Разработка модели триггерного устройства на базе микросхем типа К564 с последующим использованием выходов (стр. 2 из 4)
Обозначив каждую группу состояний любым номером состояния из группы совместимых состояний (например, номерами первых состояний) и заменяя на них остальные совместимые с ними состояния, получаем конечную сокращённую таблицу переходов.
Сокращённая таблица переходов будет иметь следующий вид:
Таблица 4
| № сост. | С Х1 Х2 | Q1 | |||||||
| 000 | 001 | 010 | 011 | 100 | 101 | 110 | 111 | ||
| 1 | (1) | (1) | (1) | 2 | (1) | (1) | (1) | (1) | 0 |
| 2 | 1 | 1 | 1 | (2) | - | - | - | 10 | |
| 9 | (9) | 10 | 10 | (9) | 1 | - | - | 1 | 1 |
| 10 | 9 | (10) | (10) | 9 | (10) | (10) | (10) | (10) | |
Граф-схема переходов
Граф переходов составляется в соответствии с сокращённой таблицей переходов 4. Из табл. 4 видно, что, находясь в первом состоянии, равным 1, триггер не меняет его, если входной набор СХ1Х2 =000, 001, 010, 100, 101, 110, 111 и меняет на 2 набор при наборах СХ1Х2 =011.
Таким образом, граф-схема переходов имеет вид:
Кодирование внутренних состояний триггера
Для кодирования внутренних состояний табл.5 необходимы две ЭЗЯ с переменными Q1 и Q2, выражающими одновременно внутренние переменные триггерного устройства.
Известно, что когда две (или более) внутренние переменные одновременно изменяются в течение перехода из одного состояния в другое, то говорят, что имеет место состязания между изменяющимися переменными. Если желаемое состояние зависит от последовательности изменений переменных, то имеет место критическое состязание, приводящее к сбоям.
Способ кодирования, устраняющий состязания, называется противогоночным. При соседнем кодировании состояний, состязания всегда отсутствуют. Здесь любые два последовательных состояния кодируются наборами, отличающимися состояниями лишь одной ЭЗЯ.
Проведём соседнее кодирование внутренних состояний так, как показано на графе переходов (в знаменателе).
Обобщённая таблица переходов триггера во времени
Обобщённая таблица переходов составляется с использованием граф-схемы переходов (Табл. 5) имеет вид:
Таблица 5
| № | С | Х1 | Х2 | t | t+1 | hS1 | hR1 | hS2 | hR2 | ||
| Q1 | Q2 | Q1 | Q2 | ||||||||
| 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 1 | - | 1 | - |
| 1 | 0 | 0 | 0 | 0 | 1 | 0 | 0 | 1 | - | 1 | 0 |
| 2 | 0 | 0 | 0 | 1 | 0 | 1 | 0 | - | 1 | 1 | - |
| 3 | 0 | 0 | 0 | 1 | 1 | 1 | 0 | - | 1 | 1 | 0 |
| 4 | 0 | 0 | 1 | 0 | 0 | 0 | 0 | 1 | - | 1 | - |
| 5 | 0 | 0 | 1 | 0 | 1 | 0 | 0 | 1 | - | 1 | 0 |
| 6 | 0 | 0 | 1 | 1 | 0 | 1 | 1 | - | 1 | 0 | 1 |
| 7 | 0 | 0 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | - | 1 | - | 1 |
| 8 | 0 | 1 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 1 | - | 1 | - |
| 9 | 0 | 1 | 0 | 0 | 1 | 0 | 0 | 1 | - | 1 | 0 |
| 10 | 0 | 1 | 0 | 1 | 0 | 1 | 1 | - | 1 | 0 | 1 |
| 11 | 0 | 1 | 0 | 1 | 1 | 1 | 1 | - | 1 | - | 1 |
| 12 | 0 | 1 | 1 | 0 | 0 | 0 | 1 | 1 | - | 0 | 1 |
| 13 | 0 | 1 | 1 | 0 | 1 | 0 | 1 | 1 | - | - | 1 |
| 14 | 0 | 1 | 1 | 1 | 0 | 1 | 0 | - | 1 | 1 | - |
| 15 | 0 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 0 | - | 1 | 1 | 0 |
| 16 | 1 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 1 | - | 1 | - |
| 17 | 1 | 0 | 0 | 0 | 1 | - | - | - | - | - | - |
| 18 | 1 | 0 | 0 | 1 | 0 | 0 | 0 | 1 | 0 | 1 | - |
| 19 | 1 | 0 | 0 | 1 | 1 | 1 | 1 | - | 1 | - | 1 |
| 20 | 1 | 0 | 1 | 0 | 0 | 0 | 0 | 1 | - | 1 | - |
| 21 | 1 | 0 | 1 | 0 | 1 | - | - | - | - | - | - |
| 22 | 1 | 0 | 1 | 1 | 0 | - | - | - | - | - | - |
| 23 | 1 | 0 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | - | 1 | - | 1 |
| 24 | 1 | 1 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 1 | - | 1 | - |
| 25 | 1 | 1 | 0 | 0 | 1 | - | - | - | - | - | - |
| 26 | 1 | 1 | 0 | 1 | 0 | - | - | - | - | - | - |
| 27 | 1 | 1 | 0 | 1 | 1 | 1 | 1 | - | 1 | - | 1 |
| 28 | 1 | 1 | 1 | 0 | 0 | 0 | 0 | 1 | - | 1 | - |
| 29 | 1 | 1 | 1 | 0 | 1 | 1 | 1 | 0 | 1 | - | 1 |
| 30 | 1 | 1 | 1 | 1 | 0 | 0 | 0 | 1 | 0 | 1 | - |
| 31 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | - | 1 | - | 1 |
| Этап абстрактного синтеза | Этап структурного синтеза | ||||||||||
Представлением триггерного устройства обобщённой таблицей переходов во времени заканчивается этап абстрактного синтеза.
