Вычислительная техника


               I часть: Проектирование вырожденного автомата .

Спроектировать  на  элементах  ТТЛ  “  генератор  4-х  разрядных   кодов   “
некоторой системы счисления .
Т.е. синтезировать синхронный счётчик М–разрядный  (  М  <  16  ),  на  вход
которого подаётся регулярная внешняя последовательность тактовых импульсов.
Каждое состояние счётчика ( т.е. цифра  заданной  системы  )  сохраняется  в
течение одного полного такта. Значение цифр появляется на  выходах  Q3,  Q2,
Q1, Q0. Автомат также должен выработать синхронный перенос ( в след.  разряд
заданной системы), которым служит последний тактовый импульс в цикле  счёта.
Для его выделения должен быть сформирован строб “y” , т.е. булева функция  ,
которая  активна  на  последнем  такте  цикла.  А  само   выделение   должно
обеспечивать минимальную задержку выходного импульса переноса.
В схеме автомата должны быть цепи , осуществляющие  авто  сброс  в  исходное
состояние при каждом включении питания.
Требуется :
 - составить таблицу функционирования автомата ;
 - минимальную функцию возбуждения и строба ;
 - построить осциллограммы всех выходных функций, включающие функции  строба
   и сигнала переноса ;
 - построить схему автомата .



Решение поставленной задачи :

а.) Составим таблицу функционирования автомата :

|   |Q3 |Q2 |Q1 |Q0 |J3 |K3 |J2 |K2 |J1 |K1 |J0 |K0 |y  |
|0  |0  |0  |0  |0  |0  |Ф  |0  |Ф  |0  |Ф  |1  |Ф  |0  |
|1  |0  |0  |0  |1  |0  |Ф  |0  |Ф  |1  |Ф  |Ф  |1  |0  |
|2  |0  |0  |1  |0  |0  |Ф  |0  |Ф  |Ф  |0  |1  |Ф  |0  |
|3  |0  |0  |1  |1  |0  |Ф  |1  |Ф  |Ф  |1  |Ф  |1  |0  |
|4  |0  |1  |0  |0  |0  |Ф  |Ф  |0  |0  |Ф  |1  |Ф  |0  |
|5  |0  |1  |0  |1  |0  |Ф  |Ф  |0  |1  |Ф  |Ф  |1  |0  |
|6  |0  |1  |1  |0  |0  |Ф  |Ф  |0  |Ф  |0  |1  |Ф  |0  |
|7  |0  |1  |1  |1  |1  |Ф  |Ф  |1  |Ф  |1  |Ф  |1  |0  |
|8  |1  |0  |0  |0  |Ф  |0  |0  |Ф  |0  |Ф  |1  |Ф  |0  |
|9  |1  |0  |0  |1  |Ф  |0  |0  |Ф  |1  |Ф  |Ф  |1  |0  |
|10 |1  |0  |1  |0  |Ф  |0  |0  |Ф  |Ф  |0  |1  |Ф  |0  |
|11 |1  |0  |1  |1  |Ф  |0  |1  |Ф  |Ф  |1  |Ф  |1  |0  |
|12 |1  |1  |0  |0  |Ф  |1  |Ф  |1  |0  |Ф  |1  |Ф  |1  |
|   |0  |0  |0  |0  |   |   |   |   |   |   |   |   |   |


б.) Составим карты Карно и при помощи них найдём  минимизированные функции
   возбуждения и строба .



|0 |0 |0 |0 |
|0 |0 |1 |0 |
|Ф |Х |Х |Х |
|Ф |Ф |Ф |Ф |



                                 J3 = Q2Q1Q0



|Ф |Ф |Ф |Ф |
|Ф |Ф |Ф |Ф |
|1 |Х |Х |Х |
|0 |0 |0 |0 |



                                   K3 = Q2



|0 |0 |1 |0 |
|Ф |Ф |Ф |Ф |
|Ф |Х |Х |Х |
|0 |0 |1 |0 |



                                  J2 = Q1Q0



|Ф |Ф |Ф |Ф |
|0 |0 |1 |0 |
|1 |Х |Х |Х |
|Ф |Ф |Ф |Ф |



                               K2 = Q3 v Q1Q0



|0 |1 |Ф |Ф |
|0 |1 |Ф |Ф |
|0 |Х |Х |Х |
|0 |1 |Ф |Ф |



                                   J1 = Q0



|Ф |Ф |1 |0 |
|Ф |Ф |1 |0 |
|Ф |Х |Х |Х |
|Ф |Ф |1 |0 |



                                   K1 = Q0



|1 |Ф |Ф |1 |
|1 |Ф |Ф |1 |
|0 |Х |Х |Х |
|1 |Ф |Ф |1 |



J0 = Q3Q2



|Ф |1 |1 |Ф |
|Ф |1 |1 |Ф |
|Ф |Х |Х |Х |
|Ф |1 |1 |Ф |



K0 = 1



|0 |0 |0 |0 |
|0 |0 |0 |0 |
|1 |Х |Х |Х |
|0 |0 |0 |0 |



y = Q3Q2


в.) Построим осциллограммы всех выходных функций , вкл функцию строба и
сигнала переноса .

С

Q0

Q1

Q2

Q3

y

Cвых

г.) Построение схемы автомата .



-----------------------
ПОВТОР

  Q1

Q2

Q0

  Q1

    J3

     Q3

     Q3

Q2

Q0

        K3

    J2

Q0

Q2

     Q3

  Q1

      K2

Q0

Q2

     Q3

  Q1

    J1

Q0

Q2

     Q3

  Q1

      K1

Q0

Q2

     Q3

  Q1

    J0

Q0

Q2

     Q3

  Q1

    K0

Q0

Q2

     Q3

  Q1

      y

Q0

Q2

     Q3

  Q1