🗊Презентация Комбинационные цифровые схемы

Комбинационные цифровые схемы Выполнил: абрамян игорь Кск-1а-15

Цифровая схемотехника существенно отличается от аналоговой. При распространении логических сигналов по цифровой схеме они не затухают. На них до определенного предела не воздействуют шумы и помехи. Это является несомненным преимуществом цифровой схемотехники. В результате возникло большое количество видов цифровых микросхем. Все цифровые устройства разделяются на две большие группы: комбинационные схемы и последовательностные. Цифровая схемотехника существенно отличается от аналоговой. При распространении логических сигналов по цифровой схеме они не затухают. На них до определенного предела не воздействуют шумы и помехи. Это является несомненным преимуществом цифровой схемотехники. В результате возникло большое количество видов цифровых микросхем. Все цифровые устройства разделяются на две большие группы: комбинационные схемы и последовательностные.

Комбинационные схемы Это устройства без памяти, выходные сигналы в которых зависят только от текущей комбинации входных логических сигналов и не зависят от их предыдущих значений.

При проектировании цифрового комбинационного устройства исходное задание обычно описывается при помощи таблицы истинности. По ней с использованием метода СДНФ или СКНФ записываются логические выражения для выходного сигнала. Затем проводится минимизация этих выражений и составляется принципиальная схема разрабатываемого устройства. При проектировании цифрового комбинационного устройства исходное задание обычно описывается при помощи таблицы истинности. По ней с использованием метода СДНФ или СКНФ записываются логические выражения для выходного сигнала. Затем проводится минимизация этих выражений и составляется принципиальная схема разрабатываемого устройства. В настоящее время проектирование цифровой схемы производится на одном из языков программирования схем (AHDL, VHDL или verilog). Наиболее распространенными комбинационными устройствами являются дешифраторы, шифраторы, семисегментные дешифраторы, мультиплексоры и демультиплексоры, арифметические сумматоры и арифметико-логические устройства (АЛУ).

Дешифраторы Предназначаются для преобразования двоичного или двоично-десятичного кода в любой другой код. В качестве отдельных микросхем сейчас дешифраторы практически не применяются. В настоящее время двоичные дешифраторы вместе с мультиплексорами используются в составе микросхем памяти (ОЗУ и ПЗУ) для обращения к конкретной ячейке памяти. Особенностью двоичного дешифратора является то, что логический сигнал появляется только на выходе, соответствующем номеру двоичной комбинации. Условно-графическое обозначение дешифратора приведено на рисунке 3.

Мультиплексоры и демультиплексоры Это различные виды коммутаторов. У мультиплексора много входов и один выход. У демультиплексора один вход и много выходов. И то и другое комбинационное устройство строятся на основе дешифратора. В качестве ключа, пропускающего или не пропускающего на выход логический сигнал применяется логический элемент "2И". Вне зависимости от внутреннего устройства, мультиплексоры имеют одинаковое условно-графическое обозначение. Оно приведено на рисунке 4.

Двоичный сумматор Применяется в составе арифметико-логического устройства (АЛУ), которое является основным блоком микропроцессора, входит в состав диспетчера памяти практически всех современных компьютеров, работает внутри цифровых фильтров. На рисунке 5 приведено условно-графическое обозначение микросхемы К155ИМ3 — четырехразрядного сумматора.

Структурно комбинационная схема (КС) может быть представлена как совокупность элементарных логических схем – логических элементов (ЛЭ). ЛЭ выполняют над входными переменными элементарные логические операции типа И-НЕ, И, ИЛИ, ИЛИ-НЕ и т.д. Число входов логического элемента соответствует числу аргументов воспроизводимой им булевой функции. Графическое изображение комбинационной схемы, при котором показаны связи между различными элементами, а сами элементы представлены условными обозначениями, называется функциональной схемой. Структурно комбинационная схема (КС) может быть представлена как совокупность элементарных логических схем – логических элементов (ЛЭ). ЛЭ выполняют над входными переменными элементарные логические операции типа И-НЕ, И, ИЛИ, ИЛИ-НЕ и т.д. Число входов логического элемента соответствует числу аргументов воспроизводимой им булевой функции. Графическое изображение комбинационной схемы, при котором показаны связи между различными элементами, а сами элементы представлены условными обозначениями, называется функциональной схемой. В ходе разработки комбинационных схем приходится решать задачи анализа и синтеза.

Анализ комбинационной схемы Задача анализа комбинационной схемы состоит в определении статических и динамических свойств комбинационной схемы. В статике определяются булевы функции, реализуемые комбинационной схемой по известной ей структуре.

Синтез комбинационной схемы Задача синтеза комбинационной схемы заключается в построении из заданного набора логических элементов комбинационной схемы, реализующей заданную систему булевых функций. Решение задачи синтеза не является однозначным, можно предложить различные варианты комбинационных схем, реализующих одну и ту же систему булевых функций, но отличающихся по тем или иным параметрам. Разработчик комбинационных схем из этого множества вариантов выбирает один, исходя из дополнительных критериев: минимального количества логических элементов, необходимых для реализации схемы, максимального быстродействия и т.д.

Источники: Цифровая техника в радиосвязи http://digteh.ru Методичкус http://3ys.ru