Главная страница
Образовательный портал Как узнать результаты егэ Стихи про летний лагерь 3агадки для детей
qrcode

раздел 7. 7. синтез комбинационных схем


Скачать 360.5 Kb.
Название7. синтез комбинационных схем
Анкорраздел 7.doc
Дата30.09.2017
Размер360.5 Kb.
Формат файлаdoc
Имя файлараздел 7.doc
ТипЗадача
#22563
КаталогОбразовательный портал Как узнать результаты егэ Стихи про летний лагерь 3агадки для детей
Образовательный портал Как узнать результаты егэ Стихи про летний лагерь 3агадки для детей

7. синтез комбинационных схем
Синтез КС дискретного устройства состоит в построении функциональной, а затем и принципиальной схемы дискретного устройства по техническому заданию, представленному в словесной или иной форме. Синтез проводится в несколько этапов:

  1. определяются все входные переменные, необходимые для решения задачи;

  2. определяются все выходные переменные, необходимые для решения задачи;

  3. составляется таблица истинности, определяющая логику работы устройства, т. е. зависимость между входными и выходными сигналами в каждый момент времени;

  4. по таблице истинности составляется БФ и проводится ее минимизация;

  5. определяется базис, в котором будет реализовываться КС и проводятся необходимые преобразования для представления БФ в этом базисе, вплоть до построения скобочной формы;

  6. строится функциональная схема устройства;

  7. выбирается элементная база и строится принципиальная схема устройства;

  8. конструкторская проработка устройства.


Задача 7.1. Разработать схему управления электродвигателем насоса для закачки воды в резервуар, причем:

  1. двигатель может работать только при наличии воды в магистрали по показанию датчика Д1;

  2. если уровень воды в резервуаре опустился ниже минимального уровня (Д2), то двигатель должен быть включен;

  3. если уровень воды в резервуаре достиг верхнего уровня (Д3), то двигатель должен быть выключен;

  4. если уровень воды находится между верхним и нижним уровнями, то двигатель может быть включен вручную с помощью кнопочного включателя К;

  5. устройство управления (УУ) единичным сигналом запускает электродвигатель насоса, а нулевым останавливает.

Таким образом, состав устройства изображен на рис. 7.1 (а). Значения сигналов датчиков Д2 и Д3 показаны на рисунке слева. Условимся считать, что при Д1=1 электродвигатель может быть включен, а при Д1=0 обязательно выключен. Таблица истинности устройства управления приведена в табл. 7.1:

  1. сигналы датчиков рассматриваются в последовательности Д1, К, Д2, Д3;

  2. если воды в магистрали нет (Д1=0), то двигатель должен быть выключен Y=0 независимо от значений сигналов других датчиков;

  3. комбинация сигналов датчиков 1000 показывает, что уровень воды в резервуаре между верхней и нижней отметками, кнопка К выключена, т. е. необходимо выключить двигатель (Y=0);

  4. комбинация сигналов датчиков 1001 показывает, что уровень воды выше верхней отметки, т.е. двигатель должен быть выключен (Y=0);



Рис. 7.1. Структурная схема устройства и таблица истинности:

а – структурная схема; б – таблица истинности


  1. комбинация сигналов датчиков 1010 показывает, что уровень воды ниже нижней отметки, двигатель надо включить (Y=1);

  2. комбинация сигналов датчиков 1011 невозможна, т. е. значение выходного сигнала неопределенно (У=Х);

  3. по комбинации 1100 двигатель должен быть включен;

  4. комбинации 1101, 1110, 1111 аналогичны комбинациям 1001, 1010, 1011 соответственно.

Нанесем функцию на карту Карно и проведем минимизацию, составим БФ и составим схемы на реле и электронной элементах КС устройства управления электродвигателем насоса (рис. 7.2).

БФ устройства управления минимизирована до скобочной формы и реализована двумя схемами. Релейная схема (рис. 7.2, б) управляет реле Y, которое своим НР контактом подключает электродвигатель М к сети переменного тока (рис. 7.2, в). Электронная схема (рис. 7.2, г) через усилитель также включает реле Y, которое управляет электродвигателем.

Рис. 7.2. Карта Карно и схемы, реализующие БФ:

а – карта Карно; б – релейная схема включения управляющего реле Y;

в – схема включения электродвигателя насоса;

г – электронная схема включения управляющего реле Y
Задача 7.2. К четырехразрядному цифровому устройству, формирующему последовательность двоичных кодов от 0 до 9, необходимо подключить КС, имеющую два выхода S1 и S2. К выходу S1 подключен светодиод красного цвета, к выходу S2 подключен светодиод зеленого цвета. Красный светодиод VD1 должен загораться в тех случаях, кода устройство выдает коды 0, 4, 5, 8, 9. Зеленый светодиод VD2 должен загораться в тех случаях, кода устройство выдает коды 2, 3, 7. Во всех остальных случаях светодиоды не горят.

Структурная схема устройства приведена на рис. 7.3. Реализовать устройство на логических элементах в базисе И-Не.

Рис. 7.3. Структурная схема устройства
Таблица истинности функций S1 и S2 представлена таблицей 7.2. Так как формирователь кодов не выдает комбинации 10, 11, 12,13, 14, 15, то на этих наборах значения функций не определены.

Таблица 7.2
Таблица истинности функций S1, S2


Х1

0

0

0

0

0

0

0

0

1

1

1

1

1

1

1

1

Х2

0

0

0

0

1

1

1

1

0

0

0

0

1

1

1

1

Х3

0

0

1

1

0

0

1

1

0

0

1

1

0

0

1

1

Х4

0

1

0

1

0

1

0

1

0

1

0

1

0

1

0

1

S1

1

0

0

0

1

1

0

0

1

1

Х

Х

Х

Х

Х

Х

S2

0

0

1

1

0

0

0

1

0

0

Х

Х

Х

Х

Х

Х




Рис. 7.4. Карты Карно функций S1 и S2:

а – карта Карно S1; б – карта Карно S2

Из приведенных на рис. 7.4 карт Карно следуют значения функций:

Представим функции в базисе И-Не и реализуем схему (рис. 7.5):


Рис. 7.5. Реализация функций S1 и S2 в базисе И-Не




перейти в каталог файлов

Образовательный портал Как узнать результаты егэ Стихи про летний лагерь 3агадки для детей

Образовательный портал Как узнать результаты егэ Стихи про летний лагерь 3агадки для детей