Разделы презентаций


Комбинационные асинхронные устройства

Содержание

Лекция 3. Комбинационные асинхронные устройстваКомбинационные схемы:Выходы комбинационных схем зависят только от текущих значений на входах; Другими словами, такие схемы комбинируют текущие значения входных сигналов для получения значения на выходе.

Слайды и текст этой презентации

Слайд 1Лекция 3. Комбинационные асинхронные устройства



Лекция 3. Комбинационные асинхронные устройства

Слайд 2Лекция 3. Комбинационные асинхронные устройства
Комбинационные схемы:

Выходы комбинационных схем зависят только

от текущих значений на входах;
Другими словами, такие схемы комбинируют

текущие значения входных сигналов для получения значения на выходе.
Лекция 3. Комбинационные асинхронные устройстваКомбинационные схемы:Выходы комбинационных схем зависят только от текущих значений на входах; Другими словами,

Слайд 3Лекция 3. Комбинационные асинхронные устройства
Схема является комбинационной, если
она состоит из

соединенных между собой элементов и выполнены
следующие условия:
- Каждый элемент схемы

сам является комбинационным;
- Каждое соединение схемы является или входом, или подсоединено к одному выходу другого элемента схемы;
- Схема не содержит циклических путей: каждый путь в схеме проходит через любое соединение не более одного раза.
Лекция 3. Комбинационные асинхронные устройстваСхема является комбинационной, еслиона состоит из соединенных между собой элементов и выполненыследующие условия:-

Слайд 4Лекция 3. Комбинационные асинхронные устройства
Схема является комбинационной, если
она состоит из

соединенных между собой элементов и выполнены
следующие условия:
- Каждый элемент схемы

сам является комбинационным;
- Каждое соединение схемы является или входом, или подсоединено к одному выходу другого элемента схемы;
- Схема не содержит циклических путей: каждый путь в схеме проходит через любое соединение не более одного раза.
Лекция 3. Комбинационные асинхронные устройстваСхема является комбинационной, еслиона состоит из соединенных между собой элементов и выполненыследующие условия:-

Слайд 5Комбинационные асинхронные устройства
Булевы уравнения и логические устройства

Комбинационные асинхронные устройстваБулевы уравнения и логические устройства

Слайд 6Комбинационные асинхронные устройства
Булевы уравнения и логические устройства

Комбинационные асинхронные устройстваБулевы уравнения и логические устройства

Слайд 7Комбинационные асинхронные устройства
Булевы уравнения и логические устройства

Комбинационные асинхронные устройстваБулевы уравнения и логические устройства

Слайд 8Комбинационные асинхронные устройства
Булевы уравнения и логические устройства

Комбинационные асинхронные устройстваБулевы уравнения и логические устройства

Слайд 9Комбинационные асинхронные устройства
Булевы уравнения и логические устройства

Комбинационные асинхронные устройстваБулевы уравнения и логические устройства

Слайд 10Комбинационные асинхронные устройства
Булевы уравнения и логические устройства
Порядок операций при анализе

булевых уравнений

Инверсия
И
Или

Комбинационные асинхронные устройстваБулевы уравнения и логические устройстваПорядок операций при анализе булевых уравненийИнверсияИИли

Слайд 11Комбинационные асинхронные устройства
Булевы уравнения и логические устройства
Минтерм и Макстерм
Минтерм (minterm,

элементарная конъюнктивная форма) –
это произведение, включающее все входы функции.



Макстерм

(maxterm, элементарная дизъюнктивная форма) –
это сумма всех входов функции.


Комбинационные асинхронные устройстваБулевы уравнения и логические устройстваМинтерм и Макстерм Минтерм (minterm, элементарная конъюнктивная форма) – это произведение,

Слайд 12Комбинационные асинхронные устройства
Булевы уравнения и логические устройства
Дизъюнктивная форма
Таблица истинности для

функции N переменных содержит 2N
строк, по одной для каждой

возможной комбинации значений
входов. Каждой строке в таблице истинности соответствует минтерм, который имеет значение ИСТИНА
Комбинационные асинхронные устройстваБулевы уравнения и логические устройстваДизъюнктивная формаТаблица истинности для функции N переменных содержит 2N строк, по

Слайд 13Комбинационные асинхронные устройства
Булевы уравнения и логические устройства
Дизъюнктивная форма
Просуммировав нужные нам


минтермы, получим логическое
выражение в совершенной
дизъюнктивной
форме.

