2015-05-10
524
Цель работы
1 Сформировать практические навыки синтеза комбинационных цифровых устройств (КЦУ) в базисах И-НЕ, ИЛИ-НЕ.
2 Сформировать практические навыки и начальные умения построения принципиальных электрических схем КЦУ на микросхемах стандартной логики схемотехники КМОП.
Домашнее задание
1 Повторить по [5] или [7] теорию синтеза КЦУ и пример синтеза КЦУ в методических указаниях к данной лабораторной работе. В результате изучения учащиеся должны знать ответы на вопросы для самоконтроля.
2 Повторить по [5] или [7] УГО основных ЛЭ.
3 Выполнить индивидуальное задание № 1. Синтезировать КЦУ в базисе И, ИЛИ, НЕ согласно заданному варианту (таблица 4).
3.1 Задать логическую функцию (ЛФ) с помощью карты Карно. Для МДНФ и МКНФ ЛФ использовать отдельные карты Карно.
3.2 Минимизировать ЛФ с помощью карты Карно. Результат минимизации записать в МДНФ и МКНФ.
3.3 Построить две логические схемы устройства по МДНФ и МКНФ ЛФ. Сравнить логические схемы по сложности.
3.4 Проверить правильность функционирования логических схем устройства для пятого набора аргументов. Для этого проставить уровни сигналов на выводах всех логических элементов. Значения сигналов на выходах схем сравнить со значением ЛФ для пятого набора аргументов, они должны совпадать.
Таблица 4 – Исходные данные для синтеза КЦУ
| Номер набора аргументов | Наборы аргументов | Номер варианта | |||||||||||||
| – | |||||||||||||||
| x1 | x2 | x3 | x4 | f1 | f2 | f3 | f4 | f5 | f6 | f7 | f8 | f9 | f10 | f11 | |
| Ф | Ф | Ф | Ф | ||||||||||||
| Ф | Ф | Ф | Ф | ||||||||||||
| Ф | |||||||||||||||
| Ф | |||||||||||||||
| Ф | Ф | Ф | Ф | ||||||||||||
| Ф | Ф | Ф | |||||||||||||
| Ф | Ф | Ф | |||||||||||||
| Ф | |||||||||||||||
| Ф | Ф | Ф | Ф | Ф | |||||||||||
| Ф | |||||||||||||||
| Ф | Ф | Ф | Ф | ||||||||||||
| Ф | Ф | Ф | Ф | ||||||||||||
| Ф | Ф |
Вопросы для самоконтроля
1 Перечислите способы, которыми можно задать одну и ту же ЛФ. Поясните в чем они заключаются?
2 Перечислите этапы синтеза КЦУ и поясните их содержание.
3 Объясните, что представляют собой СДНФ и СКНФ ЛФ?
4 Сформулируйте правила перехода от табличной формы задания ЛФ к аналитической в СДНФ или СКНФ.
5 Объясните, какие задачи решает минимизация и в чем заключается минимизация с помощью карт Карно?
6 Объясните, из какой формы ЛФ и как осуществляется переход из базиса И, ИЛИ, НЕ в базисы И-НЕ и ИЛИ-НЕ?
7 Зарисуйте условное графическое обозначение основных ЛЭ по ГОСТ 2.743-91 ЕСКД.
8 Укажите, в какой последовательности выполняются логические операции И, ИЛИ, НЕ.
Порядок выполнения работы
1 Проверка подготовки учащихся к занятию по вопросам самоконтроля в виде фронтального или программированного опроса.
2 Проверка выполнения индивидуального задания № 1 по синтезу схем КЦУ.
3 Выполнить индивидуальное задание № 2. Синтезировать в базисе И-НЕ КЦУ согласно заданному варианту, функционирование которого задано таблицей истинности (таблица 4).
3.1 Преобразовать МДНФ ЛФ в базис И-НЕ.
3.2 Построить логическую схему КЦУ в базисе И-НЕ.
3.3 Построить принципиальную электрическую схему КЦУ в базисе И-НЕ на микросхемах схемотехники КМОП серии 1554.
4 Выполнить индивидуальное задание № 3. Синтезировать в базисе ИЛИ-НЕ КЦУ согласно заданному варианту, функционирование которого задано таблицей истинности (таблица 4).
4.1 Преобразовать МКНФ ЛФ в базис ИЛИ-НЕ.
4.2 Построить логическую схему КЦУ в базисе ИЛИ-НЕ на микросхемах схемотехники КМОП серии 1564.
4.3 Построить принципиальную электрическую схему КЦУ в базисе ИЛИ-НЕ на микросхемах схемотехники КМОП.
5 Проверить правильность функционирования логических и принципиальных схем КЦУ для пятого набора аргументов и сделать вывод о правильности их функционирования.
6 Определить среднюю задержку распространения сигнала от входов к выходу в принципиальных электрических схемах устройств в базисах И-НЕ, ИЛИ-НЕ.
7 Определить среднюю потребляемую мощность в принципиальных электрических схемах в базисах И-НЕ, ИЛИ-НЕ.
8 Ответить на контрольные вопросы.
9 Оформить отчет и сдать зачет.
