Синтез счетчика с заданным коэффициентом пересчета выполните по вышерассмотренной методике.

 

Рисунок 17 – Фрагмент принципиальной электрической схемы устройства (вариант № 2.1)

 

 

ПРИЛОЖЕНИЕ Е (справочное)

Пример структурной электрической схемы цифрового устройства обработки данных и временные диаграммы, поясняющие работу устройства (вариант № 4.5)

Рисунок Е.1 – Цифровое устройство обработки данных. Схема электрическая структурная (вариант № 4.5)

Рисунок Е.2 – Временные диаграммы, поясняющие работу цифрового устройства обработки данных (вариант № 4.5

ТЕМА №6. ГЕНЕРАТОРЫ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТЕЙ.

ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ СВЕДЕНИЯ

Схема, которая генерирует заданную последовательность бит синхронно с импульсами синхронизации, называется генератором последовательностей. Такие генераторы используются как:

1. Счетчики;

2. Генераторы псевдослучайных последовательностей;

3. Генераторы заданной последовательности и заданного периода;

4. Генераторы кодов.

Генераторы последовательностей являются одним из наиболее интересных применений регистров сдвига. Блок-схема генератора последовательностей показана на рисунке 1

 

Рис. 1 Блок-схема генератора последовательностей

 

Выход декодера следующего состояния Y- это функция от Q_N-1, Q_N-2, …, Q₀, т.е. . Это схема подобна схеме кольцевого счетчика (Y=Q₀) или счетчика Джонсона (). Кольцевой счётчик и счётчик Джонсона являются частными случаями генераторов последовательностей.

Синтез генераторов последовательностей рассмотрим на примерах.

Пример 1. Синтезировать генератор следующей последовательности … 1101011 ….

Решение. При синтезе генератора заданной последовательности необходимо определить число разрядов регистра сдвига и комбинационную схему декодера следующего состояния.

Минимально возможное число триггеров N в регистре сдвига для генерирования последовательности длинной S бит определяется из того, что

 

(1)

 

В данном примере S=7, поэтому минимально возможное значение N=3. Однако это не значит, что это число триггеров является достаточным. Если данная последовательность ведет к семи различным состояниям регистра, то тогда три триггера будет достаточно, в противном случае число триггеров придется увеличить. Запишем состояние регистра в виде таблицы 1.

Таблица 1

 

Число синхроимпульсов	Выходы триггеров
Q2	Q1	Q0

Допускаем, что данная последовательность генерируется на выходе Q₂. В таком случае на выходах Q₁ и Q₀ будет та же последовательность, только задержанная на один и два такта, соответственно. Из таблицы 1 видно, что не все состояния регистра отличаются от других (первая и вторая строки одинаковы, а также четвертая и шестая), что означает - число триггеров регистра N=3 не является достаточным. Поэтому примем число N=4 и построим таблицу аналогичную табл. 2.

Поскольку в данном случае все состояния регистра являются отличными (разными), добавим в эту таблицу колонку, в которой запишем требуемую последовательность на входе регистра, Y.

 

Таблица 2

 

Число синхроимпульсов	Выходы триггеров	Y
Q3	Q2	Q1	Q0
8 (1)

 

Схему декодера получим, упрощая функцию с помощью карты Карно, рис 1

 

	X	X	X	X
	X			X
	X
	X	X

 

 

 

Рис. 1. Упрощение ФАЛ декодера следующего состояния

Упрощенная схема генератора последовательности … 1101011 … показана на рис. 2

 

Рис. 2 Логическая структура генератора последовательности … 1101011 ….

Пример 2. Синтезировать генератор последовательности … 1101001….

Решение. Минимально возможное число триггеров регистра N=3. Проверим является ли это число достаточным. Для этого построим таблицу 3.

 

Таблица 3

Импульсы синхронизации	Выходы триггеров	Y
Q2	Q1	Q0

 

 

Из таблицы 3 видно, что все состояния регистра являются неодинаковыми, т.е. число триггеров N=3 является достаточным для реализации генератора, и поэтому добавим в эту таблицу колонку с требуемой на входе регистра последовательностью. Схему декодера получим, упрощая функцию с помощью карты Карно.

 

 

На рисунке 3 показана упрощенная схема генератора последовательности … 1101001….

 

Рис. 3 Логическая структура генератора последовательности … 1101001….

 

Длина последовательности, генерируемой генератором, рис. 3, равна .

Генераторы, которые генерируют последовательности длины

 

(2)

называются генераторами последовательностей максимальной длины. Такие генераторы широко используются для генерирования помехоустойчивых кодов.

 

 

Синтезировать и построить генератор последовательности.

 

Выполнить моделирование в среде схемотехнического моделирования Multisim.

 

Номер варианта	Последовательность
	…1001011….
	…1101011….
	…1001001….
	…1010010….
	…0101011….
	…0111010….
	…1000111….
	…1000011….
	…1111000….
	…0101010….

 

 

ТЕМА №7. Синтез цифрового автомата Мили.(на10)

.

Последовательная схема имеет входной калал - Z, вход синхронизации и выходной канал - W. Поступающие на вход Z данные делятся на группы, содержащие по четыре двоичные цифры, которые не перекрывают друг друга. Проверяются логической схемой и при обнаружении комбинаций хххх, хххх, хххх, хххх на выходе появляется 1. Сигнал на выходе должен иметь длительность, равную длительности синхронизирующего импульса. При всех других комбинациях четырех двоичных цифр сигнал на выходе должен быть равен 0.

 

вариант	Обнаруживаемые последовательности (хххх,хххх,хххх,хххх)
	1100, 0011, 0101, 1010
	0000, 0001, 1101, 1110
	1001, 1100, 1111, 0010
	0100, 0101, 0111, 1001
	0010, 0110, 1000, 1100
	0011, 0111, 1010, 1110
	0001, 0100, 0110, 1010
	0101, 1001, 1101, 1111
	0110, 1000, 1010,1101
	0111, 1011, 1101, 1111

Выполнить моделирование в среде схемотехнического моделирования Multisim.

 

[1]⁾ В пояснительной записке следует приводить пример умножения для чисел A и B согласно заданному варианту.

[2]⁾ В пояснительной записке следует анализировать пример умножения для чисел A и B согласно заданному варианту.

[3]⁾ В пояснительной записке следует приводить пример суммирования для чисел A и B согласно заданному варианту.