M. Gorzaczany
WPROWADZENIE
1. Poda realizacj elementu NOT z wykorzystaniem:
a) elementu NAND (2 wersje; wyprowadzenie i schemat),
b) elementu NOR (2 wersje; wyprowadzenie i schemat),
c) elementu EXOR (wyprowadzenie i schemat).
2. Poda realizacj elementu NAND o 3 wejciach z wykorzystaniem:
a) elementw NAND o 2 wejciach,
b) elementw NOR o 2 wejciach.
3. Poda realizacj elementu NOR o 3 wejciach z wykorzystaniem:
a) elementw NOR o 2 wejciach,
b) elementw NAND o 2 wejciach.
4. Wykorzystujc ukady 153 (dwa multipleksery o dwch, wsplnych wejciach adresowych)
zaprojektowa:
a) multiplekser o 3 wejciach adresowych,
b) multiplekser o 4 wejciach adresowych.
5. Wykorzystujc ukady 155 (dwa dekodery o dwch, wsplnych wejciach) zaprojektowa:
a) dekoder o 3 wejciach,
b) dekoder o 4 wejciach.
UKADY KOMBINACYJNE
1. Dziaanie ukadu cyfrowego opisane jest nastpujc funkcj logiczn:
1 0 0 0 0
0 1 1 0 0 1 1
0 1 0 1 0 0 0
0 0 1 1 1 0 0
y
Wpisa kod Greya w powyszej tablicy oraz poda nastpujce, optymalne realizacje
ukadu (wcznie ze schematami):
a) wykorzystujc elementy NAND oraz NOT,
b) wykorzystujc multiplekser o 3 wejciach adresowych oraz elementy NAND i NOT
(rozway rwnie rozwizania z multiplekserami o 4 i 2 wejciach adresowych).
c) wykorzystujc elementy NOR oraz NOT,
d) wykorzystujc dekoder o czterech wejciach oraz elementy NAND i AND.
Poda optymalne realizacje (podpunkty a), b), c), d)) dla innych funkcji logicznych np.
rozway funkcje z p. 2.1 i 2.2 z zaczonego zestawu zada.
x3x4x5
x1x2
M. Gorzaczany
2
2. Rysunek przedstawia ukad grzejny sterowany
czterema stycznikami 4321 , , , wwww . Z
komputera przychodz dane o
zapotrzebowaniu na moc grzania jako liczby
binarne trzybitowe 321 , , xxx reprezentujce
zakres od 0 do 7W oraz bit 4x zabraniajcy
(przy 14 x ) uycia grzejnika R1 . Zaprojekto-
wa ukad sterujcy stycznikami tak, aby w
kadej chwili zapotrzebowanie na moc grzejn
byo pokryte z najmniejszym moliwym
nadmiarem. Poda dwie optymalne realizacje
ukadu (wcznie ze schematami):
a) wykorzystujc elementy NOR oraz NOT,
b) wykorzystujc dekoder oraz elementy NAND i AND.
3. UKAD KOMBINACYJNY ITERACYJNY: W procesie technologicznym dokonuje si
pomiaru temperatury w 10-ciu rnych punktach za pomoc termometrw kontaktowych
ia , 10,...,2,1i . Temperaturze przekraczajcej warto ustalon odpowiada 1ia . Naley
zaprojektowa ukad informujcy operatora procesu o przekroczeniu temperatury w 5-ciu
lub 6-ciu punktach pomiarowych przez zapalenie lampki alarmu ostrzegawczego AOL , a w
przypadku przekroczenia temperatury w 7, 8, 9-ciu lub 10-ciu punktach pomiarowych
przez zapalenie lampki alarmu awaryjnego AAL . Naley:
a) dokona podziau ukadu na identycznie dziaajce bloki (za wyjtkiem blokw
skrajnych) oraz okreli ich sygnay wejciowe, wyjciowe i sygnay przeniesie (liczb
bitw przeniesie, kierunek przesyania bitw przeniesie oraz informacj niesion
przez przeniesienia),
b) poda dwie optymalne realizacje kadego z blokw ukadu (wcznie ze schematami):
b1) wykorzystujc elementy NAND oraz NOT, b2) wykorzystujc multipleksery o
dwch wejciach adresowych oraz elementy NAND i NOT.
UKADY SEKWENCYJNE I MIKROPROGRAMOWANE
1. Poda optymaln realizacj ukadu wykorzystujc przerzutniki typu D oraz elementy
NAND i NOT:
x cd.
