей и младшей тетрады по сигналу начала преобразования (НП).

Регистр старшей тетрады и младшей тетрады последовательно сдвигает вправо информацию, записанную в него (осуществляется деление на два) под воздействием тактовых импульсов, поступающих от генератора, при этом осуществляется преобразование двоично-десятичного кода в двоичный код.

Схема коррекции старшей и младшей тетрады предназначена для коррекции результата сдвига вправо (к младшей тетраде прибавляется число пять), все операции выполняются в заданном двоичном коде, если же получен остаток в младшей тетраде, то формируется сигнал переноса, поступающий на два входа записи последовательных данных устройства вывода.

Устройство вывода предназначено для считывания и сдвига вправо(последовательного) поступающих данных(сигнал переноса из младшей тетрады) и затем выдачу этих данных в последовательном формате в магистраль по приходу сигнала конца преобразования (КП), причем с выхода устройства управления снимается уже двоичный код. Структурная схема преобразователя представлена в приложении А.

 

Синтез младшей тетрады

 

 

Согласно выбранному методу преобразования можно составить таблицу переходов состояний триггерных ячеек памяти в процессе преобразования при поступлении тактовых импульсов

 

Таблица 3- Таблица переходов состояний триггерных ячеек памяти

Десятич- ное число	Текущее состояние	Р=0	Р=1
Новое состоя-ние		Новое состоя-ние

Младшая тетрада содержит JK-триггеры в качестве элементов памяти, состояние выходов которых изменяется в соответствии с таблицей истинности (Таблица 4). Условно-графическое изображение JK-триггера представлено на рисунке 1

 

 

 

Рисунок 1-Условно графическое обозначение JK-триггера

 

Таблица 4-Таблица истинности JK-триггера

Состояние входа	J(t)	K(t)
		*
		*
	*
	*

 

Сводная таблица 5 составлена частично по данным таблицы 3 и таблицы 4

Таблица 5 – Таблица обобщения состояния переходов

Десятичное число

Текущее состояние

Следующее состояние

J1

K1

J2

K2

J3

K3

J4

K4

P

Q4-Q1

P=0

P=1

Q4-Q1

Q4-Q1

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

 

 

Используя данные сводной таблицы переходов составляют карты Карно. Для получения функций реализуемых устройством и минимизацией этих функций. Для младшей тетрады это девять переключательных функций для входа установки ,входа сброса и сигнала переноса .

При пяти переменных картах Карно составляют тридцать две клетки, а сами переменные обозначаются и .

Вид карт Карно представлен на рисунках 2-11.

 

-			-	-			-
	-	-					-	-
-	-					-	-

 

Рисунок 2-Карта общих состояний для входов

 

 

Карта состояний для входа представлена на рисунке 3

 

	*	*	*	*	*	*	*	*
-	*	*	-	-	*	*	-
	-	-		1			-	-
-	-				1	-	-

 

 

Рисунок 3- Карта состояний для входа

 

 

Карта состояний для входа представлена на рисунке 4

 

					1		1
-			-	-	1		-
	-	-	*	*	*	*	-	-
-	-	*	*	*	*	-	-

 

 

Рисунок 4- Карта состояний для входа

 

 

Карта состояний для входа представлена на рисунке 5

 

	*	*					*	*
-	*		-	-		*	-
	-	-					-	-
-	-				1	-	-

 

 

Рисунок 5- Карта состояний для входа

 

Карта состояний для входа представлена на рисунке 6

 

			*	*	*	*	1
-		*	-	-	*		-
		-	*	*	*	*	-	-
-	-	*	*	*	*	-	-

 

 

Рисунок 6- Карта состояний для входа

 

 

Карта состояний для входа представлена на рисунке 7

 

	0						1
-	*	*	-	-	*	*	-
	-	-	*	*	*	*	-	-
-	-					-	-

 

 

Рисунок 7- Карта состояний для входа

 

Карта состояний для входа представлена на рисунке 8

 

 

	*	*	*	*	*	*	*	*
-			-	-			-
	-	-					-	-
-	-	*	*	*	*	-	-

 

 

Рисунок 8- Карта состояний для входа

 

Карта состояний для входа представлена на рисунке 9

 

	1	*	*			*	*
-	*	*	-	-	*	*	-
	-	-	*			*	-	-
-	-	*			*	-	-

 

 

Рисунок 9- Карта состояний для входа

 

Карта состояний для входа представлена на рисунке 10

 

	*			*	*			*
-			-	-			-
	-	-		*	*		-	-
-	-		*	*		-	-

 

Рисунок 10- Карта состояний для входа

 

 

Карта состояний для перехода Р представлена на рисунке 11

 

 

			1
-			-	-		1	-
	-	-	1				-	-
-	-						-

 

 

Рисунок 11- Карта состояний для перехода Р

 

 

Синтез старшей тетрады

 

 

Старшая тетрада аналогично младшей, но уравнения входов триггера получаются при подстановке значений , а .

 

Входы К и К равные нулю означают, что их необходимо заземлить.

По полученным уравнениям строим логическую схему старшей тетрады на JK – триггерах и саму логическую схему коррекции старшей тетрады на логических элементах И – НЕ.

Данная схема указана в приложении В.

 

Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: