Выбор способа построения двоичного счетчика.

 

Сравнительная таблица способов построения двоичного счетчика представлена в таблице 14.

 

 

Таблица 14.

Способ построения двоичного счетчика	Количество микросхем	Потребляемая мощность	Tпер.С	Tформ.С	Tпер.R	Tформ.R
Двоичный счетчик на базе последовательного счётчика СИС КР1533ИЕ19	6 шт.	148, 5 мВт	[не удовлетворяет ТЗ]	[не удовлетворяет ТЗ]
Двоичный счетчик на базе СИС КР1533ИЕ18	10 шт.	305, 25 мВт
Двоичный счетчик на базе JK-триггеров	12 шт.	161, 7 мВт
Двоичный счетчик на базе D-триггеров	12 шт.	335, 5 мВт

 

Из таблицы 14 видно, что наиболее подходящим по количеству микросхем является двоичный счетчик на базе СИС КР1533ИЕ18.

Вывод: Двоичный счетчик целесообразно строить на базе СИС КР1533ИЕ18.

 

Построение генератора чисел на базе двоичного счетчика и выбор оптимального в соответствии с критерием оптимизации.

Генератор чисел на базе двоичного счетчика с преобразователем кодов на элементах

«И-НЕ».

 

Таблица истинности для преобразователя кодов, реализующего выходные функции ГЧ в зависимости от значений счетчика ГЧ, приведена в таблице 15.

Таблица 15.

№

Q5

Q4

Q3

Q2

Q1

Z1

Z2

Z3

Z4

Z5

Z6

Z7

Z8

Z9

Z10

 

Произведём построение карт Карно и их минимизацию через программу Gorgeous Karnaugh Free:

Получившаяся в результате минимизации булевы функции:

 

 

Переведем функции в базис И-НЕ (Шеффера):

 

 

Для реализации КС используем микросхемы в размере 2шт. КР1533ЛП16, 1шт. КР1533ЛН8, 8шт. КР1533ЛА2, 7шт. КР1533ЛА1, 1шт. КР1533ЛА4 и 2шт. КР1533ЛА3. На незадействованные входы подадим одну из переменных.

Схема ГЧ на базе двоичного счетчика с преобразователем кодов на элементах «И-НЕ» представлена на рис.16.

Рис. 16. Схема ГЧ на базе двоичного счетчика с преобразователем кодов на элементах «И-НЕ».

Нагрузка по току со стороны источника входного сигнала начальной установки:

IiH( R ) = 0, 02мА, IiL( R ) = 0, 1мА.

Нагрузка по току со стороны источника входного сигнала синхроимпульса:

IiH( С ) = 0, 02мА, IiL( С ) = 0, 1мА.

Нагрузка по току со стороны источника входного сигнала логической единицы и логического нуля:

IiH = 0мА, IiL = 0, 1мА.

Нагрузочная способность по току выходов ГЧ:

Io (Z1, Z2, Z3, Z4, Z5, Z6, Z7, Z8, Z9, Z10) = 30 мА.

Потребляемая мощность:

Р = Ucc*(2*Icc(КР1533ИЕ18) + 2*Icc(КР1533ЛН8) + 8*Icc(КР1533ЛА2) + 8*Icc(КР1533ЛА1) + Icc(КР1533ЛА4) + 2*Icc(КР1533ЛА3) + 2*Icc(КР1533ЛП16)) = 5, 5*(2*21+2*12+8*0, 9+8*1, 5+2, 2+2*3+2*10, 6) = 630, 3мВт.

Задержка переключения счетчика (Тпер.С) по входу «С» равна 2*tзд.(КР1533ЛН8) + tзд.(КР1533ИЕ18) от входа «С» к входам «Q» +2*tзд.(КР1533ЛА1) + tзд.(КР1533ЛН8) = 2*7+15+2*11+7 (нс) = 58нс.

Время формирования выходных сигналов счетчика (Тформ.С) по входу «С» равно 2*tзд.(КР1533ЛН8) + tзд.(КР1533ИЕ18) от входа «С» к входам «Q» + tзд.(КР1533ЛА2) + tзд.(КР1533ЛА3) =

2*7+15+12+11 (нс) = 52нс.

Длительность выходных сигналов ГЧ при переключении по входу «С» будет не менее Т - Тформ.С = 80 - 52 (нс) = 28нс.

Задержка переключения счетчика (Тпер.R) по входу «R» равна 2*tзд.(КР1533ЛН8) + tзд.(КР1533ИЕ18) от входа «С» к входам «Q» +2*tзд.(КР1533ЛА1) + tзд.(КР1533ЛН8) = 2*7+15+2*11+7 (нс) = 58нс.

Время формирования выходных сигналов счетчика (Тформ.R) по входу «R» равно 2*tзд.(КР1533ЛН8) + tзд.(КР1533ИЕ18) от входа «С» к входам «Q» + tзд.(КР1533ЛА2) + tзд.(КР1533ЛА3) =

2*7+15+12+11 (нс) = 52нс.

Длительность выходных сигналов ГЧ при переключении по входу «R» будет не менее 1, 5Т-Тформ.R = 120 - 52 (нс) = 68нс.

Поскольку задержка микросхем КР1533ЛА1, КР1533ЛА3 и КР1533ЛА4 меньше задержки микросхемы КР1533ЛА2, задержка этих микросхем не учитывается для общей задержки схемы.

Таким образом, минимальная длительность выходных сигналов ГЧ равна 28нс.

Количество ИМС, использованных в составе схемы ГЧ – 25 шт., а общее количество корпусов, включая фильтрующие конденсаторы и разъем – 52 шт.

Схема удовлетворяет всем требованиям ТЗ.

Генератор чисел на базе двоичного счетчика с преобразователем кодов на «монтажном ИЛИ».

 

Воспользуемся минимизированными выходными функциями ГЧ, полученными ранее в разделе 4.2.2.1.

 

В полученных функциях присутствуют термы с 5-ю переменными. Т.к. микросхем «И-НЕ с открытым коллектором» с количеством термов, равным или больше 5 нету, такую схему построить невозможно.

Генератор чисел на базе двоичного счетчика с преобразователем кодов на элементах «И-ИЛИ-НЕ».

 

В серии К1533 нет элементов «И-ИЛИ-НЕ» с количеством конъюнктивных групп, равным 5, следовательно, синтез такой схемы невозможен.

 

⇐ Предыдущая3456789101112Следующая ⇒

Поделиться: