Сандық ақпаратты тізбектей еңізу құрылғысы

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Мазмұны

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

КІРІСПЕ

 

Бұл курстық жұмысты бастамас бұрын студенттің микросхематехника пәнінен білімі жоғары болу керек. Бұл курстық жұмыстағы тақырыптар бір бірімен тығыз байланысты. Айта кететің болсақ ол шифратор, санауыш және тағы басқа сандақ құрылғыларды қарастырамыз.

Импульсты генератордан

 келетің кіру

 

 

 

 

 

 

                               

 

 

 

                   УЕСҚ-ның шығулары           Регистрдің ақпаратты

                                                                тізбектей шығ. шығулар

 

Сурет- а.

Яғни курстық жұмыста  сурет-а да салынған структуралық схема б/ша цифрлық ақпартты тізбектей енгізетің құрылғының принципиальды электрлік схемасын құру керек.

 

 

 

 

 

 

 

 

1. БӨЛІМ. Шифратор (нышандағыш)

 

Шифратор немесе кодер ( coder немесе encoder ) –сандық ақпараттардың  екілік код түрінде орындайтын СҚ, яғни ондық сандардың код сөздеріне түрлендіру. Кез-келген шифратордың тиісті ондық сандар кірісіне және сәйкес код сөздеріне шығыстары болады. Көбінесе мұндай түрлендіруді ондық сандарға жүргізуде келеді. Шифраторлар көп функционалды СҚ микросхемасында қолданылуы мүмкін. Шифратор кескіні ағылшын әріпімен ( сурет 1 ) CD (coder) белгіленеді.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Сурет 1.

 

Шифратордың жұмыс атқару жүйесінде 2-сур қарапайым ЖӘНЕ – ЕМЕС элементтерінен құралған нышандағыш схемасы түрінде болады.

Жоғары 10 жолға 0 – 9 аралығында кіріс сандар мәні беріледі. Бұл сандар келіп түсетін ЖӘНЕ схемасының қосылуы суреттегідей деп алсақ, олардың төменгі шығыстарында белгілі бір екілік сандар жүйесі шығады.

 

 

 

Нышандағыштың ақиқат кестесі:

 

Ондық сандардың кірулері	<<5311>> кодтың шығулары
х	У3	У2	У1	У0
0	0	0	0	0
1	0	0	0	1
2	0	0	1	1
3	0	1	0	0
4	0	1	0	1
5	1	0	0	0
6	1	0	0	1
7	1	0	1	1
8	1	1	0	0
9	1	1	0	1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

У₀= Х₁ \/ Х₂ \/ Х₄ \/ Х₆ \/ Х₇ \/ Х₉             6 эл. НЕМЕСЕ

 

У₁= Х₂ \/ Х₇                                           2 эл. НЕМЕСЕ

                                                                

У₂= Х₃ \/ Х₄ \/ Х₈ \/ Х₉                            4 эл. НЕМЕСЕ

                                         

У₃= Х₅ \/ Х₆ \/ Х₇ \/ Х₈ \/ Х₉                    5 эл. НЕМЕСЕ

 

Де Морганның 1-ші заңы:

          __

1. А= А

     ____________ __   __   __

2. А \/ В \/ С \/... = А * В * С * ...

     

У₀=Х₁ \/ Х₂ \/ Х₄ \/ Х₆ \/ Х₇ \/ Х₉ = Х₁ * Х₂ * Х₄ * Х₆ * Х₇ * Х₉ =

 

Х₁   Х₂  Х₄   Х₆   Х₇  Х₉

      _______   __    __

У₁= Х₂ \/ Х₇ = Х₂ * Х₇ = Х₂  Х₇ ;

 

      _______________ __  __ __     __

У₂= Х₃ \/ Х₄ \/ Х₈ \/ Х₉ = Х₃ * Х₄ * Х₈ * Х₉ = Х₃ Х₄ Х₈  Х₉ ;

                                                                  

   

У₃= Х₅ \/ Х₆ \/ Х₇ \/ Х₈ \/ Х₉ = Х₅ * Х₆ * Х₇ * Х₈ * Х₉ = Х₅  Х₆ Х₇  Х₈  Х₉

                                                                 

