Синтез и моделирование двоично-десятичных счетчиков

Размещено на http://www.allbest.ru/

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ УКРАИНЫ

Национальный технический университет

«Харьковский политехнический институт»

Кафедра: Автоматика и управление в технических системах

Контрольная работа

По курсу: «Системы проектирования автоматических устройств на основе СБИС»

«Синтез и моделирование двоично-десятичных счетчиков»

Выполнила: Кощей В.Ю.

Проверил: Дорошенко Ю. И.

Харьков 2014

Задание

Необходимо реализовать в среде Active HDL модель синхронного реверсивного двоично-десятичного счетчика двумя способами (структурная реализация и реализация с помощью конечных автоматов). Счетчик имеет следующие параметрами:

- счетчик ведет в коде 8, 4, 2, 1

- последовательность для счета имеет вид 2-6-5-9-7-4-8-0-3-1

- перенос осуществляется по переходу 6-1 при прямом счете и 1-6 при реверсивном.

-JK-триггер

Ход выполнения работы

Составим таблицу переходов состояний счетчика.

реверсивный десятичный счетчик дешифратор

Таблица 1- Таблица переходов двоично-десятичного реверсивного счетчика

Составим карты Карно согласно таблицы 1 для нахождения Q2, Q3, Q4, Q5:

Таблица 2 - Карта Карно для Q2

Таблица 3 - Карта Карно для Q3

Таблица 4 - Карта Карно для Q4

Таблица 5 - Карта Карно для Q5

После минимизации получим такие функции СДНФ:

Q₂=Q₁Q₂ Q₃Q₄ +Q₁Q₂Q₃Q₄ Q₅ + Q₁Q₂Q₃Q₄ Q₅;

Q₃= Q₁Q₂ Q₃Q₄+ Q₁Q₃ Q₄Q₅+ Q₂Q₃ Q₄Q₅+ Q₁Q₂ Q₃Q₄+ Q₁Q₂Q₃Q₄ Q₅+ Q₁Q₂Q₃Q₄ Q₅;

Q₄= Q₁Q₂ Q₃Q₅+ Q₁Q₂ Q₄Q₅+ Q₁Q₃ Q₄Q₅+ Q₁Q₂ Q₃Q₅;

Q₅= Q₂Q₃ Q₄Q₅+ Q₁Q₂Q₃Q₄ Q₅+ Q₁Q₂Q₃Q₄ Q₅+ Q₁Q₂Q₃Q₄ Q₅+ Q₁Q₂Q₃Q₄ Q₅+ Q₁Q₂Q₃Q₄ Q₅+ Q₁Q₂Q₃Q₄ Q₅+ Q₁Q₂Q₃Q₄ Q₅.

Составим схемы комбинационных функций:

Рисунок 1 - Схема комбинационной функции Q2

Рисунок 2 - Схема комбинационной функции Q3

Рисунок 3 - Схема комбинационной функции Q4

Рисунок 4 - Схема комбинационной функции Q5

Строим схему счётчика при помощи полученных логических функций:

Рисунок 5 - . Схема счётчика

Исследуем работу счетчика при помощи Functional Simulator. Проверяем работу при прямом и обратном счёте:

Рисунок 6 - Временные диаграммы работы счётчика при прямом счёте

Рисунок 7 - . Временные диаграммы работы счётчика при обратном счёте

Синтезируем счётчик при помощи автомата в ActiveHDL.

Рисунок 8 - Граф двоично-десятичного реверсивного счетчика

Проверяем работу при прямом и обратном счёте:

Рисунок 9 - Временная диаграмма работы счётчика при прямом счёте

Рисунок 10 - Временная диаграмма работы счётчика при обратном счёте

Дополнительное задание

Дешифратор

Прописываем VHDL код:

library IEEE;

use IEEE.STD_LOGIC_1164.all;

entity des is

port(

x:in STD_logic_vector(1 to 4);

y:out integer range 0 to 9

);

end des;

architecture des of des is

begin

process(x)

begin

case x is

when "0110"=>y<=6;

when "0001"=>y<=1;

when "0010"=>y<=2;

when "1000"=>y<=8;

when "1001"=>y<=9;

when "0000"=>y<=0;

when "0100"=>y<=4;

when "0101"=>y<=5;

when "0111"=>y<=7;

when "0011"=>y<=3;

when others=>y<=1;

end case;

end process;

end des;

Собираем схему

Проверяем работу при прямом и обратном счёте:

Рисунок 11 - Временная диаграмма работы дешифратора при прямом счёте

Рисунок 12 - Временная диаграмма работы дешифратора при обратном счёте

Вывод

В этой работе был реализован синхронный реверсивный двоично-десятичный счетчик в среде Active HDL двумя методами (структурно и с помощью конечных автоматов). Данный счетчик использует код 8, 4, 2, 1 и реализована последовательность 2-6-5-9-7-4-8-0-3-1 с условием, что перенос осуществляется по переходу 6-1 при прямом счете и 1-6 при реверсивном. С помощью индивидуальных карт Карно мы минимизировали функции и составили комбинационные схемы для каждого Q2,Q3,Q4,Q5 с помощью Block Diagram. После, таким же методом, строим схему счётчика при помощи полученных функций. Проводим моделирование с помощью Functional Simulator и убеждаемся в правильности работы при прямом и обратном счёте. В ходе выполнения данной работы улучшили свои навыки работы в программе Active-HDL.

Размещено на Allbest.ru