Знакомство с микросхемами

Федеральное агентство  по образованию РФ

Южно-Уральский  государственный университет

Приборостроительный факультет

Кафедра ЭВМ 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Отчет по практическому  занятию №1

По курсу "Схемотехника"

Знакомство с  микросхемами

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Выполнил:

студент группы

ПС-324

Бакиев И.Г.

 "     "                          2012г

 

Проверил:

Кафтанников И.Л.

 "     "                          2012г

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Челябинск 2012

 

 

 

 

 

Задание: Реализовать  функцию на элементах серии 155(561), оценить задержку схемы

 

 

Заданная Функция:

 

Y=x1x2x3x4 V ¬x1¬x2x3x4  V x1x2¬x3¬x4  V x1¬x2x3¬x4 V x1x2x3¬x4 V x1¬x2x3x4 V

V x1¬x2¬x3¬x4 V ¬x1x3¬x4

 

1. Реализация на элементах 155 серии(ТТЛ)

 

Карта Карно 

 

 

Заданная функция  в СДНФ:

 

              Y =¬x2x3  V x1¬x4  V x1x3

               Применим закон Де Моргана для приведения  функцию к виду, удобного для реализации на базовых элементах серии 155(И-НЕ)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Схема реализующая  данную функцию на элементах 155 серии:

Параметры схемы:

DD1 — K155ЛА4 (Четыре  логических элемента 2И-НЕ. tпер=22нс, P=78,8 мВТ)

DD2 — K155ЛА4 (Четыре  логических элемента 2И-НЕ. tпер=22нс, P=78,8 мВТ)

DD3 — К155ЛА3(Три  логических элемента 3И-НЕ tпер=22нс, P=59,1 мВТ )

 tпер.сх=2t2и-не+t3и-не=66 нс

P=2*78,8+59,1=216,7мВт

 

 

2. Реализация на элементах 561 серии

Применим закон  Де Моргана для приведения  функцию  к виду, удобного для реализации на базовых элементах серии 155(ИЛИ-НЕ)

 

 

Схема реализующая  данную функцию на элементах 561серии:

 

 

 

 

 

Параметры схемы:

DD1 — K561ЛН2 (шесть  логических элемента НЕ. tпер=90нс, P=0,02 мВТ)

DD2 — K561ЛЕ5 (Четыре  логических элемента 2ИЛИ-НЕ. tпер=130нс, P=0,05 мВТ)

DD3 — K561ЛЕ10(Три  логических элемента 3ИЛИ-НЕ tпер=640нс, P=0,1 мВТ )

 tпер.сх=tне+t3или-не+t2или-не =860нс

P=0,02+0,05+0,1=0,17мВт

 

 

Вывод:

При реализации на элементах 155 серии мы получаем относительно быструю схему, но с большой потребляемой мощностью. Схема на элементах 561 серии  имеет низкую потребляемую мощность. Но мы на порядок проигрываем в  быстродействии.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Дополнительное задание.

Реализовать триггер с произвольным законом  функционирования на основе JK-триггера для серии 155 и на основе T-триггера для 561 серии.

В 155 серии нет RS триггера, поэтому реализуем  на JK, а в 561 серии нет T триггера, поэтому  получим Т триггер на основе JK.

Заданный  закон функционирования:

A1	A0	Qn	Qn+1	fj	fk	fT
0	0	0	0	0	x	0
0	0	1	0	x	1	1
0	1	0	0	0	x	0
0	1	1	1	x	0	0
1	0	0	1	1	x	1
1	0	1	0	x	1	1
1	1	0	1	1	x	1
1	1	1	1	x	0	0

После приведения к СДНФ по картам Карно получим:

 

          __

 

 

Преобразующие функции уже в подходящем для  данных элементов виде, поэтому преобразование не требуется.

Полученная схема:

Схема триггера с произвольным законом функционирования на основе JK-триггера 155 серии.

Для реализации на серии 1500 необходимо привести преобразующую функцию к оптимальному виду:

 

Кроме того, в 1500-ой серии  нет Т-триггера непосредственно, придется реализовать его на D-триггере. Итоговая схема будет выглядеть следующим образом:

 

Схема триггера с произвольным законом функционирования на основе JK-триггера 155 серии.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Для реализации на серии 561 необходимо привести преобразующую функцию к оптимальному виду:

 

 

 

  Кроме того, в 561-ой

серии нет Т-триггера непосредственно, придется реализовать его на JK-триггере. Итоговая схема будет выглядеть следующим образом:

 

 

Параметры схемы:

DD1 — K561ЛН2 (шесть  логических элемента НЕ. tпер=90нс, P=0,02 мВТ)

DD2 — K561ЛЕ5 (Четыре  логических элемента 2ИЛИ-НЕ. tпер=130нс, P=0,05 мВТ)

DD3 — K561ТВ1(2 JK-триггера  tпер=640нс, P=30 мВТ )