CIT Kombinační obvody Díl V.

Prezentace na téma: "CIT Kombinační obvody Díl V."— Transkript prezentace:

1 CIT Kombinační obvody Díl V

2 Číslicová technika Téma: Kombinační obvody (5) Předmět: CIT Ročník: 2
Autor: Juránek Leoš Ing. Škola: SŠE Frenštát p.R. Počet: 25 snímků Verze:

3 Obsah „Kombinační obvody“
Nová kapitola Syntéza kombinačních obvodů Kombinační obvod Dekodér, kodér Multiplexer Demultiplexor Komparátor Sčítačka Hlídání a generování parity

4  Pojmy k zapamatování Kombinační obvod, dekodér (binární kód - 7 segmentů , 1 z N) , kodér, multiplexer, demultiplexer, sčítačka, komparátor, generátor parity.

5 Syntéza kombinačních obvodů
Slovní zadání Definování vstupních a výstupních logických proměnných Popis logických funkcí pomocí pravdivostní tabulky. Minimalizace logické funkce. Obvodová realizace pomocí elektronických nebo reléových obvodů. 5 Next: Problémový příklad

6 Signalizace výšky hladiny
Problémový příklad Signalizace výšky hladiny Výška hladiny je snímána třemi senzory SH – horní senzor SP – prostřední senzor SD – dolní senzor Senzor dává log 1 pokud je zaplaven vodou. 6 Next: Funkce Y1

7 Signalizace výšky hladiny
Problémový příklad Y1=1 V nádrži poklesla voda pod dolní senzor, horní a prostřední indikuje stav bez vody. SH SP SD 7 Next: Funkce Y4

8 Všechny tři senzory indikují vodu.
Signalizace výšky hladiny Problémový příklad Y4=1 Všechny tři senzory indikují vodu. SH SP SD 8 Next: Funkce Y2

9 Hladina je mezi dolním a prostředním senzorem.
Signalizace výšky hladiny Problémový příklad Y2=1 Hladina je mezi dolním a prostředním senzorem. SH SP SD 9 Next: Funkce Y3

10 Hladina je mezi prostředním a horním senzorem.
Signalizace výšky hladiny Problémový příklad Y3=1 Hladina je mezi prostředním a horním senzorem. SH SP SD 10 Next: Funkce Ye

11 Horní senzor indikuje vodu a senzory níže položené nikoliv nebo
Signalizace výšky hladiny Problémový příklad Ye=1 Horní senzor indikuje vodu a senzory níže položené nikoliv nebo prostřední senzor indikuje vodu spodní nikoliv nebo horní senzor a spodní senzor indikuje vodu prostřední nikoliv. ... 11 Next: Black box

12 Next: Pravdivostní tabulka
Signalizace výšky hladiny Problémový příklad Úkol: nalezněte zapojení černé skříňky SH Černá skříňka ? Plná Y4 SP Skoro plná Y3 SD Skoro prázdná Y2 Prázdná Y1 Chyba Ye 12 Next: Pravdivostní tabulka

13 Next: Karnaughovy mapy
Signalizace výšky hladiny Problémový příklad Pravdivostní tabulka Vstup SH SP SD 1 Y1 1 Y2 1 Y3 1 Y3 1 Ye 1 13 Next: Karnaughovy mapy

14 Next: Minimalizované funkce
Signalizace výšky hladiny Problémový příklad Karnaughovy mapy 14 Next: Minimalizované funkce

15 1 Y1 SP SD SH Karnaughova mapa Signalizace výšky hladiny
Problémový příklad Y1 SP SD 1 SH Karnaughova mapa 15 Next: K-mapa 3 proměnné

16 1 Y2 SP SD SH Signalizace výšky hladiny Problémový příklad 16
1 SH 16 Next: K-mapa 3 proměnné

17 1 Y3 SP SD SH Signalizace výšky hladiny Problémový příklad 17
1 SH 17 Next: K-mapa 3 proměnné

18 1 Y4 SP SD SH Signalizace výšky hladiny Problémový příklad 18
1 SH 18 Next: K-mapa 3 proměnné

19 1 Ye SP SD SH Signalizace výšky hladiny Problémový příklad 19
1 SH 19 Next: K-mapa 3 proměnné

