Разработка принципиальной схемы преобразователя кодов

n="justify">      Структурная схема преобразователя кодов состоит из:

      - четырех входов X₀ , X₁ , X₂ , X₃, на которые подается десятичный код для последующего преобразования в двоичный код;

      - преобразователя кода (ПК), который выполняет функцию преобразования информации из десятичного кода в двоичный;

      - восьми выходов Y₀, Y₁, Y₂, Y₃, Y₄, Y₅, Y₆, Y₇;

      - трех индикаторов свойств, которые подключены соответственно к входам и выходам. 

 

Рис. 1. Структурная  схема преобразователя кодов

2. РАЗРАБОТКА  И ОБОСНОВАНИЕ ПРИНЦИПИАЛЬНОЙ

СХЕМЫ УСТРОЙСТВА 

     2.1. Выбор и обоснование элементной базы и серии интегральных микросхем 

     Элементная  база устройства построена на микросхеме 74 серии. Принципиальная схема устройства для выходов включает в себя микросхемы этой серии: 

     Рис. 2. Микросхема с четырьмя логическими элементами 2И-НЕ 

      Микросхема 7400 содержит четыре отдельных логических элемента И-НЕ с двумя входами  на каждом. Все четыре элемента И-НЕ можно использовать независимо друг от друга. При подаче напряжения низкого уровня на один или оба входа каждого элемента на выходе устанавливается напряжение высокого уровня. Применяется при реализации логических функций И, И-НЕ, инвертировании сигналов, сопряжении схем КМОП со схемами ТТЛ.

      Максимальное  входное напряжение равно 15 В. Время задержки прохождения сигнала 10 нс, а ток потребления равен 2 мА.

 

       2.2. Принципиальная схема и анализ ее функционирования 

     На  основании задания на курсовое проектирование составляем таблицу истинности для преобразования шестнадцатеричного кода в двоичный (табл. 1). 

Таблица 1

 

     На  основании таблицы 1 выполним построение карт Карно для каждого из выходов проектируемого цифрового устройства. 
 
 
 

     Для выхода карта Карно представлена таблицей 2. После минимизации с помощью карты Карно получим следующее выражение:

. 

Переведем полученное выражение в базис И-НЕ и представим его в виде  принципиальной схемы (рис. 3). 
 
 
 
 
 

                                                        Таблица 2 

 

 

Рис. 3. Принципиальная схема устройства для выхода

 

     Для выхода карта Карно представлена таблицей 3. После минимизации с помощью карты Карно получим следующее выражение: 

. 

     Переведем полученное выражение в базис  И-НЕ и представим его в виде принципиальной схемы (рис. 4).

                                                        Таблица 3 

 

Рис. 4. Принципиальная схема устройства для выхода

 
 
 

     Для выхода карта Карно представлена таблицей 4. После минимизации с помощью карты Карно получим следующее выражение: 

. 

     Переведем полученное выражение в базис И-НЕ и представим его в виде принципиальной схемы (рис. 5). 

                                                        Таблица 4 

 

 

Рис. 5. Принципиальная схема устройства для выхода

 

     Для выхода карта Карно представлена таблицей 5. После минимизации с помощью карты Карно получим следующее выражение: 

. 

     Переведем полученное выражение в базис  И-НЕ и представим его в виде принципиальной схемы (рис. 6).

                                                        Таблица 5 

 
 

Рис. 6. Принципиальная схема устройства для выхода

 
 
 

     Для выхода карта Карно представлена таблицей 6. После минимизации с помощью карты Карно получим следующее выражение: 

. 

     Переведем полученное выражение в базис  И-НЕ и представим его в виде принципиальной схемы (рис. 7). 
 

                                                        Таблица 6 

 
 

Рис. 7. Принципиальная схема устройства для выхода

 
 
 
 

     Для выхода карта Карно представлена таблицей 7. После минимизации с помощью карты Карно получим следующее выражение: 

. 

     Переведем полученное выражение в базис  И-НЕ и представим его в виде    принципиальной схемы (рис. 8). 

                                                        Таблица 7 

 

Рис. 8. Принципиальная схема устройства для выхода

 

     Для выхода карта Карно представлена таблицей 8. После минимизации с помощью карты Карно получим следующее выражение: 

. 

Переведем полученное выражение в базис И-НЕ и представим его в виде   принципиальной схемы (рис. 9). 

                                                        Таблица 8 

 

 

Рис. 9. Принципиальная схема устройства для выхода

 
 
 
 
 
 
 
 

     Для выхода карта Карно представлена таблицей 9. После минимизации с помощью карты Карно получим следующее выражение: 

. 

     Переведем полученное выражение в базис  И-НЕ и представим его в виде принципиальной схемы (рис. 10). 

                                                        Таблица 9