background image

Laboratorium Elektroniki i Miernictwa Instytutu Fizyki PŁ 

1

 

wiczenie EL2 

(

90 min.

)

 

Realizacja logicznych układów kombinacyjnych z bramek NAND 

 

 

Przed  zapoznaniem  si   z  instrukcj   i  przyst pieniem  do  wykonywania  wiczenia  nale y  opanowa  

nast puj cy materiał teoretyczny: 

1.

  Czym zajmuje si  algebra Boole’a i jakie s  jej podstawowe prawa i to samo ci? [1-8] 

2.

  Minimalizacja funkcji logicznej przy u yciu tablicy Karnaugha. [1-8] 

3.

  Symbole  graficzne  funktorów  realizuj cych  podstawowe  funkcje  logiczne  AND,  OR,  NOT,  NAND,  NOR, 

EX-OR i EX-NOR. [1-3,5-8]. 

4.

  Realizacja pozostałych funktorów logicznych przy u yciu samych funktorów NAND albo NOR. [1-4,8] 

5.

  Podział układów przeł czaj cych na układy kombinacyjne i sekwencyjne. [1,3,5-8] 

 

Cel  wiczenia 

 

Celem  wiczenia jest: 

1.  Zapoznanie si  z funktorami realizuj cymi podstawowe funkcje logiczne. 

2.  Zaprojektowanie,  wykonanie  i  przetestowanie  kombinacyjnego  układu  logicznego  realizuj cego  postawione 

zadanie w mo liwie najprostszy sposób. 

 

Wst p teoretyczny 

Technika cyfrowa posługuje si  głównie algebr  Boole’a okre lon  dla zmiennych przyjmuj cych warto ci 

ze zbioru dwóch elementów {0; 1}. Spotyka si  równie  układy dopuszczaj ce trzy stany, jednak e nie b d  one 

przedmiotem tego  wiczenia. Na zmiennych dwustanowych definiuje si  nast puj ce działania: 

– iloczyn logiczny nazywany funkcj  AND: 

B

A

Y

=

,

 

– sum  logiczn  OR: 

B

A

Y

+

=

– negacj  argumentu NOT: 

A

Y

.

 

W praktyce wygodnie jest wprowadzi  równie  funkcje realizuj ce zło enie funkcji AND z NOT oraz OR z NOT 
– negacja iloczynu NAND: 

B

A

Y

=

,

 

– negacja sumy NOR: 

B

A

Y

+

=

.

 

Symbole układów elektrycznych (zwanych dalej bramkami) realizuj cych wymienione powy ej funkcje zestawiono 

na  Rys. 1.  Definicje  funkcji  AND,  OR,  NAND  i  NOR  mo na  łatwo  rozszerzy   na  dowoln   liczb   argumentów 

przez zło enie ich z funkcji dwuargumentowych, np. 

A

·

B

·

C

 = (

A

·

B

C

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Rys. 1. Symbole podstawowych bramek logicznych i ich tablice stanów. 

background image

Laboratorium Elektroniki i Miernictwa Instytutu Fizyki PŁ 

2

 

Ze wzgl du na du e znaczenie praktyczne definiuje si  równie  funkcj  nierównowa no ci EX-OR (skrót od 

EXCLUSIVE-OR)  odpowiadaj c   polskiemu  operatorowi  ALBO,  czyli  WYŁ CZNE  LUB,  a  tak e  funkcj  

równowa no ci EX-NOR (pol. ALBO-NIE) okre lon  jako zło enie EX-OR i NOT 
– nierównowa no  EX-OR: 

B

A

B

A

B

A

Y

+

=

=

,

– równowa no  EX-NOR: 

B

A

B

A

B

A

Y

+

=

=

 

 

 

 

 

Rys. 2. Symbole dodatkowych bramek logicznych i ich tablice stanów. 

 

 

Podczas  projektowania  układów  logicznych  najwi ksze  znaczenie  maj   nast puj ce  prawa  algebry  Boole’a: 

przemienno ci,  ł czno ci,  rozdzielno ci  i  De Morgana.  Zauwa my,  e  prawo  rozdzielno ci  sumy  wzgl dem 

iloczynu oraz obydwa prawa De Morgana nie maj  swoich odpowiedników w algebrze liczb rzeczywistych. 

 

Nazwa przekształcenia 

Dla iloczynu logicznego 

Dla sumy logicznej 

Prawa przemienno ci 

A

B

B

A

=

 

A

B

B

A

+

=

+

 

Prawa ł czno ci 

C

B

A

C

B

A

=

)

(

)

(

 

C

B

A

C

B

A

+

+

=

+

+

)

(

)

(

 

Prawa rozdzielno ci 

C

A

B

A

C

B

A

+

=

+

)

(

 

)

(

)

(

C

A

B

A

C

B

A

+

+

=

+

 

Prawa De Morgana 

+

+

=

B

A

B

A

 

=

+

+

B

A

B

A

 

To samo ci podstawowe 

0

0

=

A

 

A

A

=

⋅1

 

A

A

A

=

 

0

=

⋅ A

A

 

1

1

=

+

A

 

A

A

=

+ 0

 

A

A

A

=

+

 

1

=

A

A

 

To samo ci dodatkowe 

A

B)

(A

A

=

+

 

B

A

B

A

A

+

=

+

 

B

B

A

B

A

=

+

+

)

(

)

(

 

A

B

A

A

=

+

 

B

A

B)

A

(

A

=

+

 

B

B

A

B

A

=

+

 

Tabela 1.

 Podstawowe prawa i to samo ci algebry Boole’a. 

 

Posługuj c si  prawami De Morgana mo na stwierdzi ,  e spo ród funktorów realizuj cych podstawowe działania 

logiczne jedynie funktory NAND i NOR s  uniwersalne, tzn. ł cz c funktory tylko jednego z tych dwóch typów 

mo na zrealizowa  dowoln  funkcj  logiczn , w tym tak e pozostałe funkcje elementarne AND, OR, NOT, NAND, 

NOR, EX-OR i EX-NOR. Ograniczenie zbioru funktorów stosowanych do realizacji dowolnej funkcji logicznej ma 

wiele zalet i jest cz sto stosowane w praktyce. 

 

Metoda minimalizacji i syntezy układu kombinacyjnego 

 

Załó my,  e  w  wyniku  analizy  tre ci  zadania  ustalono  nast puj c   tablic   stanów  układu  o  czterech 

wej ciach ABCD i jednym wyj ciu W

 

 

 

 

 

 

 

 

 

– 

 

– 

Tabela 2.

 Zapis funkcji logicznej w postaci tablicy prawdy. Kreskami (–) oznaczono przypadki, w których 

stan logiczny wyj cia nie ma znaczenia. 

background image

Laboratorium Elektroniki i Miernictwa Instytutu Fizyki PŁ 

3

 

Bezpo rednio na podstawie tablicy stanów funkcj  mo na przedstawi  np. w postaci kanonicznej sumy, czyli 

sumy  składników,  z  których  ka dy  stanowi  iloczyn  pełny  wszystkich  zmiennych  wej ciowych  lub  ich  negacji 

i odpowiada innej linii w tabeli prawdy, dla której W = 1 

 

D

C

B

A

D

C

B

A

D

C

B

A

D

C

B

A

D

C

B

A

D

C

B

A

W

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

+

+

+

+

+

=

(1) 

Uproszczenie  powy szej  funkcji  W = f(A,  B,  C,  D)  przy  wykorzystaniu  zasad  algebry  Boole’a  jest  zadaniem 

mudnym a prostota ko cowej postaci zale y od intuicji i szcz cia projektanta. Znacznie efektywniejsza metoda 

wykorzystuje zdolno  ludzi do rozpoznawania geometrycznych wzorów w tablicy Karnaugha (Rys. 3), która jest 

dwuwymiarow  specyficznie uło on  tablic  stanów wyj ciowych. Stany wej ciowe podane s  na zewn trz tablicy 

i uporz dkowane  zgodnie  z  kodem  Graya,  w  którym  dwa  kolejne  słowa  ró ni   si   dokładnie  jednym  bitem. 
W przypadku  funkcji  trzech  zmiennych  buduje  si   tablic   o  wymiarach  2 

×

 4,  za   dla  dwóch  zmiennych  tablic  

×

 2. Minimalizacja funkcji sprowadza si  do zgrupowaniu s siednich jedynek w prostok tne obszary (Rys. 3.a), 

przy czym liczba pól w danych obszarze musi by  pot g  liczby 2. Przeciwległe kraw dzie tablicy traktuje si  przy 

tym  jak  sklejone  ze  sob .  Aby  otrzyma   najprostsze  rozwi zanie  nale y  zakre li   wszystkie  jedynki  wybieraj c 

mo liwie najmniejsz  liczb  obszarów o maksymalnie du ych rozmiarach. Alternatywnie mo na ł czy  same zera 

(Rys. 3.b). Wybrane pola zawieraj ce stan nieokre lony (–) mo na ł czy  zarówno z jedynkami, jak i zerami. 

