Синтез счетчика по модулю n

АППАРАТНЫЙ И ПРОГРАММНЫЙ ПОДХОДЫ В СИНТЕЗЕ

ЦИФРОВЫХ УСТРОЙСТВ

АППАРАТНЫЙ СИНТЕЗ

Постановка задачи

Требуется создать генератор блока из N 2-разрядных бинарных слов на «твёрдой» логике. Функциональная схема генератора представлена на рис. 1, где n показывает разрядность шины выходных сигналов счетчика.

Счетчик по модулю N определяет длину блока, изменяя собственный состояние на единицу с каждым тактовым импульсом. Счетчик трудится циклами, снабжая тем самым постоянную последовательность блоков. Каждому i-у (i = 0, 1, 2, …, N-1) состоянию счетчика в цикле ставится в соответствие определенное 2-разрядное бинарное слово у1у0. Потому, что разрядность слов не сходится с разрядностью счетчика, в устройство введен преобразователь кода. Последний кроме этого снабжает заданную структуру блока (порядок следования слов в блоке).

Номер варианта определяется двумя последними цифрами m2m1 номера зачетной книжки. В соответствии с вариантом формулируется техническое задание:

— направление счета счетчика обратное (вычитание), в случае если m14 и m2 нечетно. В остальных случаях направление счета прямое (суммирование);

— все КЦУ устройства реализуются в базисе И-НЕ, в случае если m2 четно и в базисе ИЛИ-НЕ, в случае если m2 нечетно:

— структура блока (значения слов в порядке их следования в блоке) определяется методом представления в бинарной совокупности счисления десятичного числа, выбранного из таблицы 1.

Таблица 1. Структура блока

m1 m2

Данные, полученные в следствии выбора варианта, представить в виде таблицы 2, где DEC свидетельствует десятичную совокупность счисления, а BIN – бинарную.

Таблица 2. Данные

Структура блока, DEC
Номер кодового слова в блоке N
Значение кодового слова в блоке, BIN
Базис реализации
Направление счета счетчика

Ответ поставленной задачи

Как видно на рис. 1, счетчик по модулю N есть источником сигналов для преобразователя кода. На этом основании ответ поставленной задачи комфортно провести в следующей последовательности: 1) синтез счетчика по модулю N, 2) синтез преобразователя кода, 3) расчет быстродействия устройства и потребляемой им мощности.

Синтез счетчика по модулю N

Хорошей моделью счетчика с произвольным модулем счета есть автомат Мура (рис. 2), где ЗЭi – i-й запоминающий элемент (триггер), a1, …, an – сигналы управления триггерами, а КЦУ формирует сигналы управления триггерами, в один момент обнаруживая последнее из «разрешенных» состояний автомата. Следовательно, для синтеза счетчика с произвольным модулем счета возможно воспользоваться стандартной методикой синтеза ПЦУ. Но индустрией выпускаются интегральные (в виде микросхемы, чипа) бинарные счетчики, действительно, по модулю 2n. Однако, данный факт упрощает задачу синтеза счетчика по модулю N

Так, синтез счетчика по модулю N

1. Определяется минимально нужное число разрядов базисного счетчика

не сильный = u log2(N) e,

где u х e – мельчайшее целое, не меньшее х.

2. Выбирается серия интегральных схем и в ней микросхема базисного счетчика.

Главным критерием выбора серии в большинстве случаев есть степень полноты ее функционального состава. С данной точки зрения самый приемлема серия интегральных схем широкого применения К155, которая разрешает применять микросхемы электрически совместимых с ней серий К555 и К1533.

При выборе базисного счетчика направляться исходить из-за простоты схемной реализации заданного модуля счета. Так при необходимости применения суммирующего счетчика в зависимости от комплектации серии на момент разработки и требуемого модуля счета возможно выбрать микросхемы К155ИЕ4, К155ИЕ5 (суммирующие счетчики) либо микросхемы К155ИЕ6, К155ИЕ7 (реверсивные счетчики). В первом случае упрощается структура СУНС, а во втором – отпадает сама необходимость ее применения. В случае если же нужен вычитающий счетчик, выбрать направляться микросхемы реверсивного счетчика, потому, что лишь вычитающие счетчики индустрией не выпускаются.

3. В соответствии с заданным модулем счета N для выбранного базисного счетчика устанавливается последовательность смены его состояний. Наряду с этим при суммирующего счетчика в качестве начального состояния выбирается нулевое, а при реверсивного счетчика ввиду отсутствия особых требований начальное состояние направляться выбирать из-за исключения СУНС. Этого возможно добиться посредством сигналов на выходах «?0» и «³15» возможности и счётчика принудительной его установки в требуемое состояние.

4. Проводится анализ СУНС (в данной курсовой работе данный пункт имеет суть лишь при применении суммирующего базисного счетчика) с выводом соответствующей ФАЛ и последующей записью ее в заданном базисе. Наряду с этим направляться основываться на законе трансформации выходных сигналов счетчика.

5. В соответствии с требованиями ЕСКД (приложение 1) вычерчивается структурная схема созданного счетчика, сопровождаемая спецификацией, и приводятся временные диаграммы, отражающие принцип его работы, с указанием на них десятичного номера каждого состояния.

Спецификация – это таблица, в каждой строке которой отражены номер либо номера корпусов микросхем однообразного функционального назначения, их обозначение и количество таковой микросхемы в серии.

Ардуино Леонардо цифровой синтез / Arduino Leonardo Digital Synthesis


Также читать:

Понравилась статья? Поделиться с друзьями: