Xreferat.com » Рефераты по схемотехнике » Исследование синхронного сдвигающего регистра на JK-триггере

А сколько
стоит написать твою работу?

цену

Вместе с оценкой стоимости вы получите бесплатно
БОНУС: спец доступ к платной базе работ!

и получить бонус

Спасибо, вам отправлено письмо. Проверьте почту.

Если в течение 5 минут не придет письмо, возможно, допущена ошибка в адресе.

В таком случае, пожалуйста, повторите заявку.

Исследование синхронного сдвигающего регистра на JK-триггере

Внимание, Студент!!! При синтезе ТУ в таблицах внутренних состояний позднее была обнаружена ошибка - два поля были заполнены неверно! Советую вникнуть во всё самому и исправить со всеми вытекающими последствиями(в результате могут измениться уравнения и схема регистра). Мне уже просто лень исправлять т.к. всё равно работу сдал


Содержание:


Задание на курсовое проектирование………………………………………………стр.2


Проектирование синхронного сдвигающего регистра на JK-триггере…………..стр.3


Синтез триггерного устройства…………………………………………………….стр.8


ЗАДАНИЕ

На курсовое проектирование по дисциплине «Организация ЭВМ и систем»


Спроектировать схему заказной ИС, выполняющую функцию восьмиразрядного синхронного сдвигающего регистра на JK-триггере.


Синтезировать триггерное устройство в соответствии с выбранным типом триггера.


1.Проектирование синхронного сдвигающего регистра на JK-триггере


Выбор типа выполняемой регистром операции осуществляется с помощью сигналов управления, количество которых определяется по формуле y = ]logK[ , где К – количество выполняемых операций.

В данном случае необходимо обеспечить выполнение двух операций:

  • сдвиг влево на 3 разряда

  • сдвиг вправо на 3 разряда

Следовательно, требуется один управляющий сигнал у.

На каждый из 8 разрядов проектируемого регистра необходимо по одному триггеру.

Описание всего регистра можно свести к описанию поведения одного i-го разряда этого регистра в следствии регулярности его структуры. Состояние этого разряда в последующий момент времени полностью определяется состоянием разрядов i-3 и i+3, а также значением управляющего сигнала у.

При у = 1 выполняется сдвиг влево i-3, а при у = 0 сдвиг вправо i+3.


i-3

i-2

i-1

i

i+3

i+2

i+1


Описание поведения i-го разряда регистра обычно представляется в виде таблицы, в левой части которой расположены все возможные состояния сигналов, влияющие на поведение i-го разряда, а в правой части – состояние i-го разряда после выполнения операции сдвига и тип перехода, который при этом должен осуществить выходной сигнал i-го разряда.

Условные обозначения возможных типов переходов переменной Qi представлены в таблице 1:



Значение в момент времени t


Значение в момент времени t+1


Тип перехода

Условное обозначение перехода Qi

0 0 0 -> 0 0
0 1 0 -> 1
1 0 1 -> 0
1 1 1 -> 1 1

Описание поведения i-го разряда представим в виде таблицы 2:


Номер состояния Моменты времени

Тип перехода

Qi

t

t+1

y

Qi-3

Qi

Qi+3

Qi

1 2 3 4 5 6 7
1 0 0 0 0 0 0
2 0 0 0 1 1
3 0 0 1 0 0
4 0 0 1 1 1 1
5 0 1 0 0 0
6 0 1 0 1 1
7 0 1 1 0 0
8 0 1 1 1 1 1
9 1 0 0 0 0 0
10 1 0 0 1 0 0
11 1 0 1 0 0
12 1 0 1 1 0
13 1 1 0 0 1
14 1 1 0 1 1
15 1 1 1 0 1 1
16 1 1 1 1 1 1

В данной таблице тип перехода Qi определячется значениями Qi в моменты времени t и t+1. Данные таблицы №2 позволяют представить описание работы регистра в виде карты Карно для четырёх переменных:


Qi


у·Qi-3

Qi· Qi+3

00

01

11

10

00

0 0 0

01

0

11

1 1 1

10

1



Поскольку типы переходов выходного сигнала триггера полностью определяются значениями выходных сигналов, то, подставив вместо типов переходов от Qi значения входных сигналов можно построить карту Карно, описывающую логику формирования входных сигналов триггера, который выполняет функции i-го разряда проектируемого регистра согласно таблице 3:


Qi

JKTУ

J K
0 0 X
1 X 0
1 X
X 1

Использование различных типов триггеров приводит к формированию отличающихся друг от друга карт Карно, описывающих входные сигналы этих триггеров. В нашем случае рассмотрим схемную реализацию на базе JK-триггерного устройства. В результате замены типов переходов Qi на соответствующие значения входных сигналов получаем карты Карно, описывающие поведение входных сигналов JK-триггера.


Ji


у·Qi-3

Qi· Qi+3

00

01

11

10

00

0 0

1

0

01

1

1

1

0

11

X

X

X

X

10

X X

X

X



Ki


у·Qi-3

Qi· Qi+3

00

01

11

10

00

X

X

X

X

01

X X X

X

11

0 0 0

1

10

1

1

0

1


_

Ji = y · Qi+3 + y · Qi-3

__ _ __

Ki = y · Qi-3 + y · Qi+3

_ ___ _ ___

Ji+Ki = y · Qi+3 + y · Qi-3 + y · Qi-3 + y · Qi+3 = 1



Переводим Ji = y · Qi+3 · y · Qi-3


__ _ ___

Ki = y · Qi-3 · y · Qi+3

_

Ki = Ji


Схема имеет вид:



Чтобы получить выражение, описывающее логику формирования сигналов на входе триггера, используем уравнение: Ji = y · Qi+3 + y · Qi-3 , где i = 1..8, причем если результат подстановки i окажется меньше или равным нулю, то к результату следует прибавить максимальное (в данном случае 8) количество разрядов в проектируемом регистре, если же результат окажется больше максимального количества разрядов (т.е. 8), то из него следует вычесть это максимальное число.

_

J1 = y·Q4 + y·Q6

J2 = y·Q5 + y·Q7

J3 = y·Q6 + y·Q8

J4 = y·Q7 + y·Q1

J5 = y·Q8 + y·Q2

J6 = y·Q1 + y·Q3

J7 = y·Q2 + y·Q4

J8 = y·Q3 + y·Q5


Схема сдвигающего регистра, построенного по полученным выражениям выглядит следующим образом:



2.Синтез триггерного устройства.


Исходными данными для проектирования являются функция внешних переходов триггера и условия переключения выходного сигнала триггера по отношению к синхросигналу С.


Таблица внешних переходов JK-триггера:


K J Q

Qn+1

Qi

0 0 0 0 0
0 0 1 1 1
0 1 0 1
0 1 1 1 1
1 0 0 0 0
1 0 1 0
1 1 0 X X
1 1 1 X X

Определим ограничения на изменения входных сигналов С, J, K.

  • при изменении С, сигналы J и K не должны меняться

  • при С=1, сигналы J и K не могут изменяться одновременно

  • при С=0, никакие ограничения на изменение J и K не накладываются

  • одновременное изменение С, J и K не допустимо.


Описание работы триггера представим в виде таблицы внутренних состояний JK-триггера:


№ состояния Состояния входных сигналов C, J, K Q

000

001

011

010

110

111

101

100

0

1

(1) 2 3 4 - - - 8 0

2

1 (2) 3 4 - - 7 - 0

3

1 2 (3) 4 - 6 - - 0

4

1 2 3 (4) 5 - - - 0

5

- - - 4 (5) - - - 0

6

- - 3 - - (6) - - 0

7

1 2 - - - - (7) - 0

8

1 - - - - - - (8) 0

9

(9) 10 11 12 - - - 16 1

10

9 (10) 11 12 - - 15 - 1

11

9 10 (11) 12 - 14 - - 1

12

9 10 11 (12) 13 - - - 1

13

- - - 12 (13) - - - 1

14

- - 3 - - (14) - - 1

15

- 10 - - - - (15) - 1

16

1 - - - - - - (16) 1

Минимизированная таблица внутренних состояний и переходов JK-триггера:


№ состояния Состояния входных сигналов C, J, K Q

000

001

011

010

110

111

101

100


1,2,3,4,7,8

(1) (2) (3) (4) 5 6 (7) (8) 0

5,6

- - 3 4 (5) (6) - - 0

9,10,11,12,13,16

(9) (10) (11) (12) (13) 14 15 (16) 1

14,15

- 2 3 - - (14) (15) - 1


Повторно минимизированная таблица внутренних состояний и переходов JK-триггера имеет вид:


№ состояния Состояния входных сигналов C, J, K Q

000

001

011

010

110

111

101

100


1

(1) (1) (1) (1) 2 2 (1) (1) 0

2

- - 3 3 (2) (2) - - 0

3

(3) (3) (3) (3) (3) 4 4 (3) 1

4

- 1 1 - - (4) (4) - 1


В соответствии с графом заполняем двойную карту Карно:



CJK

y1y2

000

001

011

010

110

111

101

100

00

00

00

00

00

01

01

00

00

01

--

--

11

11

01

01

--

--

11

11

11

11

11

11

10

10

11

10

--

00

00

--

--

10

10

--


Отсюда, получаем две карты Карно и уравнения для y1 и y2:


CJK

y1y2

000

001

011

010

110

111

101

100

00

0

0

0

0

0

0

0

0

01

X X

1

1

0

0

X X

11

1

1

1

1

1

1

1

1

10

X

0

0

X X

1

1

X


y1 = y1·y2 + y1·C·K + y2·C·J


CJK

y1y2

000

001

011

010

110

111

101

100

00

0

0

0

0

1

1

0

0

01

X X

1

1

1

1

X X

11

1

1

1

1

1

0

0

1

10

X

0

0

X X

0

0

X

_ _ _ _ _ _

y2 = y1·C·J + y1·y2·J·K + y1·y2·J + y1·J·K


Схема JK-триггерного устройства имеет вид: