Automatyka. Treść wykładów: Multiplekser. Układ kombinacyjny. Demultiplekser. Koder

Transkrypt

1 Treść wykładów: utomatyka dr inż. Szymon Surma pok., tel Podstawy automatyki. Układy kombinacyjne,. Charakterystyka,. Multiplekser, demultiplekser,. Konwerter kodu, 4. Sumator, komparator,. Układy sekwencyjne synchronicze, 4. Układy sekwencyjne asynchroniczne, 5. Kolokwium zaliczeniowe. /5 Układ kombinacyjny Charakteryzuje się tym, że stan wyjść zależy wyłącznie od stanu wejść; stan wyjść opisują funkcje boolowskie. Multiplekser Układ komutacyjny (przełączający), posiadający k wejść informacyjnych (zwanych też wejściami danych, zazwyczaj k= n ), n wejść adresowych (sterujących) i jedno wyjście y. Posiada też wejście sterujące działaniem układu oznaczane S (wejście strobujące, ang. strobe) lub e (ang. enable). Działanie multipleksera polega na przekazaniu wartości jednego z wejść x i na wyjście y. Numer i wejścia jest podawany na linie adresowe a... a n-. Jeśli na wejście strobujące (blokujące) S podane zostanie logiczne zero, to wyjście y przyjmuje określony stan logiczny (zazwyczaj zero), niezależny od stanu wejść X i. /5 /5 Demultiplekser Koder Układ kombinacyjny, posiadający jedno wejście x, n wejść adresowych oraz k wyjść (zazwyczaj k= n ), którego działanie polega na przekazaniu sygnału z wejścia x na jedno z wyjść yi. Wyjście jest określane przez podanie jego numeru na linie adresowe a... a n-. Na pozostałych wyjściach jest stan zera logicznego. Zazwyczaj spotykane są demultipleksery o wyjściach zanegowanych, czyli na wybranym wyjściu jest stan y a na wszystkich pozostałych logiczna. Demultipleksery o wyjściach prostych są znacznie rzadziej stosowane. Jeśli na wejście strobujące (blokujące, ang. strobe) S podane zostanie logiczne zero, to wyjścia y i przyjmują określony stan logiczny (zwykle zero), niezależny od stanu wejścia x oraz od wejść adresowych. 4/5 Układ posiadający k wejść oraz n wyjść (k= n ). Jego działanie polega na zamianie kodu " z k" na naturalny kod binarny o długości n. Służy do przedstawiania informacji tylko jednego aktywnego wejścia na postać binarną, ponieważ istnieje fizyczna możliwość aktywacji więcej niż jednego wejścia; musi istnieć możliwość uznania tylko jednego. Jeśli na wejście strobujące (blokujące) S (ang. strobe) podane zostanie logiczne zero, to wyjścia yi przyjmują określony stan logiczny (zwykle zero), niezależny od stanu wejść x. Stosuje się do tego specjalne algorytmy, które przekształcają dane z zapisu np. analogowego na cyfrowy. Koder priorytetowy jest to układ w którym kodem wejściowym jest kod x z n oraz jest ustalony priorytet poszczególnych wejść. 5/5

