|
Laboratorium Elektroniki |
|
|
Ukady logiczne cz.1- dekodery, translatory |
|
1. Wstp
Celem wiczenia jest zapoznanie si z podstawowymi ukadami logicznymi, budow oraz prostymi funkcjami logicznymi realizowanymi na bramkach logicznych. Ostatnim zadaniem jest zrealizowanie sumatora 3-bitowego z przeniesieniem.
2. Obliczenia projektowe.
Aby zrealizowa ukad realizujcy translator kodu BCD na kod Gray'a naley stworzy tablice Karnaugh, ktre odpowiadaj dziaaniom wykonywanym w translatorze:
X=A Y=(A*B)+(B*A)
AB CD |
00 |
01 |
11 |
10 |
|
|
AB CD |
00 |
01 |
11 |
10 |
00 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|
|
00 |
0 |
0 |
0 |
0 |
01 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|
|
01 |
1 |
1 |
1 |
1 |
11 |
1 |
1 |
1 |
1 |
|
|
11 |
0 |
0 |
0 |
0 |
10 |
1 |
1 |
1 |
1 |
|
|
10 |
1 |
1 |
1 |
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
AB CD |
00 |
01 |
11 |
10 |
|
|
AB CD |
00 |
01 |
11 |
10 |
00 |
0 |
0 |
1 |
1 |
|
|
00 |
0 |
1 |
0 |
1 |
01 |
1 |
1 |
0 |
0 |
|
|
01 |
0 |
1 |
0 |
1 |
11 |
1 |
1 |
0 |
0 |
|
|
11 |
0 |
1 |
0 |
1 |
10 |
0 |
0 |
1 |
1 |
|
|
10 |
0 |
1 |
0 |
1 |
W=(C*B)+(B*C) Z=(C*D)+(D*C)
Funkcj przeczajc, zapisan w kanonicznej formie sumacyjnej, oznacza si w siatce Karnaugh przez wpisywanie cyfry 1 w kratach odpowiadajcych wszystkim penym iloczynem sumy. Kratki nie zajte oznacza si cyfr 0 lub pozostawia si puste. Jeeli dana funkcja jest funkcj niezupen, to iloczyny pene nalece do zbioru D oznacza si w siatce Karnaugh symbolami ,,"'', ,,'',,-'', ,,d''.
Waciwy proces minimalizacji polega na ,,sklejaniu'' ssiedniobocznych kratek oznaczonych symbolem ,,1'' lub ,,-'' w moliwie najwiksze pola prostoktne, zawierajce 2k kratek (k=1,2,...). Pola takie, ktre obwodzi si lini cig, reprezentuj implikatory proste. Oglnie na siatce Karnaugh implikat prosty okrela si jako zgrupowanie kratek, ktre nie moe by wczone w caoci do jeszcze wikszego zgrupowania. 3.Przebieg wiczenia.
A. Badanie bramki logicznej NAND.
Tabela prawdy:
A |
B |
X |
0 |
0 |
1 |
1 |
0 |
1 |
0 |
1 |
1 |
1 |
1 |
0 |
B. Badanie ukadu z funkcj logiczn AB+CD=Y.
A |
B |
C |
D |
Y |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
1 |
0 |
0 |
0 |
1 |
1 |
1 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
1 |
0 |
1 |
0 |
1 |
1 |
0 |
1 |
1 |
1 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
1 |
1 |
0 |
0 |
1 |
1 |
0 |
1 |
0 |
1 |
1 |
1 |
1 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
1 |
1 |
0 |
1 |
0 |
1 |
1 |
0 |
0 |
1 |
1 |
1 |
0 |
1 |
1 |
1 |
1 |
0 |
C. Badanie translatora kodu BCD na kod Gray'a.
BCD GRAY'A
A |
B |
C |
D |
X |
Y |
W |
Z |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
1 |
1 |
0 |
0 |
1 |
1 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
1 |
1 |
0 |
0 |
1 |
0 |
1 |
0 |
1 |
1 |
1 |
0 |
1 |
1 |
0 |
0 |
1 |
0 |
1 |
0 |
1 |
1 |
1 |
0 |
1 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
1 |
1 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
1 |
1 |
1 |
0 |
1 |
1 |
0 |
1 |
0 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
0 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
0 |
1 |
1 |
0 |
0 |
1 |
0 |
1 |
0 |
1 |
1 |
0 |
1 |
1 |
0 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
0 |
1 |
1 |
0 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
0 |
0 |
0 |
D. Realizacja ukadu sumatora 3-bitowego z przeniesieniem.
Przykad:
101 + 111 = 0011
4.Wnioski.
Bramka logiczna jest najprostszym ukadem kombinacyjnym. Ukady kombinacyjne realizuj funkcje logiczne; warto zmiennej wyjciowej zaley w nich wycznie od aktualnej kombinacji zmiennych wejciowych.
wiczenie to, pozwolio nam pozna idee elementw logicznych, a take realizowanie dziaa arytmetycznych takich jak: dodawanie, odejmowanie, mnoenie, dzielenie. Tablice Karnaugh'a pozwalaj na minimalizacj iloci operacji i lepszej przejrzystoci schematw.
Translator jest specyficznym blokiem funkcjonalnym, ktrego zadaniem jest przetwarzanie informacji dyskretnej (tzw. mikrooperacji). Charakteryzuj go cztery rodzaje wej i wyj:
- wejcia informacyjne,
- wejcia sterujce,
- wyjcia informacyjne,
- wyjcia sygnalizacyjne.
Sowa wejciowe reprezentuj pewn informacj dyskretn. Informacja ta moe mie charakter np.: liczby, znak alfanumeryczny (litera, cyfra, itp.), pewna inna wielko nie numeryczna np. kolor wiata na skrzyowaniu ulicznym. W naszym wiczeniu translator suy do zamiany liczby w kodzie dwjkowym BCD na liczb w kodzie Gray'a.
Sumator suy do sumowania dwch liczb n-bitowych z jednobitowym przeniesieniem, dajc w wyniku n-bitow sum i przeniesienie. Zbudowany przez nas sumator 3-bitowy dodawa dwie liczby 3-bitowe w sumie do 15.
Ukady kombinacyjne ze wzgldu na swoje moliwoci szerokie zastosowanie znalazy w ukadach sekwencyjnych i s produkowane w zwartych blokach zwanych mikroprocesorem.