Міністерство освіти і науки, молоді та спорту України Ужгородський національний університет Інженерно-технічний факультет Кафедра комп’ютерних систем та мереж Кафедра приладобудування ПОЯСНЮВАЛЬНА ЗАПИСКА до курсового проекту з курсу «Комп'ютерна схемотехніка» на тему: «Проектування комбінаційного цифрового автомату» Студентки: Коваль М.І. ( ) (прізвище та ініціали) Керівник проекту: доц. Лопушанський В.В. ( ) Консультант: доц. Бутурлакін О.П. ( ) Завідувач кафедри приладобудування: __________ (доц.Туряниця І.І.) Ужгород - 2012 Зміст Зміст 3 Вступ 4 1 Аналіз технічного завдання 6 2 Логічне проектування 7 2.1. Визначення ДДНФ та ДКНФ заданої логічної функції 7 2.2. Мінімізація вихідних канонічних форм методом К-карт 8 2.3. Перехід до унітарного базису І-НІ 10 2.4. Побудова та оптимізація структурно-логічної схеми КЦА 11 3 Схемотехнічне проектування 12 3.1. Обґрунтування вибору та призначення серії та типономіналів цифрових інтегральних мікросхем 12 3.2. Розробка та оптимізація принципової електричної схеми 12 4 Оцінка технічних характеристик 15 4.1. Визначення потенціальних логічних рівнів та рівня власного енергоспоживання 15 4.2. Оцінка показників надійності 16 Висновки 19 Перелік посилань 20 Додатки 21 Вступ Метою даного курсового проекту є проектування структурнологічної та принципової електричної схеми комбінаційного цифрового автомату (КЦА). Вхідними даними служить таблиця наборів значень КЦА. Комбінаційний цифровий автомат – це схема, що складається з логічних елементів, яка реалізовує певну логічну функцію чи їх сукупність. Логічний елемент - це електронний пристрій, що реалізує одну з логічних операцій. Логічні елементи являють собою електронні пристрої, у яких оброблювана інформація закодована у вигляді двійкових чисел, відображуваних напругою (сигналом) високого і низького рівня. Комбінаційні схеми – це схеми, логічне значення яких на виході залежить лише від вектора вхідних значень, тобто в пристроях цього типу відсутні зворотні зв’язки. Проектування комбінаційного цифрового автомату включає декілька етапів. Перший етап – опис логічної функції. Логічна функція описує відповідність між вхідним та вихідним векторами значень. Складання таблиці істинності за текстовим описом. Другий етап – запис логічного рівняння у вигляді ДДНФ та ДКНФ заданої логічної функції. Третій етап – мінімізація логічного рівняння. Мінімізація рівняння полягає в зменшенні елементарних логічних операцій, які реалізують логічну функцію. Четвертий етап – подання логічної функції в одному з базисів. На практиці зазвичай обмежуються невеликою кількістю елементарних булевих операцій, тобто подають логічну функцію в одному з базисів (І, АБО, І-НІ, АБО-НІ, та ін.). Система елементарних логічних функцій, які утворюють базис повинна бути функціонально повною, тобто такою, за допомогою якої можна реалізувати любу логічну функцію. П’ятий етап – побудова структурно-логічної схеми КЦА та схемотехнічне проектування. При схемотехнічному проектування потрібно врахувати всі особливості конструйованого пристрою для того, щоб правильно обрати типи та номінали мікросхем. Кількість мікросхем повинна бути мінімальною. Ця обставина накладає обмеження на якість проектування схем, а саме, коефіцієнт використання логічних елементів в корпусах МС не повинен бути низьким. Наприклад, якщо під час проектування використовують мікросхему, що містить три логічні елементи, то оптимальний варіант принципової схеми повинен використовувати всі три ЛЕ. Інколи цією умовою нехтують, враховуючи в першу чергу вимоги технологічного характеру. Не менш важливими є часові характеристики схеми, які залежать від затримок на всіх мікросхемах. Також на даному етапі розробляється та оптимізується принципова електрична схема. Шостий етап – це етап, на якому визначаю...