Układy cyfrowe

Projekt układu wykrywającego w dowolnie długim ciągu słowa wejściowego sekwencję 1100

Autor: Grzegorz Szczepański

1. Aby zrealizować powyższy układ należy zaprojektować

1. Układ posiadający 4 wejścia q1, q2, q3, q4 który będzie dawał na wyjściu 1 dla q1=1, q2=1, q3=0, q4=0

2. Czterobitowy rejestr przesuwny, który będzie pamiętał 4bity słowa wejściowego i przekazywał je do części układu opisanej w punkcie „a”

3. Połączyć oba układy w funkcjonalną całość i przetestować działanie

2. Realizacja punktu „1a”.

1. Tabela wszystkich możliwych 4 bitowych słów wejściowych i oczekiwane odpowiedzi układu

Wejścia				Wyjście
q1	q2	q3	q4	w
1	0	0	0	0
0	1	0	0	0
0	0	1	0	0
0	0	0	1	0
1	1	0	0	0
1	0	1	0	0
1	0	0	1	0
0	1	1	0	0
0	1	0	1	0
0	0	1	1	1
1	1	1	0	0
1	1	0	1	0
1	0	1	1	0
0	1	1	1	0
1	1	1	1	0

2. Minimalizacja funkcji mającej realizować powyższą tablę

Po minimalizacji funkcji wygląda ona następująco

F(min x,y,w,z) = w * !y * ( !w + z ) * !x

Gdzie x, y, w, z to odpowiednio q1, q2, q3, q4

3. Po sprawdzeniu wszystkich możliwych słów wejściowych i oczekiwanej odpowiedzi układu okazało się, że funkcja realizuję założenia. Następnym krokiem było zaprojektowanie układu który zrealizuje powyższą funkcję. Zaprojektowany układ wygląda następująco.

Układ ten po przetestowaniu daje na wyjściu „1” tylko dla sekwencji „1100” tzn. gdy q4=1, q3=1, q2=0, q1=0. Słowo wejściowe może być dowolnie długie

3. Realizacja punktu „1b”.

1. Czterobitowy rejestr przesuwny został zrealizowany na przerzutnikach typu „D”. Powoduje on przesuwanie sygnału „S” na wyjście „Q” przerzutnika które jest połączone z wejściem „D” następnego przerzutnika. Tak więc kolejne wejścia przerzutników przybierają wartość wyjścia przerzutnika poprzedniego, co powoduje przesuwanie się słowa wejściowego przez cały układ. Słowo wejściowe „S” jest podawane razem z sygnałem CLK na wejście pierwszego przerzutnika

Schemat zaprojektowanego rejestru wygląda następująco:

4. Realizacja punktu „1c”

1. Schemat całego układu.

2. W trakcie testowania nie wykryto żadnych błędów, układ dla dowolnie długiego słowa wejściowego reaguje „1” na wyjściu tylko dla sekwencji „1100”.

2

---