Разработка принципиальной схемы. Временная диаграмма

Построим принципиальную схему счетчика с помощью графического редактора (Рисунок 4)

Анализируя работу схемы можно заметить, что последнее рабочее состояние счетчика =47, при достижении значения K=48 счетчик сбрасывается в 0 через время t установления в исходное состояние. Таким образом в течение этого времени счетчик находится в запрещенном состоянии.

Как видно из временной диаграммы схема сбрасывается в ноль приблизительно на 9,6-ой микросекунде. Если учесть, что период одного импульса равен 200 нс (или 0,2 мкс), а коэффициент деления 48, то , следовательно, 48-ой импульс приходится на 9,6-ую микросекунду, что и можно наблюдать во временной диаграмме. Это подтверждает правильность примененной схемы.

Временная диаграмма счетчика-делителя с управляемым сбросом

Рисунок 5 - Временная диаграмма счетчика-делителя с управляемым сбросом

Синтез схемы индикации

Семисегментный индикатор и его код

Рисунок 6 - Семисегментный индикатор и его код

Как видно на рисунке 6, сегменты индикатора (светодиоды) обозначены латинскими буквами от a до g. Чтобы зажечь сегмент, нужно подать на его вход логическую единицу. При подаче комбинации из нулей и единиц на входы индикатора, высвечивается определенная цифра. Так формируется семисегментный код, представленный в таблице.

Для синтеза составим таблицу, содержащую входной и выходной код дешифратора:

Входной и выходной код дешифратора семисегментной индикации

Рисунок 7 - Входной и выходной код дешифратора семисегментной индикации

Зарезервируем также комбинацию для буквы «Е», которая будет выводиться на индикаторы в случае ошибки.

Составим карты Карно для каждого сегмента индикации, посчитаем цену по Квайну и посчитаем количество элементов, которые нужно затратить на построение схемы.

00

01

11

10

00

1

0

1

1

01

0

1

1

1

11

1

1

1

1

10

1

1

1

1

Для «а»:

«1»: y=х4+х2+х1х3+

С=1+1+3+4=9

Элементы: 3И - 1шт., 2И - 1 шт., 4ИЛИ - 1шт.

«0»: y=)(+х4)

С=5+5=10

Элементы: 4ИЛИ-2шт., 2И-1шт.

00

01

11

10

00

1

1

1

1

01

1

0

1

0

11

1

1

1

1

10

1

1

1

1

Для «b»:

«1»: y=х2++

С=1+1+3+3=8

Элементы: 2И - 2 шт., 4ИЛИ - 1шт.

«0»: y=)(+х3)

С=5+5=10

Элементы: 4ИЛИ-2шт., 2И-1шт.

00

01

11

10

00

1

1

1

0

01

1

1

1

1

11

1

1

1

1

10

1

1

1

1

Для «с»:

«1»: y=x2+x1++x3

С=1+1+1+1=4

Элементы: 4ИЛИ - 1шт.

«0»: y=)

С=1+1+1+1=4

Элементы: 4ИЛИ - 1шт.

00

01

11

10

00

1

0

1

1

01

0

1

0

1

10

1

1

1

1

11

1

1

1

1

Для «d»:

«1»: Y=x2+x4+ x4+x1x3+

С=4+4+3+3+1=15

Элементы: 2И - 2шт.; 3И - 2шт.; 6ИЛИ - 1шт.

«0»: y=))

)

С=5+5+5=15

Элементы: 4ИЛИ - 3шт.

00

01

11

10

00

1

0

0

1

01

0

0

0

1

11

1

1

1

1

10

1

0

1

1

Для «e»:

«1»: y=x4+x2x1+x2x4+x2+

С=3+3+3+3+4=16

Элементы: 6ИЛИ - 1шт.; 2И - 4шт.; 3И - 1шт.

«0»: y=(x2+(x2+( x1+)

С=3+4+4=11

Элементы:2ИЛИ-1шт, 3ИЛИ-2шт, 3И-1шт

00

01

11

10

00

1

0

0

0

01

1

1

0

1

11

1

1

1

1

10

1

1

1

1

Для «f»:

«1»: y=x2++x1+x1

С=1+2+2+2+3=10

Элементы: 2И - 3шт.; 4ИЛИ - 1шт.