20 Minimalizované funkce
Signalizace výšky hladiny Problémový příklad Minimalizované funkce 20 Next: Výrok

21 Signalizace výšky hladiny Problémový příklad
21 Next: Výrok

22 Next: Kombinační obvod
Nová kapitola Kombinační obvody 22 Next: Kombinační obvod

23 Next: Typy kombinačních obvodů
Kombinační obvod Okamžitá hodnota výstupních proměnných je dána pouze okamžitou hodnotou vstupních proměnných. Next: Typy kombinačních obvodů

24 Typy kombinačních obvodů
Dekodér a kodér (kódování a dekódování) Multiplexor a demultiplexor (přepínač) Sčítačka (provádí aritmetické operace) Generátor parity (vypočítává paritní bit) 24 Next: Dekodér, kodér

25 Dekodér Dekodér je logický obvod,
který v závislosti na kombinaci vstupních proměnných, generuje na výstupech kód. 25 Next: Dekodér, kodér

26 převádí dvojkové číslo na jiné dvojkové číslo.
Dekodér Binární dekodér převádí dvojkové číslo na jiné dvojkové číslo. Dekodér 1 z N převádí dvojkové číslo na kód 1 z N BCD dekodér převádí dvojkové číslo na BCD. Dekodér pro segmentové displeje 26 Next: Dekodér, kodér

27 Dekodér 1 z 4 Kód 1 z N znamená, že v každém stavu má pouze jeden výstup hodnotu 1 Vstup Výstup B A EN Y0 Y1 Y2 Y3 x 1 27 Next: Dekodér, kodér

28 Vstup A,B Výstup Y0,Y1,Y2,Y3 Povolovací vstup EN Decoder A B Y0 Y1 Y2
Dekodér 1 z 4 Decoder A B Y0 Y1 Y2 Y3 EN Vstup A,B Výstup Y0,Y1,Y2,Y3 Povolovací vstup EN 28 Next: Dekodér, kodér

29 Dekodér z BCD do 7-seg.displej
Segment svítí je-li na výstupů log 0, displej je se společnou anodou a b c d e f g 29 Next: Dekodér, kodér

30 1 a b c d e f g Vstup Výstup D C B A a b c d e f g
Dekodér z BCD do 7-seg.displej Vstup Výstup D C B A a b c d e f g 1 a b c d e f g

31 Vstup A,B Výstup Y0,Y1,Y2,Y3 Povolovací vstup EN Decoder A B Y0 Y1 Y2
Dekodér 1 z 4 Decoder A B Y0 Y1 Y2 Y3 EN Vstup A,B Výstup Y0,Y1,Y2,Y3 Povolovací vstup EN 31 Next: Kodér

32 Kodér Kodér převádí kód 1 z N na binární kód
Příkladem kódování je zapojení klávesnice Vstup Výstup A B C D EO Y1 Y0 1 Ostatní 32 Next:Kóder

33 Vstup A,B,C,D Výstup Y0,Y1 Stav výstupu EO Encoder A B C D Y0 Y1 EO 33
Kodér Encoder A B C D Y0 Y1 EO Vstup A,B,C,D Výstup Y0,Y1 Stav výstupu EO 33 Next: Dekodér, kodér

34 Multiplexor Mutliplexor
je obvod, který v závislosti na adrese, přepojuje datové vstupy na jeden výstup. 34 Next: Dekodér, kodér

35 Next: Pravdivostní tabulka
Multiplexor Vstup D0,D1,D2,D3 Adresa A0,A1 Povolovací vstup E Výstup Y 35 Next: Pravdivostní tabulka

36 Next: Jiné typy multiplexerů
Multiplexor Pravdivostní tabulka Vstup E A1 A0 D0 D1 D2 D3 1 X Výstup Y 1 36 Next: Jiné typy multiplexerů

37 37 Typ Logická funkce N A D 74150 1x16 vstupů 1 4 16 74151 1x8 vstupů
Multiplexor Typ Logická funkce N A D 74150 1x16 vstupů 1 4 16 74151 1x8 vstupů 3 8 74153 2x4 vstupy 2 74157 4x2 vstupy 37 Next: Demultiplexor

38 Demultiplexor Demultiplexor
je obvod, který v závislosti na adrese , přepojuje jeden datový vstup na více výstupů 38 Next: Funkční schéma

39 Next: Pravdivostní tabulka
Demultiplexor Vstup D0 Adresa A0,A1 Povolovací vstup E Výstupy Y0,Y1,Y2,Y3 39 Next: Pravdivostní tabulka