 

 

 

 

a)

 

b)

 

Rys. 3.

 Zapis funkcji logicznej danej Tabel  2 w postaci tablicy Karnaugha. 

a)

 minimalizacja funkcji przez 

ł czenie jedynek, 

b)

 minimalizacja funkcji przez ł czenie zer. 

 

Na podstawie tablicy na Rys. 3.a zminimalizowan  funkcj  logiczn  tworzymy jako sum  iloczynów, przy czym 

ka dy  iloczyn  musi  przyjmowa   warto   1  dla  wszystkich  pół  w  danej  grupie.  Przykładowo,  obszar  zakre lony 
poprzez kraw dzie tablicy odpowiada iloczynowi 

D

B

A

 

, gdzie pomini te C nie zachowuje jednego stanu na całym 

obszarze. Dla wszystkich grup otrzymujemy 

 

AC

D

B

A

D

C

A

W

+

+

=

 

(2) 

W przypadku, gdy na tablicy Karnaugha poł czono pola o stanach 0 (Rys. 3.b), funkcj  logiczn  tworzymy jako 

iloczyn sum, z których ka da przyjmuje warto  0 w jednym zakre lonym obszarze 

 

)

)(

(

)

(

C

B

A

D

A

C

A

W

+

+

+

+

=

(3) 

Załó my,  e  funkcj   trzeba  zrealizowa   przy  u yciu  samych  funktorów  NOT  i  NAND.  Funkcj   sumy 

logicznej, wyst puj c  we wzorach (2) i (3), przekształcamy zgodnie z prawami De Morgana 

 

XY

Y

X

=

+

+

,   

Y

X

Y

X

=

+

+

 

(4) 

otrzymuj c ze wzorów (2) i (3) odpowiednio 

 

)

(

)

(

)

(

 

AC

D

B

A

D

C

A

W

=

(5) 

 

)

(

)

(

)

(

C

B

A

D

A

C

A

W

=

(6) 

Wszystkie  działania  wyst puj c  we  wzorze  (5)  mo na  zrealizowa   bezpo rednio  przy  u yciu  zało onych 

funktorów.  We  wzorze  (6)  najbardziej  zewn trzn   funkcj   iloczynu  logicznego  (AND)  trzeba  przedstawi   jako 

zło enie negacji (NOT) i zanegowanego iloczynu (NAND)  

 

( ) ( ) (

)

C

B

A

D

A

C

A

W

=

(7) 

background image

Laboratorium Elektroniki i Miernictwa Instytutu Fizyki PŁ 

4

 

Przebieg pomiaru 

 

Pierwszym  krokiem  powinno  by   opisanie  układu  kombinacyjnego  poprzez  tablic   prawdy  oraz 

zminimalizowan   funkcj   logiczn .  Nast pnie  mo na  przyst pi   do  poł czenia  zaprojektowanego  układu  i 

testowania na stanowisku wyposa onym w nast puj ce moduły: 

a) moduł zadawania stanów logicznych, 

b) moduł zawieraj cy tablic  bramek logicznych, 

c) moduł testera stanów logicznych. 

Odpowied   na  wyj ciach  układu  bada  si   testerem  stanów  kolejno  dla  wszystkich  kombinacji  stanów 

zadawanych na wej ciach. Wyznaczon  do wiadczalnie tablic  stanów porównuje si  z tablic  teoretyczn . 

