Реферат : Исследование синхронного сдвигающего регистра на JK-триггере 


Полнотекстовый поиск по базе:

Главная >> Реферат >> Схемотехника


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:

Похожие работы: