1 Постановка задачи

Цель работы: приобретение практических навыков в проектирование цифровых устройств.

Задачи работы:

1. Повторение пройденного материала:

• системы счисления;

• основные тождеств и свойств булевой алгебры;

• методы минимизации логических функций;

• виды логических элементов;

• функциональные узлы комбинационного и последовательного типа;

• виды цифровых автоматов;

2. Описать логические элементы.

3. Описать функциональные узлы комбинационного и последовательного типа.

4. Описать виды цифровых автоматов

5. Провести синтез цифрового автомата (по варианту).

6. Рассчитать показатели надежности и качества проектирования цифрового устройства.

7. Построить функциональную схему проектируемого цифрового устройства.

8. Разработать принципиальную электрическую схему в среде Pcad.

9. Ознакомиться с работой стенда.

10. Собрать полученную принципиальную электрическую схему на стенде.

11. Ознакомиться с видами и способами изготовления печатных плат.

12. Разработать печатную плату цифрового устройства среде Pcad5.0.

13. Изготовить печатную плату цифрового устройства.

Задание на учебную практику состоит из структурной схемы управляющего автомата. Её необходимо перерисовать в MicroSoft Visio или любом другом графическом редакторе согласно правилам оформления структурных схем. Далее следует придерживаться поставленных задач.

2 Теоритические предпосылки

2.1 Описание систем счисления

Существует множество способов записи чисел с помощью цифр. Эти способы грубо можно разделить на две части:

• позиционные системы счислений;

• непозиционные системы счислений.

Позиционные системы счислений мы рассмотрим более подробно ниже. Расскажем вкратце о непозиционных системах счислениях.

Непозиционные системы счислений.

В непозиционной системе счисления величина числа не зависит от положения цифры в представлении числа. Если бы мы перемешали цифры в числе 603121200000, то мы бы не смогли понять сколько стоит пылесос, в непозиционной системе такого не случиться. Ярким примером непозиционной системы счисления является римская система.

Позиционные системы счислений.

Чем хороши позиционные системы счисления? Тем, что они позволяют легко производить арифметические расчеты. Попробуйте считать используя, например римские цифры. Сколько будет ? То-то, а вот достаточно представить эти числа арабскими цифрами и мы легко сможем посчитать в столбик .

Представление чисел с помощью арабских цифр самая распространенная позиционная система счисления, она называется «десятичной системой счисления». Десятичной системой она называется потому, что использует десять цифр. Вот эти цифры: 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 и 9. Внимательно их пересчитайте — их ровно десять. Замете: максимальная цифра (9) на единичку меньше количества цифр (10).

Компьютер, в отличии от человека, хорошо разбирается в двоичной системе, он использует цифры: 0 и 1. Обратите внимание, что и здесь: система двоичная, а максимальная цифра 1.

Программисты пользуются, для упрощения себе жизни, еще восьмеричной и шестнадцатеричной системами счисления.

Количество цифр используемых в системе счисления называется «основанием». В десятичной системе основание равно десяти, в двоичной системе основание равно двум, ну а в восьмеричной и шестнадцатеричной соответственно восьми и шестнадцати.

В общем случае в позиционной системе счисления числа представляются следующим образом: (a_na_{n − 1}...a₀)_f, где a₀,a₁,...,a_n - цифры, а f - основание системы счисления. Если используется десятичная система, то f — можно опустить.

Примеры чисел:

• 11001₂ - число в двоичной системе счисления, a₀ = 1,a₁ = 0,a₂ = 0,a₃ = 1,a₄ = 1;

• 221₃ - число в троичной системе счисления, a₀ = 1,a₁ = 2,a₂ = 2;

• 31₈ - число в восьмеричной системе счисления, a₀ = 1,a₁ = 3;

• 25₁₀ - число в десятичной системе счисления, a₀ = 5,a₁ = 2;