Этап структурного синтеза.
Получение и минимизация функций возбуждения ЭЗЯ
Составляем карты Карно для hS1,hR1, hS2,hR2,
| Q1Q2 | h2S | |||||||
| 10 | 1 | 0 | 1 | 0 | - | 1 | - | 1 |
| 11 | 1 | - | 1 | - | - | - | - | - |
| 01 | 1 | 1 | - | 1 | - | - | - | - |
| 00 | 1 | 1 | 0 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 |
| 000 | 001 | 011 | 010 | 110 | 111 | 101 | 100 | cx1x2 |
| Q1Q2 | h1S | |||||||
| 10 | - | - | - | - | - | 1 | - | 1 |
| 11 | - | - | - | - | - | - | - | - |
| 01 | 1 | 1 | 1 | 1 | - | 0 | - | - |
| 00 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 |
| 000 | 001 | 011 | 010 | 110 | 111 | 101 | 100 | cx1x2 |
| Q1Q2 | h2R | |||||||
| 10 | - | 1 | - | 1 | - | - | - | - |
| 11 | 0 | 1 | 0 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 |
| 01 | 0 | 0 | 1 | 0 | - | 1 | - | - |
| 00 | - | - | 1 | - | - | - | - | - |
| 000 | 001 | 011 | 010 | 110 | 111 | 101 | 100 | cx1x2 |
| Q1Q2 | h1R | |||||||
| 10 | 1 | 1 | 1 | 1 | - | 0 | - | 0 |
| 11 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 |
| 01 | - | - | - | - | - | 1 | - | - |
| 00 | - | - | - | - | - | - | - | - |
| 000 | 001 | 011 | 010 | 110 | 111 | 101 | 100 | cx1x2 |
Составление функциональной схемы триггерного устройства
Рис. 2 Структурная схема триггера.
Проектирование печатной платы
Разработанный триггер реализован на микросхемах серии К564. Размеры посадочных мест под данные микросхемы зависят от габаритных и установочных размеров корпусов микросхем. Исходные размеры взяты по ГОСТ 17467-72.
Все использованные микросхемы реализованы в корпусах типа 301ПЛ14, имеющих следующие размеры:
| А | L | a | k | t |
| 6,5 | 19,5 | 5,0 | 3,2 | 2,5 |
Счетчик реализован в корпусе типа 201.16-6
| А | L | a | k | t |
| 6,5 | 19,5 | 5,0 | 3,5 | 2,5 |
Параметры сопряжения микросхем серии К564:
| Параметр | ИС |
| К564 (UCC=5В) | |
| UOL,В | 0,01 |
| UOH,В | 4,99 |
| IIL,мА | 5*10-5 |
| IIH,мкА | 0,05 |
| IOL,мА | 0,01…3 |
| IOH,мкА | 0,01…1,6 |
| UCC,В | 3…15 |
| UIL,В | 1,5 |
| UIH | 3,5 |
Технологическая часть
Общие сведения о системе P-CAD
Система P-CADпредставляет собой интегрированный пакет программ, предназначенный для проектирования многослойных печатных плат (ПП) радиоэлектронных средств (РЭС). Она адаптирована к операционной среде Windows и использует все настройки и возможности последней.
P-CAD включаетвсебяследующиепрограммныемодули: P-CAD Library Executive, P-CAD Schematic, P-CAD PCB, P-CAD Autorouters, Symbol Editor, Pattern Editor, InterPlace PCS, Relay, Signal Integrity.
Утилита Library Executive (Администраторбиблиотек) состоитизпрограммы Library Manager (Менеджербиблиотек), редакторасимволовэлементов Symbol Editor иредакторапосадочныхмест Pattern Editor электрорадиоэлементов (ЭРЭ) наПП.
P-CADSchematic — графический редактор электрических схем. Он предназначен для разработки электрических принципиальных схем и может применяться для создания условных графических обозначений (УГО) отдельных ЭРЭ (файлы с расширением .sch).
P-CADPCB — графический редактор ПП. Предназначен для проектирования конструкторско-технологических параметров ПП. К ним относятся: задание размеров ПП, ширина проводников, величина зазоров, размер контактных площадок, диаметр переходных отверстий (ПО), задание экранных слоев, маркировка, размещения ЭРЭ, неавтоматическая трассировка проводников и формирование управляющих файлов технологическим оборудованием.