Барлығы: 1) элемент  6И  – НЕ       2) элемент   2И- НЕ

                 

                 3) элемент 4И –НЕ         4) элемент  5И – НЕ

Элементтер  және микросхемалар  тізімі:

 

Позиц. белгілеу	Аталуы	Саны	Ескерту
D1.1   D2.1   D3.1   D4.1	K555ЛА2   K555ЛИ1   K555ЛИ6   K555ЛЛ1	1   1   1   2	Барлығы қолданады   3 эл. қолданылмайды   1 эл. қолданылмайды   3 эл.  қолданылмайды

 

ЖӘНЕ-ЕМЕС базисіндегі  шифратор схемасы:

 

Ондық сан кірістері

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Сурет 1.2

 

Ескерту: Жұмысты анализдеу  кезінде мыналарды ескеру қажет: Біздің құрған шифраторымыз (басылымдылықты) емес, активті сигналды бір ондық  санның  кірісіне беруге болады. Басылымдылықты ұйымдастыру үшін аз ондық сан кірістерінде активті сигналдың (блокировкалануын) қадағалау қажет.

Шифратор 5 санын кодтау керек дерлік. Ол үшін активті сигналды 0 (өйткені барлық кірістері инверсті) осы 5 санының кірістеріне береміз. Қалған барлық сан кірісіне пассивті логикалық деңгей 1 береміз. Схема бойынша анықтаймыз ( сурет 1.2), шығыста 1000 қалыптасады (ескереміз: қорытындыдағы код сөздерін төменнен жоғарыға қарай оқу қажет). Алынған шешімді ақиқат кестесімен  салыстырамыз және қорытынды жасаймыз: шифратор  санын дұрыс түрлендірді. Жұмысқа толық анализ жасау үшін барлық нұсқаларды тексеру талап етіледі, яғни осы жағдайда барлық санның дұрыс қолданылатынын тексеру керек. Біздің құрған схемамыз (сурет 1.2.) көшірме.  

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2. БӨЛІМ. Санауыш

 

Санауыш дегеніміз - цифрлық электрондық құрылғы, кірісінде қанша рет логикалық күйдің өзгеруі есептеуге арналған құрылғы. Санауыштардың негізі ретінде 2 және 2-10 кодты пайдалыну. Санауыштардың келесі типтері кең ауқымда таралған:

Әр импульс келген сайын есептеү нәтижесі бірге  өссе (суммируюший) деп аталады. Егер есептеу процесінде бұл нәтиже бірге кемісе бұндай есптеүіш алу (вычитающий) деп аталады. Егер осы екі қасиеттері бірге қолданса ондай есептеуіш (реверстік) деп аталады.

Санауыш импульстар санын  санау үшін керек. Мысалы бізге онға дейінгі импульстар санын есептеп шығару керек делік. Санауыштар негізі, тригерлердің тек екіге (0,1) дейін ғана санай алатынын біле отырып қажетті, триггерлер санын біз 2ⁿ=10 теңдеуінен n-санын мәні ретінде табуымызға болады. Сонымен 2³<10<2⁴ болғандықтан, n =4 деп аламыз, яғни триггерлер саны төрттен кем болмауы тиіс. Бірақ тағы ескеретін жай: төрт триггерден тұратын триггер 16-ға деиін санай алады.

Санауыштың ақиқат кестесі:

 

Кіру сигн. N	Санау нәтижесі					D3	D2	D1	D0
	10-дық жүйе	2-лік жүйе
		Q3	Q2	Q1	Q0
1	0	0	0	0	0	0	0	0	1
2	1	0	0	0	1	0	0	1	0
3	2	0	0	1	1	0	0	1	1
4	3	0	1	0	0	0	1	0	0
5	4	0	1	0	1	0	1	0	1
6	5	1	0	0	0	0	1	1	0
7	6	1	0	0	1	0	1	1	1
8	7	1	0	1	1	1	0	0	0
9	8	1	1	0	0	1	0	0	1
10	9	1	1	0	1	0	0	0	0

 

 

Вейч картасының толтырудың тәртібін анықтаймыз:

СДНФ формасы :

       __   __    __    __                     __   __             __           __            __  __                     

D₀= Q₀ ^ Q₁ ^ Q₂ ^ Q₃ \/ Q₀ ^ Q₁ ^ Q₂ ^ Q₃ \/ Q₀ ^ Q₁ ^ Q₂ ^ Q₃ \/ Q₀ ^ Q₁ ^ Q₂ ^ Q₃ \/

   __   __  

\/ Q₀ ^ Q₁ ^ Q₂ ^ Q₃

 

 Q₂ Q₂                   

 

                                                                  Q₁

          Q₃ 

 

       Q₁

                                        

Q₃   

                                                                Q₁

 

                         Q₀ Q₀ Q₀

 

МДНФ

       __   __    __    __                     __   __             __           __            __   __                     

D₀= Q₀ ^ Q₁ ^ Q₂ ^ Q₃ \/ Q₀ ^ Q₁ ^ Q₂ ^ Q₃ \/ Q₀ ^ Q₁ ^ Q₂ ^ Q₃ \/ Q₀ ^ Q₁ ^ Q₂ ^ Q₃ \/

   __   __  

\/ Q₀ ^ Q₁ ^ Q₂ ^ Q₃

 

 

 

 

       

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                __    __     __                   __  __    __    __  __                    __    __

D₁ = Q₀ ^ Q₁ ^ Q₂ ^ Q₃ \/ Q₀ ^ Q₁ ^ Q₂ ^ Q₃ \/ Q₀ ^ Q₁ ^ Q₂ ^ Q₃ \/  Q₀ ^ Q₁ ^ Q₂ ^ Q₃

 

 Q₂ Q₂ 

  

                                                                 Q₁ 

          Q₃  

    2 аймақ

        Q₁

        1 аймақ

Q₃     

                                                                    Q₁

 

                         Q₀ Q₀ Q₀

 

1 аймақ 2 аймақ

__  __   __                  __   __                                 __   __     __              __    __

*

Q₃ * Q₂ * Q₁ * Q₀        = Q₃ * Q₂ * Q₀                 Q₃ * Q₂ * Q₁ *  Q₀   = Q₃ * Q₂ * Q₁

__    __                                                               __    __

 

Q₃ * Q₂ * Q₁ * Q₀                                                Q₃ * Q₂ * Q₁ * Q₀

 

МДНФ

      __    __                     __    __ 

D₁= Q₃ * Q₂ * Q₀ \/ Q₃ * Q₂ * Q₁

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

   

 

 

          __   __            __            __           __     __    __    __                     __   __

D2 = Q₀ ^ Q₁ ^ Q₂ ^ Q₃ \/ Q₀ ^ Q₁ ^ Q₂ ^ Q₃ \/ Q₀ ^ Q₁ ^ Q₂ ^ Q₃ \/  Q₀ ^ Q₁ ^ Q₂ ^Q₃

 

 

 Q₂ Q₂  

    

                                                                Q₁ 

          Q₃  

        2 аймақ

Q₁

                                      1 аймақ

Q₃     

                                                                    Q₁

 

                         Q₀ Q₀ Q₀

 

 

1 аймақ 2 аймақ

__            __    __        __            __                __    __     __               __

Q₃ * Q₂ * Q₁ * Q₀      = Q₃ * Q₂ * Q₁  Q₃ * Q₂ * Q₁ *  Q₀   = Q₃ * Q₂

 

 

 

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

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

Q₃ * Q₂ * Q₁ * Q₀                                                       Q₃ * Q₂ * Q₁ * Q₀       * Q1

 

МДНФ:

 __            __     __    __                    

D₂ = Q₁ * Q₂ * Q₃ \/ Q₁ * Q₂ * Q₃

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                __           __   __          

D3 = Q₀ ^ Q₁ ^ Q₂ ^ Q₃ \/ Q₀ ^ Q₁ ^ Q₂ ^ Q₃