2 Dekoder Transkoder Układ posiadający n wejść oraz k= n wyjść. Jego działanie polega na zamianie naturalnego kodu binarnego (o długości n), lub każdego innego kodu, na kod " z k" (o długości k). Działa odwrotnie do kodera, tzn. zamienia kod binarny na jego reprezentację w postaci tylko jednego wybranego wyjścia. W zależności od ilości wyjść nazywa się go dekoderem zn. Układ cyfrowy o n wejściach oraz k wyjściach. Jego działanie polega na zamianie dowolnego kodu cyfrowego (poza kodem z N) na inny, dowolny kod cyfrowy (również z wyjątkiem kodu z N). Typowym przykładem takiego układu jest układ zamieniający naturalny kod binarny na kod wyświetlacza siedmiosegmentowego. 6/5 7/5 Sumator Komparator Układ kombinacyjny, który wykonuje operacje dodawania dwóch (lub więcej) liczb dwójkowych. Sumatory dzielimy na: szeregowe (ang. serial adder): podczas każdej operacji dodają dwa bity składników oraz bit przeniesienia; równoległe (ang. paralel adder): wielopozycyjne, dodają do siebie jednocześnie bity ze wszystkich pozycji, a przeniesienie realizowane jest w zależności od sposobu połączenia sumatorów jednobitowych, składniki sumy C in przeniesienie z poprzedniej pozycji S suma przeniesienie C out 8/5 Jedynka na jednym z trzech wyjść komparatora informuje, w jakiej relacji względem siebie (mniejsze, równe, większe) są liczby podawane na jego wejścia. Komparatory można łączyć kaskadowo, co umożliwia porównywanie liczb (w naturalnym kodzie dwójkowym lub w kodzie CD) o dowolnej długości. 9/5 ZDNIE substancje oraz. Przy stanie poniżej otwarty jest jedynie zawór. Pomiędzy a otwarte są zawory oraz. Poziom roboczy mieści się pomiędzy, a i wtedy otwarty jest zawór spustowy oraz zawory i. Powyżej oraz przy błędnych stanach,, (np. =, =, =) zawory, i są zamknięte, otwarty jest zawór awaryjny. /5 ZDNIE substancje oraz. Przy stanie poniżej otwarty jest jedynie zawór. Pomiędzy a otwarte są zawory oraz. Poziom roboczy mieści się pomiędzy, a i wtedy otwarty jest zawór spustowy oraz zawory i. Powyżej oraz przy błędnych stanach,, (np. =, =, =) zawory, i są zamknięte, otwarty jest zawór awaryjny.. Określam wejścia układu (co steruje układem),. Określam wyjścia układu (czym układ steruje),. uduje tabele prawdy układu, 4. Na podstawie tabeli prawdy wypełniam siatki Karnaugha, 5. W siatkach Karnaugha zaznaczam grupy i wypisuje równania (na jedynkach dla NND, na zerach dla NOR), 6. Otrzymane równania przekształcam do postaci zanegowanej sumy lub zanegowanego iloczynu, 7. Rysuje schemat układu. /5

3 ZDNIE substancje oraz. Przy stanie poniżej otwarty jest jedynie zawór. Pomiędzy a otwarte są zawory oraz. Poziom roboczy mieści się pomiędzy, a i wtedy otwarty jest zawór spustowy oraz zawory i. Powyżej oraz przy błędnych stanach,, (np. =, =, =) zawory, i są zamknięte, otwarty jest zawór awaryjny. ZDNIE substancje oraz. Przy stanie poniżej otwarty jest jedynie zawór. Pomiędzy a otwarte są zawory oraz. Poziom roboczy mieści się pomiędzy, a i wtedy otwarty jest zawór spustowy oraz zawory i. Powyżej oraz przy błędnych stanach,, (np. =, =, =) zawory, i są zamknięte, otwarty jest zawór awaryjny. Określam wejścia układu (co steruje układem), Określam wyjścia układu (czym układ steruje),,,,,, /5 /5 ZDNIE substancje oraz. Przy stanie poniżej otwarty jest jedynie zawór. Pomiędzy a otwarte są zawory oraz. Poziom roboczy mieści się pomiędzy, a i wtedy otwarty jest zawór spustowy oraz zawory i. Powyżej oraz przy błędnych stanach,, (np. =, =, =) zawory, i są zamknięte, otwarty jest zawór awaryjny. ZDNIE substancje oraz. Przy stanie poniżej otwarty jest jedynie zawór. Pomiędzy a otwarte są zawory oraz. Poziom roboczy mieści się pomiędzy, a i wtedy otwarty jest zawór spustowy oraz zawory i. Powyżej oraz przy błędnych stanach,, (np. =, =, =) zawory, i są zamknięte, otwarty jest zawór awaryjny. uduje tabele prawdy układu, uduje tabele prawdy układu, 4/5 5/5 ZDNIE uduje tabele prawdy układu, substancje oraz. Przy stanie poniżej otwarty jest jedynie zawór. Pomiędzy a otwarte są zawory oraz. Poziom roboczy mieści się pomiędzy, a i wtedy otwarty jest zawór spustowy oraz zawory i. Powyżej oraz przy błędnych stanach,, (np. =, =, =) zawory, i są zamknięte, otwarty jest zawór awaryjny. ZDNIE Na podstawie tabeli prawdy wypełniam siatki Karnaugha,, 6/5 7/5

4 ZDNIE ZDNIE Na podstawie tabeli prawdy wypełniam siatki Karnaugha, Na podstawie tabeli prawdy wypełniam siatki Karnaugha,,, 8/5 9/5 ZDNIE Na podstawie tabeli prawdy wypełniam siatki Karnaugha,, ZDNIE, W siatkach Karnaugha zaznaczam grupy i wypisuje równania (, na zerach dla NOR), /5 /5 ZDNIE p p p W siatkach Karnaugha zaznaczam grupy i wypisuje równania (, na zerach dla NOR), ZDNIE p p p W siatkach Karnaugha zaznaczam grupy i wypisuje równania (na jedynkach dla NND, ), =p p + p p /5 =(p +p) p /5

5 ZDNIE =p p +p p Otrzymane równania przekształcam do postaci zanegowanej sumy lub zanegowanego iloczynu, =(p+p) p ZDNIE Rysuje schemat układu. p p p =p p p p =p p +p p =p p p p =(p+p) p =p+p+p 4/5 =p+p+p 5/5 ZDNIE ZDNIE p p p 6/5 p p p 7/5 ZDNIE ZDNIE Wartość dziesiętna wejść układu dla = Wartości dziesiętne Wartości dziesiętne odpowiadające,, 8/5 odpowiadające,, 9/5

6 ZDNIE ZDNIE Wartość dziesiętna wejść układu dla = = dla,, = dla,4,5,6, = dla,, = dla,4,5,6,7 Wartości dziesiętne odpowiadające,, /5 p p p /5 ZDNIE ZDNIE = dla,, = dla,4,5,6,7 Wartość dziesiętna wejść układu dla = Dla = = dla = dla,, Dla = = dla, = dla, p p p /5 Wartości dziesiętne odpowiadające,. /5 ZDNIE ZDNIE Dla = = dla = dla,, Dla = = dla, = dla, Czyli: Wejście multipleksera podłączamy do logicznego, Wejścia i multipleksera podłączamy do logicznej, Wejście zależy od stanu i dla: = przyjmuje stan niski, = przyjmuje stan wysoki. Wynika z powyższego, że wejście = 4/5 p p p Dla = = dla = dla,, Dla = = dla, = dla, 5/5

7 ZDNIE IN na kod CD w zakresie liczb -. ZDNIE IN na kod CD w zakresie liczb -. a b P7 P6 P5 P /5 7/5 ZDNIE IN na kod CD w zakresie liczb -. P7= P6= P5= a b P7 P6 P5 P ZDNIE IN na kod CD w zakresie liczb -. a b P /5 9/5 ZDNIE IN na kod CD w zakresie liczb -. a b P 4 8 ZDNIE IN na kod CD w zakresie liczb -. a b P 4 8 4/5 4/5

8 ZDNIE IN na kod CD w zakresie liczb -. a b P 4 8 ZDNIE IN na kod CD w zakresie liczb -. a b P 4 8 4/5 4/5 ZDNIE IN na kod CD w zakresie liczb -. a b P 4 8 ZDNIE IN na kod CD w zakresie liczb -. a b P /5 45/5 ZDNIE IN na kod CD w zakresie liczb -. a b P 4 8 ZDNIE IN na kod CD w zakresie liczb -. a b P /5 47/5

9 ZDNIE IN na kod CD w zakresie liczb -. a b P 4 8 ZDNIE IN na kod CD w zakresie liczb -. 48/5 49/5 P ZDNIE IN na kod CD w zakresie liczb -. ZDNIE IN na kod CD w zakresie liczb -. a b = ac = ac = b = a c P = d P = ac = ac = b = a c P = d P 5/5 5/5 Dziękuję za uwagę