Комбинационные асинхронные устройстваБулевы уравнения и логические устройстваДизъюнктивная форма Просуммировав нужные нам минтермы, получим логическое выражение в совершенной

Слайд 14Комбинационные асинхронные устройства
Булевы уравнения и логические устройства
Конъюктивная форма
Таблица истинности для

функции N переменных содержит 2N
строк, по одной для каждой

возможной комбинации значений
входов. Каждой строке в таблице
истинности соответствует
макстерм, который имеет
значение ЛОЖЬ
Комбинационные асинхронные устройстваБулевы уравнения и логические устройстваКонъюктивная форма Таблица истинности для функции N переменных содержит 2N строк,

Слайд 15Комбинационные асинхронные устройства
Булевы уравнения и логические устройства
Конъюктивная форма

Перемножив нужные нам

макстермы,
получим логическое выражение в
совершенной конъюктивной форме.

Комбинационные асинхронные устройстваБулевы уравнения и логические устройстваКонъюктивная формаПеремножив нужные нам макстермы, получим логическое выражение в совершенной конъюктивной

Слайд 16Комбинационные асинхронные устройства
Булевы уравнения и логические устройства
Конъюктивная и дизъюнктивная формы

Задача:

написать совершенную дизъюнктивную и
совершенную конъюктивную формы для функции
эквивалентности.

Комбинационные асинхронные устройстваБулевы уравнения и логические устройстваКонъюктивная и дизъюнктивная формыЗадача: написать совершенную дизъюнктивную и совершенную конъюктивную формы

Слайд 17Комбинационные асинхронные устройства
Булевы уравнения и логические устройства
Аксиомы булевой алгебры

Комбинационные асинхронные устройстваБулевы уравнения и логические устройстваАксиомы булевой алгебры

Слайд 18Комбинационные асинхронные устройства
Булевы уравнения и логические устройства
Теоремы булевой алгебры для

одной переменной

Комбинационные асинхронные устройстваБулевы уравнения и логические устройстваТеоремы булевой алгебры для одной переменной

Слайд 19Комбинационные асинхронные устройства
Булевы уравнения и логические устройства
Теоремы булевой алгебры для

одной переменной: схемотехнический эквивалент

Комбинационные асинхронные устройстваБулевы уравнения и логические устройстваТеоремы булевой алгебры для одной переменной: схемотехнический эквивалент

Слайд 20Комбинационные асинхронные устройства
Булевы уравнения и логические устройства
Теоремы булевой алгебры для

одной переменной: схемотехнический эквивалент
Последовательные цепочки инверторов используются
в шинных формирователях


Комбинационные асинхронные устройстваБулевы уравнения и логические устройстваТеоремы булевой алгебры для одной переменной: схемотехнический эквивалентПоследовательные цепочки инверторов используются

Слайд 21Комбинационные асинхронные устройства
Булевы уравнения и логические устройства
Теоремы булевой алгебры для

одной переменной: схемотехнический эквивалент

Комбинационные асинхронные устройстваБулевы уравнения и логические устройстваТеоремы булевой алгебры для одной переменной: схемотехнический эквивалент

Слайд 22Комбинационные асинхронные устройства
Булевы уравнения и логические устройства
Теоремы булевой алгебры для

нескольких переменных

Комбинационные асинхронные устройстваБулевы уравнения и логические устройстваТеоремы булевой алгебры для нескольких переменных

Слайд 23Комбинационные асинхронные устройства
Булевы уравнения и логические устройства
Теорема де Моргана: схемотехнические

эквиваленты

Комбинационные асинхронные устройстваБулевы уравнения и логические устройстваТеорема де Моргана: схемотехнические эквиваленты

Слайд 24Комбинационные асинхронные устройства
Булевы уравнения и логические устройства
Теорема де Моргана: словами
Перемещение

инверсии назад (от выхода) или вперед (от входов) меняет тип

элемента с И на ИЛИ и наоборот;

Перемещение инверсии с выхода назад ко входам приводит к тому, что на всех входах появляется инверсия;

Перемещение инверсии со всех входов элемента к выходу приводит к появлению инверсии на выходе.
Комбинационные асинхронные устройстваБулевы уравнения и логические устройстваТеорема де Моргана: словамиПеремещение инверсии назад (от выхода) или вперед (от

Слайд 25Комбинационные асинхронные устройства
Булевы уравнения и логические устройства
Пример минимизации логического выражения

Комбинационные асинхронные устройстваБулевы уравнения и логические устройстваПример минимизации логического выражения

Слайд 26Комбинационные асинхронные устройства
Булевы уравнения и логические устройства
От логики к логической

схеме
NOTA

NOT(b); MINTERM2 <= A AND NOTB AND NOTC;
NOTC <= NOT(C); MINTERM3 <= A AND NOTB AND C;
Y <= MINTERM1 OR MINTERM2 OR MINTERM3;
Комбинационные асинхронные устройстваБулевы уравнения и логические устройстваОт логики к логической схемеNOTA

Слайд 27Комбинационные асинхронные устройства
Правила рисования логических схем
Входы изображаются на левой (или

верхней) части схемы;
Выходы изображаются на правой (или нижней) части схемы;
Всегда,

когда это возможно, элементы необходимо изображать слева направо;
Проводники лучше изображать прямыми линиями, чем линиями с множеством углов (неровные рваные линии отвлекают внимание: приходится следить за тем, куда ведут провода, а не думать о том, что делает схема);
Проводники всегда должны соединяться в виде буквы «Т»;
Проводники, пересекающиеся без точки, не имеют соединения друг с другом.
Комбинационные асинхронные устройстваПравила рисования логических схемВходы изображаются на левой (или верхней) части схемы;Выходы изображаются на правой (или

Слайд 28Комбинационные асинхронные устройства
Карты Карно
Карты Карно представляют собой наглядный метод для

упрощения булевых уравнений. Карты Карно очень удобны в случаях, когда

уравнение содержит до четырёх переменных. Но, что более важно, они дают понимание сути при работе с логическими выражениями.
Логическая минимизация осуществляется путем склейки термов. Два терма, включающие в себя импликанту P и два логических значения некоторой переменной A, объединяются, при этом переменная A исключается. Карты Карно позволяют легко находить термы, которые можно склеить, располагая их в виде таблицы.
Комбинационные асинхронные устройстваКарты КарноКарты Карно представляют собой наглядный метод для упрощения булевых уравнений. Карты Карно очень удобны

Слайд 29Комбинационные асинхронные устройства
Карты Карно
Таблица истинности и карта Карно для функции

трех переменных. Верхняя строка дает 4 возможных значения для переменных

A и B. Левая колонка дает 2 возможных значения переменной C.
Комбинационные асинхронные устройстваКарты КарноТаблица истинности и карта Карно для функции трех переменных. Верхняя строка дает 4 возможных

Слайд 30Комбинационные асинхронные устройства
Карты Карно
Каждая клетка карты Карно соответствует строке таблицы

истинности и содержит значение функции Y из этой строки.Например, верхняя

левая клетка соответствует первой строке таблицы истинности и показывает, что значение функции Y будет равно 1, когда ABC=000. Как и каждая строка в таблице истинности, каждая клетка карты Карно представляет собой отдельный минтерм.
Комбинационные асинхронные устройстваКарты КарноКаждая клетка карты Карно соответствует строке таблицы истинности и содержит значение функции Y из

Слайд 31Комбинационные асинхронные устройства
Карты Карно
Как и раньше, мы могли бы использовать

булеву алгебру для минимизации:

Карты Карно помогают нам делать это упрощение

графически, обводя единицы в соседних
клетках овалами.
Для каждого овала мы пишем
соответствующую ему
импликанту.
Комбинационные асинхронные устройстваКарты КарноКак и раньше, мы могли бы использовать булеву алгебру для минимизации:Карты Карно помогают нам

Слайд 32Комбинационные асинхронные устройства
Карты Карно
Переменные, для которых прямая и комплементарная формы

попадают в один овал, исключаются из импликанты.

Комбинационные асинхронные устройстваКарты КарноПеременные, для которых прямая и комплементарная формы попадают в один овал, исключаются из импликанты.

Слайд 33Комбинационные асинхронные устройства
Карты Карно
Карты Карно обеспечивают простой визуальный способ минимизации

логических выражений. Просто обведите все прямоугольные блоки с единицами на

карте, используя наименьшее возможное число овалов. Каждый овал должен быть максимально большим. Затем прочитайте все импликанты, которые обведены.
Максимально возможный овал является первичной импликантой.
Комбинационные асинхронные устройстваКарты КарноКарты Карно обеспечивают простой визуальный способ минимизации логических выражений. Просто обведите все прямоугольные блоки

Слайд 34Комбинационные асинхронные устройства
Карты Карно
Правила для нахождения минимального уравнения из карт

Карно: Использовать меньше всего овалов, необходимых для покрытия всех 1;
Все

клетки в каждом овале обязаны содержать 1;
Каждый овал должен охватывать блок, число клеток которого в каждом направлении равно степени двойки (то есть 1, 2 или 4);
Каждый овал должен настолько большим, насколько это возможно;
Овал может связывать края карты Карно;
Единица на карте Карно может быть обведена сколько угодно раз, если это позволяет уменьшить число овалов, которые будут использоваться.
Комбинационные асинхронные устройстваКарты КарноПравила для нахождения минимального уравнения из карт Карно: Использовать меньше всего овалов, необходимых для

Слайд 35Комбинационные асинхронные устройства
Пример разработки
Задача: разработать декодер
семисегментного индикатора.
Декодер получает

на вход четырехбитные
данные D[3:0] и формирует семь выходов для


управления светодиодами для показа цифр
от 0 до 9.
Семь выходов часто называют сегментами
от a до g, или Sa–Sg
Комбинационные асинхронные устройстваПример разработкиЗадача: разработать декодер семисегментного индикатора. Декодер получает на вход четырехбитные данные D[3:0] и формирует

Слайд 36Комбинационные асинхронные устройства
Разработка декодера
Строим таблицу истинности

Комбинационные асинхронные устройстваРазработка декодераСтроим таблицу истинности

Слайд 37Комбинационные асинхронные устройства
Разработка дешифратора
Каждый из семи выходов является независимой функцией

от четырех переменных. Карты Карно для выходов Sa и Sb:

Комбинационные асинхронные устройстваРазработка дешифратораКаждый из семи выходов является независимой функцией от четырех переменных. Карты Карно для выходов

Слайд 38Комбинационные асинхронные устройства
Разработка декодера
Обводим первичные импликанты и записываем оптимизированные уравнения

Комбинационные асинхронные устройстваРазработка декодераОбводим первичные импликанты и записываем оптимизированные уравнения

Слайд 39Комбинационные асинхронные устройства
Разработка декодера
Остается зарисовать схемы, соответствующие разработанным уравнениям или

VHDL код:
SA

(NOT(D3) AND D2 AND D0) OR
(D3 AND NOT(D2) AND NOT(D1)) OR
(NOT (D2) AND NOT (D1) AND NOT (D0));

SB <= (NOT(D3) AND NOT(D2)) OR
(NOT(D2) AND NOT (D1)) OR
(NOT (D3) AND NOT(D1) AND NOT (D0));
Комбинационные асинхронные устройстваРазработка декодераОстается зарисовать схемы, соответствующие разработанным уравнениям или VHDL код:SA

Слайд 40Комбинационные асинхронные устройства
Мультиплексор
Мультиплексор передает на выход один из нескольких входных сигналов

данных, основываясь на сигнале выбора: Для двухвходового мультиплексора:
Если S =

0, выход Y = D0, Если S = 1, то выход Y = D1. S также называют управляющим сигналом, так как он управляет поведением мультиплексора.
Комбинационные асинхронные устройстваМультиплексорМультиплексор передает на выход один из нескольких входных сигналов  данных, основываясь на сигнале выбора:

Слайд 41Комбинационные асинхронные устройства
Мультиплексор
-- Поведенческое описание на VHDL
process(S, D0, D1)
begin
case S

is
when "0" =>

Y <= D0;
when "1" => Y <= D1;
when others => Y <= "U";
end case;
end process;
-- "U" означает неопределенность

Слайд 42Комбинационные асинхронные устройства
Мультиплексор на четыре входа: варианты

Комбинационные асинхронные устройстваМультиплексор на четыре входа: варианты

Слайд 43Комбинационные асинхронные устройства
Мультиплексор на четыре входа: VHDL- код
library ieee;
use ieee.std_logic_1164.all;
entity

mux4 is
port(a, b, c, d: in std_logic_vector(7 downto 0);
s:

in std_logic_vector(1 downto 0);
x: out std_logic_vector(7 downto 0));
end mux4;
architecture cond_arch of mux4 is
begin
x <= a when (s = "00") else
b when (s = "01") else
c when (s = "10") else
d;
end cond_arch;

-- Конструкция when else должна быть исчерпывающей !
Комбинационные асинхронные устройстваМультиплексор на четыре входа: VHDL- кодlibrary ieee;use ieee.std_logic_1164.all;entity mux4 is port(a, b, c, d: in

Слайд 44Комбинационные асинхронные устройства
Дешифратор
В общем случае у дешифратора имеется N входов

и 2N выходов. Он выдает единицу строго на один из

выходов в зависимости от набора входных значений.
Комбинационные асинхронные устройстваДешифраторВ общем случае у дешифратора имеется N входов и 2N выходов. Он выдает единицу строго

Слайд 45Комбинационные асинхронные устройства
Дешифратор 2 х 4
-- описание на VHDL

Y0

NOT (A0) AND NOT (A1);
Y1

A1 ;
Y2 <= A0 AND NOT (A1);
Y3 <= A0 AND A1 ;
Комбинационные асинхронные устройстваДешифратор 2 х 4-- описание на VHDLY0

Слайд 46Комбинационные асинхронные устройства
Компаратор равенства
выдает один выходной сигнал, показывая, равны ли

А и В (A=B).
Схема компаратора равенства:
-- описание на VHDL
EQUAL

XOR (A0,B0) AND XOR (A1,B1) AND XOR (A2,B2) AND XOR (A3,B3);

EQUAL <= '1' when 'A '= 'B' else '0';

if ('A' = 'B') then EQUAL <= '1'; elsif EQUAL <= '0'; end if;

Комбинационные асинхронные устройстваКомпаратор равенствавыдает один выходной сигнал, показывая, равны ли А и В (A=B).Схема компаратора равенства:-- описание

Слайд 47Комбинационные асинхронные устройства
Однобитный полусумматор
выдает арифметическую сумму двух однобитных данных:

Комбинационные асинхронные устройстваОднобитный полусумматорвыдает арифметическую сумму двух однобитных данных:

Слайд 48Комбинационные асинхронные устройства
Однобитный полный сумматор
выдает арифметическую сумму двух однобитных данных

с переносом от младшего разряда:

Комбинационные асинхронные устройстваОднобитный полный сумматорвыдает арифметическую сумму двух однобитных данных с переносом от младшего разряда:

Слайд 49Комбинационные асинхронные устройства
Сумматор с последовательным переносом
Строится из однобитных полных сумматоров

(в первом разряде- однобитный полусумматор)

Комбинационные асинхронные устройстваСумматор с последовательным переносомСтроится из однобитных полных сумматоров (в первом разряде- однобитный полусумматор)

Слайд 50Cпасибо за внимание!

Cпасибо за внимание!

Обратная связь

Если не удалось найти и скачать доклад-презентацию, Вы можете заказать его на нашем сайте. Мы постараемся найти нужный Вам материал и отправим по электронной почте. Не стесняйтесь обращаться к нам, если у вас возникли вопросы или пожелания:

Email: Нажмите что бы посмотреть 

Что такое TheSlide.ru?

Это сайт презентации, докладов, проектов в PowerPoint. Здесь удобно  хранить и делиться своими презентациями с другими пользователями.


Для правообладателей

Яндекс.Метрика