Проектирование синхронной пересчетной схемы Пересчетная схема реализует следующую последовательность двоичных эквивалентов чисел: 5,4,2,0,7,6,1, (1), в которой предусмотрена возможность реверса, т.е. изменение порядка работы схемы на обратный: 1,6,7,0,2,4,5. (2)
Так как число выполняемых счетчиком операций k=2 (прямой счет и обратный), то в соответствии с с формулой
my=] log k [ (3)
my = ]log 2[ = 1
т.е. требуется одна управляющая переменная. Условимся, что при у=0 счетчик будет вырабатывать последовательность чисел (1), а при у=1 последовательность чисел (2). Описание работы счетчика представим в виде таблицы 1.
Количество разрядов счетчика определяется как
n = ]log (Nmax+1)[, (4)
где Nmax =7 – максимальное число в заданной последовательности. Следовательно, n = ]log (7+1)[=3. Обозначим выходные сигналы каждого разряда счетчика как Q1, Q2, Q3 (Q1- старший разряд, Q3- младший разряд). В столбцах Q1, Q2, Q3 таблицы 1 перечислены разрешенные комбинации выходных сигналов счетчика. Порядок следования этих комбинаций строго определен выражениями (1), (2) и значениями переменной у. В столбцах φQ1, φQ2, φ,Q3 указан тип перехода, который осуществляется каждым разрядом счетчика при соответствующем изменении состояния этого счетчика.
Таблица 1
№ состояния y Q1 Q2 Q3
φQ1
φQ2
φQ3
1 0 1 0 1 1 0 β 2 0 1 0 0 β α 0 3 0 0 1 0 0 β 0 4 0 0 0 0 α α α 5 0 1 1 1 1 1 β 6 0 1 1 0 β β α 7 0 0 0 1 α 0 1 X X X X X X X X 8 1 0 0 1 α α β 9 1 1 1 0 1 1 α 10 1 1 1 1 β β β 11 1 0 0 0 0 α 0 12 1 0 1 0 α β 0 13 1 1 0 0 1 0 α 14 1 1 0 1 β 0 1 X X X X X X X X
Используя карту Карно для четырех переменных, опишем поведение каждого разряда счетчика.
После выполнения операции подстановки в карты Карно значений входных сигналов из таблицы 2 состояние триггеров трех разрядов счетчика будут характеризоваться соответствующими картами Карно для Т-триггера и для JK – триггера.
Функции внешних переходов для Т-триггера и для JK – триггера:
Таблица 2
Проведя склеивание, получим следующие выражения:
Т1= yQ3 \/ y-Q1Q2 \/ -yQ1-Q3 \/ -y-Q1-Q2
T2= -y-Q3 \/ y-Q1 \/ yQ2Q3
T3= Q1Q2 \/ y-Q1Q3 \/ -y-Q1-Q2-Q3 \/ -yQ1Q3 \/ yQ1-Q3
J1= Q3 \/ yQ2 \/ -y-Q2
J2= y-Q1 \/ -y-Q3
J3= Q1Q2 \/ yQ1 \/ -y-Q1-Q2
K1= -y-Q3 \/ yQ3
K2= -y-Q3 \/ yQ3 \/ -Q1
K3= Q2 \/ -yQ1 \/ y-Q1
Преобразуем полученные функции в базис И-НЕ
Проведем оценку сложности комбинационных схем управления в полученных счетчиках. Для счетчика, реализованного на базе JK-триггеров, сложность определяется суммой
S[JK]=1+(1+1)+(2+1)+(1+1+1)+(1+1)+(2+1)+(1+1)+(1+1)+(1+1)+(2+1+1)+(1+1+1)+(2+1)+(1+1)++(1+1)+(2+1)+(1+1)+1+(1+1+1)+1+(2+1)+(1+1)+(1+1+1)=52,
а для счетчика реализованного на базе T – триггеров, составит
S[T]=(1+1)+(1+1+1)+(2+1+1)+(2+1+1)+(1+1+1+1)+(2+1)+(1+1)+(1+1+1)+(1+1+1)+(1+1)+(1+1+1)+(2+1+1+1)+(2+1+1)+(1+1+1)+(1+1+1+1+1)=50
Сравнение оценок сложности схем показывает, что S[JK]>S[T], следовательно, для реализации пересчетной схемы целесообразно выбрать триггер T- типа.
Проектирование триггерных устройств Функцию внешних переходов T-триггера определяет таблица 3.
Таблица 3.
T
Qt
Qt+1
φQi
0 1à 1 1 0 0à 0 0 1 1à 0 β 1 0à 1 α
Условия переключения выходного сигнала триггера по отношению к синхросигналу С: изменение выходного сигнала триггера Q будет происходить при переходе С из 1 в 0, т.е. ............