«0»: y=(x2++x1)(x1++x2)(x2+ С=4+4+4=12

Элементы:3ИЛИ-3шт, 3И-1шт

00

01

11

10

00

0

0

1

1

01

1

1

0

1

11

1

1

1

1

10

1

1

1

1

Для «g»:

«1»: Y=x2+x4+x1+

С=1+3+3+3=10

Элементы: 4ИЛИ - 1шт.; 2И - 3шт.

«0»: Y=(x1+x2+x4)(+x2+ +)

С=5+4=9

Элементы: 3ИЛИ - 1шт.; 4ИЛИ - 1шт.; 2И - 1шт.

Общая цена по Квайну для единичного покрытия:

Общая цена по Квайну для нулевого покрытия:

Общая цена получилась большой, а также задействовано много логических элементов. Существует более выгодный и эффективный вариант построения схемы индикации - использование 3 дешифраторов. Интегральная ТТЛ-схема 74247 представляет собой дешифратор-формирователь для преобразования двоично-десятичного кода в семисегментный.

Счётчик 74247

Рисунок 8 - Счётчик 74247

Для осуществления семисегментной индикации в данном случае потребуется системы перехода из двоичного кода в двоично-десятичный. Для этого запишем таблицу переходов, по которой составим карты Карно для реализации системы перевода двоичной последовательности в двоично-десятичный код.