Moduł  zadawania  stanów  logicznych  składa  si   z  pi ciu  przeł czników  umo liwiaj cych  wybór  stanu 

logicznego 0 albo 1 w gniazdach umieszczonych pod przeł cznikami. W przypadku gdy konieczne jest niezale ne 

zadawanie stanów na wi cej ni  pi ciu wej ciach układu kombinacyjnego, najrzadziej przeł czane wej cia nale y 

podł czy   do  gniazd  o  ustalonym  stanie  0  albo  1  umieszczonych  w  dolnej  cz ci  urz dzenia.  Ponadto  moduł 

zawiera  trzy  generatory  pojedynczego  impulsu  wykorzystywane  tylko  podczas  badania  układów  sekwencyjnych, 

które wykraczaj  poza zakres  wiczenia przewidzianego w niniejszej instrukcji. 

Moduł  bramek  logicznych  zawiera  4  bramki  logiczne  NOT,  8  dwuwej ciowych  bramek  NAND  oraz  8 

trzywej ciowych  bramek  NAND.  Wszystkie  pozostałe  funkcje  logiczne  nale y  realizowa   przez  poł czenia 

dost pnych  bramek  NAND  i  NOT.  Alternatywnie  na  stanowisku  mo e  znajdowa   si   zestaw  bez  bramek  NOT 

zło ony z 12 dwuwej ciowych bramek NAND oraz 8 trzywej ciowych bramek NAND. 

Moduł testera stanów logicznych zawiera 10 niezale nych testerów. Ka dy tester zaopatrzony jest w jedno 

wej cie pomiarowe oraz diody czerwon  i zielon , których zapalenie symbolizuje stan logiczny odpowiednio 1 i 0. 

Jednoczesne  wiecenie diody czerwonej i zielonej oznacza wzbudzenie oscylacji w badanym układzie. Oscylacje 

nie powinny wyst powa  w poprawnie poł czonym układzie kombinacyjnym, zatem ich obecno  wskazuje na bł d 

w  sieci  poł cze .  W  przypadku  gdy  na  wej ciu  pomiarowym  wyst puje  stan  wysokiej  rezystancji  lub 

doprowadzone napi cie wzgl dem masy nie odpowiadaj ce  adnemu stanowi logicznemu obie diody s  zgaszone. 

Wyst pienie  takiego  stanu  przy  wej ciu  pomiarowym  podł czonym  do  wyj cia  bramki  logicznej  lub  modułu 

zadawania stanu wskazuje na brak kontaktu lub awari  przyrz dów. 

 

 

Kolejno  czynno ci 

A. Sprawdzenie prawa De Morgana

 

1.  Wykorzystuj c zanegowane obustronnie prawo De Morgana dla sumy logicznej (Tabela 1) narysowa  schemat 

elektryczny układu realizuj cego funkcj  bramki OR przy wykorzystaniu dost pnych bramek NAND i NOT. 

2.  Poł czy   zaprojektowany  układ,  do  wej   układu  doprowadzi   sygnały  z  modułu  zadawania  stanów,  za  

wyj cie układu poł czy  z próbnikiem stanów. 

3.  Poł czy   z  zasilaczem  wszystkie  moduły  umieszczone  na  statywie.  W  tym  celu  w  skrajnym  prawym  albo 

lewym  module  poł czy   przewodami  lini   masy  (na  dole  modułu)  i  zasilania  +5V  (na  górze)  z  wyj ciem 

zasilacza.  Zasilanie  pozostałych  modułów  realizuje  si   poprzez  poł czenie  analogicznych  linii  w  s siednich 

modułach. 

UWAGA: 

a)  wszystkie  moduły  powinny  by   zasilane  z  wyj cia  zasilacza  zapewniaj cego  stałe  napi cie  +5V 

(gniazda z prawej strony zasilacza). Nie u ywa  wyj  umo liwiaj cych płynn  zmian  napi cia, 

b)  nie wolno ł czy  zasilania +5V do wyj  bramek lub wyj  zadajnika stanów logicznych. 

Nieprzestrzeganie powy szych zalece  grozi uszkodzeniem urz dze .

 

4.  Po  uzyskaniu  zezwolenia  wł czy   zasilacz  i sprawdzi  czy  wiec  si  czerwone diody umieszczone na linii 

+5V. W module testera stanów logicznych wszystkie diody symbolizuj ce stan 0 lub 1 powinny by  zgaszone 

przy rozwartych wej ciach testerów. 

5.  Zadaj c  ró ne  kombinacje  sygnałów  wej ciowych  sporz dzi   tablic   prawdy  układu.  Porówna   tablic  

otrzyman   eksperymentalnie  z  tablic   teoretyczn   dla  bramki  OR  umieszczon   na  Rys. 1.  W  przypadku 

wyst pienia  rozbie no ci  sprawdzi   ponownie  układ.  Je li  próby  usuni cia  rozbie no ci  nie  powiod   si  

zawiadomi  obsług  pracowni.

 

background image

Laboratorium Elektroniki i Miernictwa Instytutu Fizyki PŁ 

5

 

B. Projektowanie i realizacja układu kombinacyjnego

 

1.  W  porozumieniu  z  prowadz cym  zaj cia  wybra   zadania  do  realizacji.  Przykładowe  zadania  zebrano  w 

nast pnym rozdziale. 

2.  Sporz dzi  teoretyczn  tablic  prawdy (patrz przykład w Tabeli 2). Przypadki w których stan logiczny wyj cia 

nie ma znaczenia oznaczy  my lnikiem. 

3.  Podj  prób  minimalizacji funkcji logicznej posługuj c si  tablic  Karnaugha. Rozwa y  przypadek ł czenia 

jedynek (patrz przykład na Rys. 3.a) oraz przypadek ł czenia zer (Rys. 3.b). 

4.  Wykorzystuj c  prawa  algebry  Boole’a  przekształci   zminimalizowan   funkcj   logiczn   tak  by  wyrazi   j  

bezpo rednio  przy  u yciu  funkcji  logicznych  realizowanych  przez  dost pn   na  stanowisku  tablic   bramek 

logicznych  (np.  tablica  zawieraj ca  bramki  NOT  oraz  dwu-  i  trzywej ciowe  bramki  NAND  umo liwia 
skorzystanie wył cznie z funkcji typu  

B

A

⋅  oraz 

C

B

A

. W przypadku gdy rozwi zanie zadania wymaga 

zbudowania układu kombinacyjnego o kilku wyj ciach porówna  funkcje przeł czaj ce dla ka dego z wyj  i 

podj   prób   znalezienia  wspólnych  wyra e ,  które  mo na  wykorzysta   do  dalszego  uproszczenia  układu 

przez u ycie tych samych bramek do realizacji wi cej ni  jednej funkcji. 

5.  Wł czy  zasilacz. 

6.  Poł czy   układ  kombinacyjny  zgodnie  z  funkcjami  zbudowanymi  w  punkcie  4.  Nie  zakłada ,  e 

niepodł czone wej cia bramek posiadaj  pewien ustalony stan logiczny. Najprostsz  metod  ustalenia stanu na 

nadmiarowym  wej ciu  bramki  jest  poł czenie  go  zwork   z  s siednim  u ywanym  wej ciem.  Alternatywnie 

nadmiarowe  wej cie  mo na  poł czy   przewodem  z  modułem  zadawania  stanów  logicznych.  Zmiany  w 

układzie  poł cze   logicznych  mog   by   bezpiecznie  wykonywane  przy  wł czonym  zasilaniu.  Układy 

elektroniczne  s   zabezpieczone  przez  przypadkowymi  bł dnymi  poł czeniami  obejmuj cymi  kilka  wyj  

bramek logicznych lub wyj  modułu zadawania stanów logicznych. 

7.  Sporz dzi  do wiadczaln  tablic  prawdy dla wszystkich wyj  poł czonego układu. 

8.  Sprawdzi   zgodno   tablicy  wykonanej  w  punkcie  7  z  tablic   z  punktu  2.  W  przypadku  stwierdzenia 

rozbie no ci podj  prób  ich wyja nienia i usuni cia przez sprawdzenie luzów w poł czeniach realizowanych 

przy  u yciu  przewodów  i  zworek,  przeanalizowanie  przekształce   wykonanych  w  punktach  3  i  4  oraz 

sprawdzenie poprawno ci poł cze  wykonanych w punkcie 6. Po dokonaniu poprawek sporz dzi  ponownie 

tablic   prawdy  dla  układu  kombinacyjnego.  Je li  próby  usuni cia  rozbie no ci  nie  powiod   si   zawiadomi  

obsług  pracowni. 

9.  Wył czy  zasilanie i narysowa  schemat układu elektrycznego. 

10. Rozł czy  poł czenia. 

 

Propozycje zada  realizowanych przez układ kombinacyjny 

 

Liczba gwiazdek w nawiasach opisuje stopie  trudno ci zadania. Wybór najprostszych zada  mo e uniemo liwi  

otrzymanie maksymalnej oceny. 

1.

 

(*)  Zaprojektowa   i  poł czy   układ  sygnalizuj cy  podzielno   przez  3  liczby  binarnej  trzybitowej. 

W rozwi zaniu zaznaczy  czy liczb  zero uznano za podzieln . 

2.

 

(*)  Zaprojektowa   i  poł czy   układ  realizuj cy  funkcj   czterowej ciowej  bramki  NOR  przy  u yciu  bramek 

NOT i NAND posiadaj cych co najwy ej trzy wej cia. 

3.

 

(*) Zaprojektowa  i poł czy  układ, który na podstawie dwubitowej liczby binarnej steruje linijk  zło on  z 

trzech  diod  wiec cych,  w  taki  sposób,  e  liczba  zał czonych  kolejnych  diod  odpowiada  warto ci  liczby 

binarnej na wej ciu układu. 

4.

 

(**)  Zaprojektowa   i  poł czy   układ  umo liwiaj cy  wł czanie  i  wył czanie  o wietlenia  w  du ym 

pomieszczeniu  z  trzech  ró nych  miejsc,  w  których  zamontowano  pojedyncze  wył czniki.  Układ  powinien 

reagowa  zmian  stanu wyj ciowego na zmian  stanu dowolnego pojedynczego wej cia, czyli powinien bada  

parzysto  bitów (ewentualnie nieparzysto ) trzybitowej liczby binarnej. 

Wskazówka

: w prostszym przypadku 

układu z dwoma wył cznikami zadanie realizuje pojedyncza bramka EX-OR lub EX-NOR przedstawiona na 

Rys. 2. 

5.

 

(**) Zaprojektowa  i poł czy  układ porównuj cy dwie liczby binarne dwubitowe 

BA

 oraz 

DC

 (gdzie 

A

B

C

D

 oznaczaj  poszczególne bity). Układ powinien utrzymywa  stan 1 na wyj ciu dla 

DC

 

 

BA

 oraz stan 0 dla 

DC

 < 

BA

6.

 

(**)  Zaprojektowa   i  poł czy   układ  sygnalizuj cy  stanem  1  na  swoim  wyj ciu  awari   termometru 

kontaktowego  wyposa onego  w  cztery  kontakty 

A

B

C

D

,  które  przy  wzrastaj cej  temperaturze  powinny 

zmienia  swój stan z 0 na 1 w wymienionej kolejno ci. Za awari  nale y uzna  ka dy przypadek niekolejnego 

zał czania kontaktów, tzn. sytuacj  gdy poni ej zał czonego kontaktu pozostaje dowolny rozł czony kontakt.

background image

Laboratorium Elektroniki i Miernictwa Instytutu Fizyki PŁ 

6

 

 

7.

 

(***) Zaprojektowa  i poł czy  układ sterowania suszark  zaopatrzon  w dwa 

grzejniki 

G

1

  i 

G

2

  o  mocy  odpowiednio  4 kW  i  2 kW,  które  mo na  sterowa  

trzema  wył cznikami 

w

1

w

2

  i 

w

3

.  Poło enia  wył czników  pokazane  na 

rysunku  oznaczy   symbolem  0,  a  poło enia  przeciwne  symbolem  1. 

Temperatur  w komorze suszarki mierzy termometr kontaktowy wytwarzaj cy 

cztery sygnały 

A

B

C

 i 

D

, które podczas wzrostu temperatury przechodz  z 0 

na 1 w wymienionej kolejno ci. Oznaczmy przez 

t

i

 temperatur , po osi gni ciu 

której zmienia si  sygnał na wyj ciu 

i

-tego czujnika. Sposób działania układu 

sterowania grzejnikami b dzie nast puj cy: 

t

 < 

t

A

 

–  oba grzejniki wł czone równolegle, 

t

A

 

 

t

 < 

t

B

  –  wł czony grzejnik 

G

1

t

B

 

 

t

 < 

t

C

  –  wł czony grzejnik 

G

2

t

C

 

 

t

 < 

t

D

  –  oba grzejniki wł czone szeregowo, 

t

D

 

 

t

 

–  oba grzejniki wył czone. 

8. 

 

(***) Zaprojektowa  i poł czy  układ, który na podstawie czterobitowej liczby binarnej steruje linijk  zło on  

z czterech diod  wiec cych. Dla warto ci binarnych od 0000 do 0100 (dziesi tnie od 0 do 4) układ powinien 

zał cza   kolejne  diody  w  liczbie  odpowiadaj cej  warto ci  na  wej ciu  układu,  oraz  utrzymywa   wiecenie 

wszystkich diod dla wszystkich warto ci wi kszych od 0100. 

9. 

 

(****)  Zaprojektowa   i  poł czy   układ  jednego  pełnego  sumatora  jednobitowego.  Sumator  oprócz  wej  

dodawanych  bitów 

A

i

  i 

B

i

  powinien  posiada   wej cie 

C

i-1

  przyj cia  przeniesienie  z  poprzedniego  sumatora 

dodaj cego  bity  na  mniej  znacz cej  pozycji  oraz  generowa   wynik  sumowania 

S

i

  i  przeniesienie 

C

i

  dla 

sumatora dodaj cego cyfry na bardziej znacz cej pozycji. 

 

Opracowanie sprawozdania 

 

Sprawozdanie powinno zawiera : 

1.  Stron  tytułow  (wg wzoru). 

2.  Sformułowanie celu  wiczenia. 

3.  Wyka  u ytej aparatury. Dla modułu/modułów bramek logicznych poda  tak e pełn  specyfikacj  dost pnego 

zestawu bramek logicznych (typy bramek, liczba wej , liczba dost pnych bramek). 

4.  Opis przebiegu sprawdzenia prawa De Morgana. 

5.  Tre  zadania, które powinien realizowa  zbudowany układ kombinacyjny. 

6.  Teoretyczne tablice prawdy dla ka dego wyj cia wynikaj ce z analizy tre ci zadania. 

7.  Minimalizacj  funkcji logicznej metod  tablic Karnaugha. 

8.  Wynik  przekształcenia  zminimalizowanych  funkcji  logicznych  do  postaci  mo liwej  do  bezpo redniego 

zrealizowania przy u yciu dost pnych bramek. 

9.  Schemat poł cze  elektrycznych układu kombinacyjnego. 

10. Tablice stanu układu zbadane do wiadczalnie. 

11. Dyskusj   uzyskanych  wyników.  Przedstawi   rezultat  sprawdzenia  zgodno ci  zbudowanego  układu 

kombinacyjnego z teoretyczn  tablic  prawdy. W przypadku wyst pienia rozbie no ci opisa   rodki podj te w 

celu ich usuni cia, znalezione bł dy i uzyskany ostatecznie rezultat. Czy metoda tablic Karnaugha pomogła w 

znalezieniu nieoczywistych mo liwo ci uproszczenia układu? 

 

 

Literatura 

[1] J. Kalisz, 

Podstawy elektroniki cyfrowej

, WKiŁ, Warszawa 2002. 

[2] P. Horowitz, W. Hill, 

Sztuka elektroniki

, WKiŁ, Warszawa 2001, 

[3] U. Tietze, Ch. Schenk, 

Układy półprzewodnikowe

, WNT, Warszawa 1987. 

[4] M. Molski, 

Wst p do techniki cyfrowej

, WKiŁ, Warszawa 1989. 

[5]

 

R.  wirko, M. Rusek, W. Marciniak,  

Układy scalone w pytaniach i odpowiedziach

, WNT, Warszawa, 1987.

 

[6] W. Traczyk, 

Układy cyfrowe. Podstawy teoretyczne i metody syntezy

, WNT, Warszawa 1986. 

[7] P. Misiurewicz, 

Układy automatyki cyfrowej,

 Wydawnictwa Szkolne i Pedagogiczne, Warszawa, 1984. 

[8] A. Rusek, 

Podstawy elektroniki

, cz

 2, Wydawnictwa Szkolne i Pedagogiczne, Warszawa, 1983. 

[9] B. Zbierzchowski, T. Łuba, K. Jasi ski, M. A. Markowski, 

Synteza logiczna w układach programowalnych

Wydawnictwa Politechniki Warszawskiej, Warszawa, 1992.

 

w

1

G

1

4 kW

w

2

G

2

2 kW

w

3

 

Schemat 

do zad. 7