- •Теоретические основы анализа и логического проектирования дискретных устройств
- •Оглавление
- •Введение
- •1. Дискретные элементы и устройства
- •1.1. Основные понятия и определения
- •1.2. Классификация, отличительные особенности и свойства дискретных элементов
- •2.1.1. Основные понятия и определения
- •1.3. Вопросы для тестирования полученных знаний и закрепления усваиваемого материала
- •2. Элементы алгебры логики
- •2.1. Функции алгебры логики
- •2.1.2. Функции одного и двух аргументов
- •Функции одного аргумента
- •Функция двух аргументов
- •2.1.3. Вырожденные функции
- •2.1.4. Принцип суперпозиции функций алгебры логики
- •2.1.5. Интерпретация функций ал с использованием теории множеств
- •2.1.6. Способы задания функций алгебры логики
- •2.2. Основные законы и тождества алгебры логики
- •2.3. Нормальные формы представления функций алгебры логики и способы получения данных форм
- •2.3.1. Формы представления функций алгебры логики
- •2.3.2. Способы получения нормальных форм представления функций алгебры логики
- •2.4. Реализация функций алгебры логики на основе релейно-контактных и бесконтактных логических элементов
- •2.5. Функционально полные системы функций алгебры логики. Базис и его выбор
- •2.5.1. Функционально полные системы функций алгебры логики
- •Принадлежность функции двух аргументов к соответствующим классам
- •2.5.2. Понятие базиса и его выбор при реализации логических схем
- •Реализация функций, входящих в наиболее часто используемые базисы
- •2.6. Минимизация функций алгебры логики
- •2.6.1. Постановка задачи минимизации и методы её решения
- •2.6.2. Использование карт Карно для минимизации функций алгебры логики
- •2.6.3. Минимизация функций ал методом Квайна
- •2.6.4. Алгоритм Квайна – Мак-Класки
- •Разложение минимизируемой функции на простые импликанты
- •Импликантная таблица минимизируемой функции
- •Минимизация функции методом Квайна – Мак-Класки
- •2.7. Вопросы для тестирования полученных знаний и закрепления усваиваемого материала
- •3. Анализ и синтез комбинационных схем
- •3.1. Задачи анализа и логического проектирования комбинационных дискретных устройств
- •3.2. Анализ и синтез специальных комбинационных схем
- •3.2.1. Логическое проектирование шифраторов
- •3.2.2. Логическое проектирование дешифраторов
- •3.2.3. Логическое проектирование преобразователей кодов
- •Соответствие кодовых комбинаций на входах и выходах синтезируемого преобразователя кодов
- •3.3. Вопросы для тестирования полученных знаний и закрепления усваиваемого материала
- •4. Дискретные устройства с элементами памяти
- •4.1. Некоторые основные понятия и определения
- •4.2. Логическое проектирование триггерных схем
- •4.2.1. Асинхронные триггеры
- •4.2.2. Синхронные триггеры
- •4.2.3. Двухступенчатые триггеры и триггеры с динамическим управлением записью
- •4.2.4. Взаимозаменяемость различных триггерных схем
- •4.3. Вопросы для тестирования полученных знаний и закрепления усваиваемого материала
- •5. Анализ и синтез специальных цифровых схем с элементами памяти
- •5.1. Счётные схемы
- •5.1.1. Логическое проектирование асинхронных счётных схем
- •5.1.2. Логическое проектирование синхронных счётных схем
- •5.2. Проектирование делителей частоты
- •5.3. Синтез распределителей импульсов
- •5.4. Логическое проектирование регистров сдвига
- •5.5. Вопросы для тестирования полученных знаний и закрепления усваиваемого материала
- •6. Анализ и синтез конечных автоматов
- •6.1. Основные понятия теории конечных автоматов
- •6.2. Способы представления конечных автоматов
- •6.3. Алгебра событий и её применение при анализе конечных автоматов
- •Преобразование автоматом слов входного алфавита
- •6.4. Синтез конечных автоматов
- •Для модели Мура
- •Для модели Мили
- •Кодирование состояний синтезируемого автомата
- •Задание функций возбуждения триггеров автомата
- •6.5. Вопросы для тестирования полученных знаний и закрепления усваиваемого материала
- •Заключение
- •Рекомендуемый библиографический список
- •Теоретические основы анализа и логического проектирования дискретных устройств
- •680021, Г. Хабаровск, ул. Серышева, 47.
- •Теоретические основы анализа и логического проектирования дискретных устройств
Заключение
Сегодня во всех сферах человеческой деятельности широко используются различные информационно-управляющие системы, обеспечивающие получение необходимой информации и управление различными устройствами и процессами. В состав любой из таких систем обязательно входят разнообразные дискретные элементы и устройства. Поэтому понимание принципов функционирования таких устройств, овладение навыками анализа и синтеза данных устройств, с использованием различной элементной базы, является необходимым условием осуществления подготовки высококвалифицированных технических, инженерных и научных кадров в области автоматики, систем телекоммуникации и вычислительной техники. Для любой из вышеперечисленных областей теория дискретных устройств является важной базовой дисциплиной федерального компонента.
В пособии в систематизированном виде изложены основные положения и математический аппарат теории дискретных устройств, описаны методы анализа, синтеза и реализации данных устройств с использованием различной элементной базы. На конкретных примерах рассмотрены применяемые в инженерной практике способы задания, формы представления и методы минимизации функций алгебры логики, а также этапы логического проектирования различных комбинационных и последовательностных схем на различных элементах памяти. Большое внимание уделено вопросам задания, анализа и синтеза логических структур конечных автоматов и реализации их в различных функциональных базисах.
Каждый раздел излагаемого в пособии материала снабжен примерами использования соответствующих теоретических знаний при синтезе схем реальных дискретных устройств. Во все разделы пособия включены вопросы, которые позволят студенту оценить качество усвоения материала, а также закрепить и систематизировать полученные знания при решении целого ряда специально подобранных задач.
Формирование и методология изложения представленного в пособии материала ориентированы на использование полученных знаний непосредственно в инженерной практике. Пособие также может быть полезно при изучении ряда специальных дисциплин, связанных с конкретной технической реализацией элементов, узлов и систем, использующих цифровой принцип передачи и преобразования информации.
Рекомендуемый библиографический список
Сапожников, В.В. Дискретные устройства железнодорожной автоматики, телемеханике и связи / В.В. Сапожников, Вл.В. Сапожников, Ю.А. Кравцов. – М.: Транспорт, 1988. – 225 с.
Потёмкин, И.С. Функциональные узлы цифровой автоматики / И.С. Потёмкин. – М.: Энергоатомиздат, 1988. – 320 с.
Сапожников, В.В. Самодвойственные дискретные устройства / В.В. Сапожников, Вл.В. Сапожников, М. Гёссель. – СПб.: Энергоатомиздат, 2001. – 330 с.
Будинский, Я. Логические цепи в цифровой технике / Я. Будинский. – М.: Связь, 1977. – 389 с.
Сорока, Н.М. Дискретные автоматы систем управления и контроля / Н.М. Сорока, Ю.А. Захаров. – М.: Мин. обороны СССР, 1972. – 231 с.
Цифровые вычислительные машины / Г.Н. соловьёв [и др.]. – М.: Атомиздат, 1977. – 312 с.
Глушков, В.М. Синтез цифровых автоматов / В. М. Глушков. – М.: Физматгиз, 1962. – 476 с.
Лазарев, В.Г. Синтез управляющих автоматов / В. Г. Лазарев, Е. И. Пийль. – М.: Энергоатомиздат, 1984. – 408 с.
Поспелов, Д.А. Логические методы анализа и синтеза схем. – М.: Энергия, 1974. – 368 с.
Годяев, А. И. Методические указания к лабораторному практикуму по дисциплине «Теоретические основы автоматики и телемеханики» / А. И. Годяев, Г.П. Малай. – Хабаровск: ХабИИЖТ, 1988. – 51 с.
Годяев, А.И. Логическое проектирование дискретных устройств : Учеб. пособие / А.И. Годяев. – Хабаровск: Изд-во ДВГУПС, 2000. – 55 с.
Малай, Г.П. Теория дискретных устройств: конспект лекций по дисциплине Теоретические основы автоматики и телемеханики / Г.П. Малай, А.И. Годяев. – Хабаровск: ХабИИЖТ, 1990. – 51 с.
Годяев, А.И. Анализ и синтез дискретных устройств : методические указания по выполнению контрольных работ / А.И. Годяев. – Хабаровск: Изд-во ДВГУПС, 1998. – 17 с.
Годяев, А.И. Проектирование дискретных устройств : методические указания по выполнению курсовой работы / А.И. Годяев. – Хабаровск: Изд-во ДВГУПС, 1999. – 55 с.
Малай, Г.П. Методические указания к лабораторному практикуму по дисциплине Теоретические основы автоматики и телемеханики / Г.П. Малай, А.И. Годяев. – Хабаровск: ХабИИЖТ, 1988. – 21 с.
Якубовский, С.В. Цифровые и аналоговые интегральные микросхемы / С.В. Якубовский [и др.]. – М.: Радио и связь, 1990. – 486 с.
Учебное издание
Годяев Александр Иванович