Таблица 1 - Переход из двоичного кода в ДДК

Входы

Выходы

Q6

Q5

Q4

Q3

Q2

Q1

D7

D6

D5

D4

D3

D2

D1

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

1

0

0

0

0

0

1

0

0

0

0

0

0

1

2

0

0

0

0

1

0

0

0

0

0

0

1

0

3

0

0

0

0

1

1

0

0

0

0

0

1

1

4

0

0

0

1

0

0

0

0

0

0

1

0

0

5

0

0

0

1

0

1

0

0

0

0

1

0

1

6

0

0

0

1

1

0

0

0

0

0

1

1

0

7

0

0

0

1

1

1

0

0

0

0

1

1

1

8

0

0

1

0

0

0

0

0

0

1

0

0

0

9

0

0

1

0

0

1

0

0

0

1

0

0

1

10

0

0

1

0

1

0

0

0

1

0

0

0

0

11

0

0

1

0

1

1

0

0

1

0

0

0

1

12

0

0

1

1

0

0

0

0

1

0

0

1

0

13

0

0

1

1

0

1

0

0

1

0

0

1

1

14

0

0

1

1

1

0

0

0

1

0

1

0

0

15

0

1

0

1

1

1

0

0

1

0

1

0

1

16

0

1

0

0

0

0

0

0

1

0

1

1

0

17

0

1

0

0

0

1

0

0

1

0

1

1

1

18

0

1

0

0

1

0

0

0

1

1

0

0

0

19

0

1

0

0

1

1

0

1

1

1

0

0

1

20

0

1

0

1

0

0

0

1

0

0

0

0

0

21

0

1

0

1

0

1

0

1

0

0

0

0

1

22

0

1

0

1

1

0

0

1

0

0

0

1

0

23

0

1

1

1

1

1

0

1

0

0

0

1

1

24

0

1

1

0

0

0

0

1

0

0

1

0

0

25

0

1

1

0

0

1

0

1

0

0

1

0

1

26

0

1

1

0

1

0

0

1

0

0

1

1

0

27

0

1

1

0

1

1

0

1

0

0

1

1

1

28

0

1

1

1

0

0

0

1

0

1

0

0

0

29

0

1

1

1

0

1

0

1

0

1

0

0

1

30

0

1

1

1

1

0

0

1

1

0

0

0

0

31

0

1

1

1

1

1

0

1

1

0

0

0

1

32

1

0

0

0

0

0

0

1

1

0

0

1

0

33

1

0

0

0

0

1

0

1

1

0

0

1

1

34

1

0

0

0

1

0

0

1

1

0

1

0

0

35

1

0

0

0

1

1

0

1

1

0

1

0

1

36

1

0

0

1

0

0

0

1

1

0

1

1

0

37

1

0

0

1

0

1

0

1

1

0

1

1

1

38

1

0

0

1

1

0

0

1

1

1

0

0

0

39

1

0

1

1

1

1

1

0

1

1

0

0

1

40

1

0

1

0

0

0

1

0

0

0

1

0

0

41

1

0

1

0

0

1

1

0

0

0

1

0

1

42

1

0

1

0

1

0

1

0

0

0

0

1

0

43

1

0

1

0

1

1

1

0

0

0

0

1

1

44

1

0

1

1

0

0

1

0

0

0

1

0

0

45

1

0

1

1

0

1

1

0

0

0

1

0

1

46

1

0

1

1

1

0

1

0

0

0

1

1

0

47

1

1

0

1

1

1

1

0

0

0

1

1

1

48

1

1

0

0

0

0

1

0

0

1

0

0

0

Таблица 2 - Карта Карно для D1

Q3 Q2 Q1

Q6 Q5 Q4

000

001

011

010

110

111

101

100

000

0

1

1

0

0

1

1

0

001

0

1

1

0

0

1

1

0

011

0

1

1

0

0

1

1

0

010

0

1

1

0

0

1

1

0

110

0

0

0

0

0

0

0

0

111

0

0

0

0

0

0

0

0

101

0

1

1

0

0

1

1

0

100

0

1

1

0

0

1

1

0

Таблица 3 - Карта Карно для D2

Q3 Q2 Q1

Q6 Q5 Q4

000

001

011

010

110

111

101

100

000

0

0

1

1

1

1

0

0

001

0

0

0

0

0

0

1

1

011

0

0

1

1

0

0

0

0

010

1

1

0

0

1

1

0

0

110

0

0

0

0

0

0

0

0

111

0

0

0

0

0

0

0

0

101

0

0

1

1

1

1

0

0

100

1

1

0

0

0

0

1

1

Таблица 4 - Карта Карно для D3

Q3 Q2 Q1

Q6 Q5 Q4

000

001

011

010

110

111

101

100

000

0

0

0

0

1

1

1

1

001

0

0

0

0

1

1

0

0

011

1

1

0

0

1

1

0

0

010

1

1

0

0

0

0

0

0

110

0

0

0

0

0

0

0

0

111

0

0

0

0

0

0

0

0

101

0

0

0

0

1

1

1

1

100

0

0

1

1

0

0

1

1

Таблица 5 - Карта Карно для D4

Q3 Q2 Q1

Q6 Q5 Q4

000

001

011

010

110

111

101

100

000

0

0

0

0

0

0

0

0

001

1

1

0

0

0

0

0

0

011

0

0

0

0

0

0

1

1

010

0

0

1

1

0

0

0

0

110

1

0

0

0

0

0

0

0

111

0

0

0

0

0

0

0

0

101

0

0

0

0

0

0

0

0

100

0

0

0

0

1

1

0

0

Таблица 6 - Карта Карно для D5

Q3 Q2 Q1

Q6 Q5 Q4

000

001

011

010

110

111

101

100

000

0

0

0

0

0

0

0

0

001

0

0

1

1

1

1

1

1

011

0

0

0

0

1

1

0

0

010

1

1

1

1

0

0

0

0

110

0

0

0

0

0

0

0

0

111

0

0

0

0

0

0

0

0

101

0

0

0

0

0

0

0

0

100

1

1

1

1

1

1

1

1

Таблица 7 - Карта Карно для D6

Q3 Q2 Q1

Q6 Q5 Q4

000

001

011

010

110

111

101

100

000

0

0

0

0

0

0

0

0

001

0

0

0

0

0

0

0

0

011

1

1

1

1

0

0

1

1

010

0

0

0

0

1

1

1

1

110

0

0

0

0

0

0

0

0

111

0

0

0

0

0

0

0

0

101

0

0

0

0

0

0

0

0

100

1

1

1

1

1

1

1

1

Таблица 8 - Карта Карно для D7

Q3 Q2 Q1

Q6 Q5 Q4

000

001

011

010

110

111

101

100

000

0

0

0

0

0

0

0

0

001

0

0

0

0

0

0

0

0

011

0

0

0

0

0

0

0

0

010

0

0

0

0

0

0

0

0

110

1

0

0

0

0

0

0

0

111

0

0

0

0

0

0

0

0

101

1

1

1

1

1

1

1

1

100

0

0

0

0

0

0

0

0

На входы A, B, C, D подается информация с соответствующей схемы. LTN - контроль свечения. BIN - гашение. RBIN - подавление нулей.

Сигналы с выходов OA-OF в инвертированном виде подаются на входы всех восьми индикаторов.

При возбуждении сигналом низкого уровня вход LTN активизирует все выходы от a до g. При подаче такого же возбуждающего сигнала на BIN обеспечивается появление высоких уровней на всех выходах, что вызывает сброс прежних показаний индикатора. При возбуждении сигналом низкого уровня входов RBIN сброс индикатора осуществляется только в том случае, если на нем высвечены нули.

 
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   Скачать   След >