40 Pravdivostní tabulka 1 X 1 Vstup E A1 A0 D0 Výstup Y0 Y1 Y2 Y3
Demultiplexor Pravdivostní tabulka Vstup E A1 A0 D0 1 X Výstup Y0 Y1 Y2 Y3 1

41 41 Typ Logická funkce N A D 74138 Dekóder 1 z 8 vstupů 1 3 8 74139
Demultiplexor Typ Logická funkce N A D 74138 Dekóder 1 z 8 vstupů 1 3 8 74139 Dekóder 2 x 1 z 4 vstupů 2 4 74154 Dekóder 1 z 16 vstupů 16 41

42 Sčítačka Sčítačka je obvod, který provádí sčítání dvou binárních čísel
42

43 Sčítačka 43

44 Sčítačka Sčítáme jednotlivé bity čísla a zároveň přičítáme přenosy z nižších řádů. 0. řád součtu = 0. řád sčítance řád sčítance 2 1. řád součtu = 1. řád sčítance řád sčítance přenos z 0. řádu 44

45 Sčítačka se skládá z poloviční sčítačky a z několika úplných sčítaček
45

46 Sčítačka 46

47 1 Poloviční sčítačka má jen dva vstupy - A0 a B0 A0 B0 S0 C0 Vstup
součet přenos 1 47

48 má tři vstupy - An a Bn a Cn
Sčítačka Úplná sčítačka má tři vstupy - An a Bn a Cn Vstup Výstup Cn An Bn Sn+1 vstup součet přenos 1 48

49 Komparátor Komparátor je obvod, který porovnává dvě binární čísla
Vstup Výstup A B Y 1 Porovnání realizuje logická funkce Exklusive OR

50 Komparátor Jednotlivé bity se porovnají obvodem EXCLUSIVE OR. Výstupy vyhodnotíme vícevstupým obvodem NAND

51 Komparátor

52 Komparátor Vstupy Výstupy A1 A0 B1 B0 f1 f2 f3 1

53 Generátor parity Paritním bitem se kontroluje správnost přenesených dat Lichá parita (odd) je doplnění do lichého počtu jedniček Sudá parita (even) je doplnění do sudého počtu jedniček A B ODD 1 A B EVEN 1

54 Kontrola parity Po přijetí dat se vygeneruje paritní bit
Paritní bit vygenerovaný se porovná obvodem ekvivalence s přijatým paritním bitem

55 ? Vytvořte generátor liché parity pro čtyřbitové číslo A0 LP A1 A2 A3
Generátor parity Vytvořte generátor liché parity pro čtyřbitové číslo A0 A1 LP ? A2 A3

56 Generátor parity Vstup 1 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 N A3 A1
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 LP 1

57 Konec

58

59 Chod tří ventilátorů Chod ventilátorů je snímán třemi senzory
Řešené příklady Chod tří ventilátorů Chod ventilátorů je snímán třemi senzory V1 – ventilátor V1 V2 – ventilátor V2 V3 – ventilátor V3 Senzor dává log 1 pokud je ventilátor spuštěn. 59 Next: Funkce Y1

60 Je-li v chodu právě jeden (libovolný) ventilátor ze tří. Y2=1
Chod tří ventilátorů Řešený příklad Y1=1 Je-li v chodu právě jeden (libovolný) ventilátor ze tří. Y2=1 Jsou-li právě dva libovolné ventilátory v chodu. Y3=1 Jsou-li v chodu nejméně dva ventilátory. Y4=1 Jsou-li v chodu všechny tři ventilátory. 60 Next: Funkce Y4

61 Next: Karnaughovy mapy
Chod tří ventilátorů Řešený příklad Pravdivostní tabulka Vstup V3 V2 V1 1 Y1 1 Y2 1 Y3 1 Y3 1 61 Next: Karnaughovy mapy

62 1 Y1 V2 V1 V3 Chod tří ventilátorů Řešený příklad 62
1 V3 62 Next: K-mapa 3 proměnné

63 1 Y2 V2 V1 V3 Chod tří ventilátorů Řešený příklad 63
1 V3 63 Next: K-mapa 3 proměnné

64 1 Y3 V2 V1 V3 Chod tří ventilátorů Řešený příklad 64
1 V3 64 Next: K-mapa 3 proměnné

65 1 Y4 V2 V1 V3 Chod tří ventilátorů Řešený příklad 65
1 V3 65 Next: K-mapa 3 proměnné

66 Minimalizované funkce
Chod tří ventilátorů Řešený příklad Minimalizované funkce 66 Next: Výrok