XIII. szekvenciális hálózatok tervezése 1 1) Tervezzen digitális órához, aszinkron bináris előre számláló ciklus rövidítésével, 6-os számlálót! A megvalósításához negatív élvezérelt T típusú tárolót és NAND kaput használhat. A kimeneteket helyérték sorrendben QA, QB, QC-vel jelölje! Ábrázolja igazságtáblázatban a számlálási állapotokat, határozza meg a tárolók negált aktív szintű törlő (Cl) és beállító (Pr) bemeneteinek minimalizált alakú vezérlési függvényét! Rajzolja meg a számláló logikai vázlatát! 2) Tervezzen Stibitz kód szerint működő, aszinkron decimális előre számlálót! A megvalósításához negatív élvezérelt T típusú tárolót és NAND kaput használhat. A kimeneteket helyérték sorrendben QD, QC, QB QA-vel jelölje! Ábrázolja igazságtáblázatban a számlálási állapotokat, határozza meg a tárolók negált aktív szintű törlő (Cl) és beállító (Pr) bemeneteinek minimalizált alakú vezérlési függvényét! Rajzolja meg a számláló logikai vázlatát! 3) Tervezzen Aiken kód szerint működő, aszinkron decimális hátra számlálót! A megvalósításához negatív élvezérelt T típusú tárolót és NAND kaput használhat! A kimeneteket helyérték sorrendben QA, QB, QC QD-vel jelölje! Ábrázolja igazságtáblázatban a számlálási állapotokat, határozza meg a tárolók negált aktív szintű törlő (Cl) és beállító (Pr) bemeneteinek minimalizált alakú vezérlési függvényét! Rajzolja meg a számláló logikai vázlatát! 4) Módosítsa egy 3 bites, szinkron bináris előre számláló ciklusát úgy, hogy a legnagyobb helyértékű kimenetén 3/5 kitöltési tényezőjű impulzussorozat jelenjen meg! A megvalósításhoz pozitív élvezérelt T típusú tárolót és tetszőleges kapukat használhat! A kimeneteket helyérték sorrendben QA, QB, QC-vel jelölje! Ábrázolja igazságtáblázatban a számlálási állapotokat, határozza meg a tárolók negált aktív szintű törlő (Cl) és beállító (Pr) bemeneteinek minimalizált alakú vezérlési függvényét! Rajzolja meg a számláló logikai vázlatát! Mekkora frekvenciájú órajel esetén lesz a kimeneti impulzussorozat ismétlődési ideje 250 µS? 5) Tervezzen 3 bites szinkron hálózatot 0 1 2 5 6 7 0 1... állapotsorozatra! A megvalósításhoz pozitív élvezérelt JK típusú tárolókat és tetszőleges kapukat használhat! A bináris kimeneteket helyérték sorrendben QA, QB, QC-vel jelölje! Vegye fel a hálózat állapot átmeneti táblázatát és minimalizálja a J és K bemenetek vezérlési függvényeit V_K táblával! Rajzolja meg a hálózat logikai vázlatát! Határozza meg a hálózat működését a nem definiált állapotokban! 6) Tervezzen pozitív élvezérelt JK tárolók és tetszőleges kapuk felhasználásával 3 bites szinkron hálózatot 2 3 7 0 1 2 3... állapotsorozatra! A kimeneteket QC, QB, QA-vel jelölje! Vegye fel a hálózat állapot átmeneti táblázatát és minimalizálja a J és K bemenetek vezérlési függvényeit V_K táblával! Rajzolja meg a hálózat logikai vázlatát! Határozza meg a hálózat működését a nem definiált állapotokban! DIGITÁLIS ELEKTRONIKA
XIII. szekvenciális hálózatok tervezése 2 7) Tervezzen pozitív élvezérelt D tárolók és tetszőleges kapuk felhasználásával 2 bites szinkron hálózatot 0 1 2 3 0 1... állapotsorozatra! A kimeneteket QA, QBvel jelölje! Vegye fel a hálózat állapot átmeneti táblázatát és határozza meg a D bemenetek vezérlési függvényét! Rajzolja meg a hálózat logikai vázlatát! 8) Tervezzen 0 1 3 2 6 7 5 4... (Gray kód) állapotsorozatra 3 bites szinkron hálózatot! A QA=22 helyértéken T típusú, QB=21 helyértéken JK típusú és a QC=20 helyértéken D típusú tárolót használjon! A visszacsatoló kombinációs hálózatot tetszőleges kapukból építse meg! Vegye fel a hálózat állapot átmeneti táblázatát és minimalizálja grafikusan a tárolók vezérlési függvényeit! Rajzolja meg a hálózat logikai vázlatát! Rajzolja meg a hálózat ütem diagramját! 9) Tervezzen az adott ütem diagram alapján szinkron hálózatot, pozitív élvezérelt JK tárolók és tetszőleges kapuk felhasználásával. Vegye fel a hálózat állapot átmeneti táblázatát és minimalizálja grafikusan a tárolók vezérlési függvényeit! A QA=22 helyérték. Határozza meg a nem definiált állapotokban a hálózat működését és rajzolja fel a teljes bináris állapot diagrammot! 10) Tervezzen programozható, 4 bites szinkron bináris előre számláló és kapuk felhasználásával hálózatot, mely 2 3 4 5 10 11 12 13 2 3... állapotsorozatot állítja elő. A számlálónak D3, D2, D1, D0 adat, órajellel szinkronizált negált aktív szintű Pl párhuzamos beírás és Cl törlés vezérlő, valamint pozitív élvezérlésű órajel bemenő jelei vannak. A bináris kimenetek jelölése Q3, Q2, Q1 Q0. Ábrázolja igazságtáblázatban a számlálási állapotokat, határozza meg az adat és vezérlő bemenetekre csatlakozó hálózatok függvényeit! Rajzolja meg a teljes kapcsolást! 11) Tervezzen programozható, 4 bites szinkron bináris előre számláló és tetszőleges kapuáramkörök felhasználásával hálózatot, mely 0 1 2 7 8 9 0 1... állapotsorozatot állítja elő. A számlálónak D3, D2, D1, D0 adat, órajellel szinkronizált negált aktív szintű Pl (párhuzamos beírás) és Cl (törlés) vezérlő, valamint pozitív élvezérlésű órajel bemenő jelei vannak. A bináris kimenetek jelölése Q3, Q2, Q1 Q0. Ábrázolja igazságtáblázatban a számlálási állapotokat, határozza meg az adat és vezérlő bemenetekre csatlakozó hálózatok függvényeit! Rajzolja meg a teljes kapcsolást! Határozza meg Q2 kimeneten megjelenő impulzussorozat kitöltési tényezőjét!
***
DIGITÁLIS ELEKTRONIKA
XXVIII. szekvenciális hálózatok tervezése megoldás 1) áll. QA QB QC /ClA B C 0 1 2 3 4 5
2)
3)
4)
0 0 0 0 1 1 1 1
0 0 1 1 0 0 1 1
0 1 0 1 0 1 0 1
1 1 1 1 1 1 0 h
áll. QD QC QB QA /Cl /Pr 0 0 0 0 h 0 0 0 1 h 0 0 1 0 h 0 0 0 1 1 1 1 0 1 0 0 1 2 0 1 0 1 1 3 0 1 1 0 1 4 0 1 1 1 1 5 1 0 0 0 1 6 1 0 0 1 1 7 1 0 1 0 1 8 1 0 1 1 1 9 1 1 0 0 1 1 1 0 1 0 1 1 1 0 h 1 1 1 1 h
Cl D Cl C Pr B Pr A Q D Q C Q A Q D Q C Q A Pr D Pr C Cl B Cl A 1
áll. QA QB QC QD /Cl /Pr 0 0 0 0 0 1 1 0 0 0 1 1 2 0 0 1 0 1 3 0 0 1 1 1 4 0 1 0 0 1 0 1 0 1 h 0 1 1 0 h 0 1 1 1 h 1 0 0 0 h 1 0 0 1 h 1 0 1 0 0 5 1 0 1 1 1 6 1 1 0 0 1 7 1 1 0 1 1 8 1 1 1 0 1 9 1 1 1 1 1 áll. QA 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1
QB 0 0 1 1 0 0 1 1
QC 0 1 0 1 0 1 0 1
Cl A Pr B Cl C Cl D Q A Q B Q D Q A Q B Q D Pr A Cl B Pr C Pr D 1
/Cl h h 1 1 1 1 1 0
Cl A Cl C Q A Q B Q C Q A Q B Q C Pr A Cl B Pr B Pr C 1
TA 5TCLK f CLK
3
5 5 20 kHz TA 250S DIGITÁLIS ELEKTRONIKA
XXVIII. szekvenciális hálózatok tervezése megoldás 5) n. áll. n+1. áll. QA 0 0 0 1 1 1
QB 0 0 1 0 1 1
QC 0 1 0 1 0 1
0 1 1 1 0 0
6)
n. QC 0 0 1 0 0
áll. QB QA 1 0 1 1 1 1 0 0 0 1
1 0 0 1 0 1 1 1 0
7)
n. áll. QA QB 0 0 0 1 1 0 1 1
JA KA JB KB JC KC QA 0 h 0 h 1 h 0 0 h 1 h h 1 0 1 h h 1 1 h 1 h 0 1 h h 1 1 h 0 h 0 1 h 1 h 1 h 1 h 1 0 nem definiált állapotok: 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 1 1 1
QB 0 1 0 1 1 0
QC 1 0 1 0 1 0
DB 1 0 1 0
n+1. QA 0 1 1 0
áll. QB 1 0 1 0
J A Q B
K A Q B Q C
J B Q C J C 1
K B Q A Q C K C 1
0 0 0 1
n+1. áll. JC KC JB KB JA KA QC QB QA 0 h h 0 1 h 0 1 1 1 h h 0 h 0 1 1 1 h 1 h 1 h 1 0 0 0 0 h 0 h 1 h 0 0 1 0 h 1 h h 1 0 1 0 nem definiált állapotok: 0 1 0 1 1 1 0 0 1 0 1 1 1 1 1 0 1 0 0 1 0 1 1 1 0 0 1
DA 0 1 1 0
4
J C Q B Q A
K C 1
J B Q A J A 1
K B Q C K A Q B Q C
D A Q A Q B D B Q B
DIGITÁLIS ELEKTRONIKA
XXVIII. szekvenciális hálózatok tervezése megoldás 5 8) n. áll. n+1. áll. QA QB QC TA JB KB DC QA QB QC TA Q A Q B Q C Q A Q B Q C (Q A Q B )Q C 0 0 0 0 1 1 1 1
9)
n. QA 1 1 1 1 0
0 0 1 1 1 1 0 0
0 1 1 0 0 1 1 0
áll. QB QC 1 1 1 0 0 1 0 0 0 0
0 0 1 0 1 0 0 1 1
0 0 0 1 0 0 0 1
0 1 h h h h 0 0
h h 0 0 0 1 h h
1 1 0 0 1 1 0 0
0 0 0 1 1 1 1 0
0 1 1 1 1 0 0 0
1 1 0 0 1 1 0 0
J B Q A Q C K B Q A Q C D C Q A Q B Q A Q B Q A Q B
n+1. áll. JA KA JB KB JC KC QA QB QC h 0 h 0 h 1 1 1 0 h 0 h 1 1 h 1 0 1 h 0 0 h h 1 1 0 0 h 1 0 h 0 h 0 0 0 1 h 1 h 1 h 1 1 1 nem definiált állapotok: 1 0 1 0 1 1 1 1 0 1 0 1 1 1 1 1 0 1 1 0 1 0 1 1 1 1 0
J A 1
K A Q B Q C Q B Q C
J B Q A J C Q A Q B
K B Q C K C 1
DIGITÁLIS ELEKTRONIKA
XXVIII. szekvenciális hálózatok tervezése megoldás 10) áll. Q3 Q2 Q1 Q0 /Ld 0 0 0 0 h Ld Q 2 Q 0 Q 2 Q 0 0 0 0 1 h 2 3 4 5 10 11 12 13 -
11)
0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1
0 0 1 1 1 1 0 0 0 0 1 1 1 1
1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1
0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1
áll. Q3 Q2 Q1 Q0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 1 2 0 0 1 0 0 0 1 1 0 1 0 0 0 1 0 1 0 1 1 0 7 0 1 1 1 8 1 0 0 0 9 1 0 0 1 1 0 1 0 1 0 1 1 1 1 0 0 1 1 0 1 1 1 1 0 1 1 1 1
1 1 1 0 h h h h 1 1 1 0 h h
/Ld 1 1 0 h h h h 1 1 1 h h h h h h
D 3 D 2 D1D 0 1010(5nél) D 3 D 2 D1D 0 0010(13nál) D 2 D 0 0 D1 1 D 3 Q 3
/Cl 1 1 1 h h h h 1 1 0 h h h h h h
Ld Q1 Q 0 Q1 Q 0 ClQ 3 Q 0 Q 3 Q 0 D 3 D 2 D1D 0 0111(2nél) D 2 D1 D 0 1 D 3 0
1 K Q 3 16,66% 6
***
DIGITÁLIS ELEKTRONIKA
6