AA 0 1
1 2/0 5/1 5 3/1 4/0
2 2/0 3/0 6 4/0 7/0
3 1/1 6/ 7 / 8/1
4 8/ 3/0 8 2/0 /
a) minimalizacja tabeli przej i wyj: a1) tablica trjktna, a2) graf zgodnoci,
a3) zbir max , a4) zminimalizowana tabela przej i wyj,
b) kodowanie tabeli przej i wyj, c) realizacja funkcji wyj, d) realizacja funkcji przej, e) schemat ukadu. AA//yy
4W
6.5W
3W
2W
R1R2
R3R4
Uz
w1
w2
w3
w4
M. Gorzaczany
3
2. Zaprojektowa ukad sterowania zamkiem szyfrowym, otwieranym
przy pomocy dwch przyciskw a i b. Waciwa sekwencja
wciskania przyciskw przedstawiona jest na rysunku, przy czym
1 , ba oznacza przycisk wcinity, za 0 , ba przycisk
niewcinity. Niewaciwe wcinicie ktrego z przyciskw (inna
sekwencja) wywouje alarm bez otworzenia zamka. Po wczeniu
alarmu jakiekolwiek wciskanie przyciskw a, b nie moe wyczy
alarmu ani otworzy zamka. Po poprawnym otwarciu zamka
rwnie jakiekolwiek wciskanie przyciskw a, b nie moe wczy
alarmu ani zamkn zamka.
UKAD SEKWENCYJNY: Poda optymaln realizacj ukadu z wykorzystaniem
przerzutnikw typu D oraz elementw NAND i NOT:
a) problem czstotliwoci zegara, d) kodowanie zminimalizowanej tpw,
b) pierwotna tablica przej i wyj (tpw), e) realizacja funkcji wyj,
c) minimalizacja pierwotnej tpw (tablica trjktna, f) realizacja funkcji przej,
graf zgodnoci, zbir max , zminimalizowana tpw), g) schemat ukadu.
UKAD MIKROPROGRAMOWANY: Poda optymaln realizacj ukadu w wersji
mikroprogramowanej wykorzystujc Zesp 1 mikroinstrukcji:
a) sie dziaa, c) mikroprogram, e) realizacja ukadowa Zespou 1 mikroinstr.
b) jej optymalna segmentacja, d) zawarto pamici ROM,
3. Na tamocigu przesuwaj si w dowolnej kolejnoci wycznie przedmioty o
ksztatach P1 oraz P2. Pod tamocigiem, na stanowisku kontrolnym SK, znajduj si
fotokomrki a i b dajce sygna 1, gdy s zasonite. Zaprojektowa ukad rozpoznajcy
typ przedmiotu i sygnalizujcy to od momentu zjazdu danego przedmiotu z fotokomrki b
a do momentu najazdu nastpnego przedmiotu na fotokomrk a.
UKAD SEKWENCYJNY: jak w zad. 2
UKAD MIKROPROGRAMOWANY: jak w zad. 2
4. Na tamocigu przesuwaj si w dowolnej kolejnoci wycznie przedmioty o
ksztatach P1 oraz P2. Pod tamocigiem, na stanowisku kontrolnym SK, znajduj si
fotokomrki a i b dajce sygna 1, gdy s zasonite. Zaprojektowa ukad rozpoznajcy
typ przedmiotu i sygnalizujcy to od momentu zjazdu danego przedmiotu ze stanowiska
SK a do momentu najazdu nastpnego przedmiotu na to stanowisko. Naley uwzgldni
moliwo niejednoczesnego najazdu przedmiotu P2 na fotokomrki a i b oraz
niejednoczesnego zjazdu P2 z tych fotokomrek.
UKAD SEKWENCYJNY: jak w zad. 2
UKAD MIKROPROGRAMOWANY: jak w zad. 2
5. Zaprojektowa ukad sterowania rozruchem i wyczaniem silnika z sygnalizacj
akustyczn. Ukad ma dwa wejcia (niestabilizowane przyciski): z i w oraz dwa wyjcia:
Dy (sygna dwikowy D) i Sy (silnik S). Warunki pracy ukadu s nastpujce: 1)
pierwsze nacinicie niestabilizowanego przycisku z ma spowodowa wczenie sygnau
dwikowego D ( 1Dy ), 2) drugie nacinicie niestabilizowanego przycisku z (po
wczeniejszym zwolnieniu tego przycisku) ma spowodowa wyczenie sygnau
dwikowego D ( 0Dy ) oraz wczenie silnika S ( 1Sy ), 3) kolejne wciskanie
a b P1 P2
SK
b
t
1
0
1
0
t
otwarcie zamka
a
P1P2
a
b
SK
M. Gorzaczany
4
przycisku z nie zmienia stanu pracy ukadu, 4) wyczenie ukadu na dowolnym etapie
jego pracy nastpuje poprzez wcinicie niestabilizowanego przycisku w, 5) w przypadku
wcinicia obu przyciskw z i w jednoczenie, przycisk w ma wyszy priorytet.
UKAD SEKWENCYJNY: jak w zad. 2
UKAD MIKROPROGRAMOWANY: jak w zad. 2
6. Na szynach kolejowych zainstalowane s dwa czujniki a i b dajce sygna 1, gdy nad
nimi znajduje si pocig (patrz rysunek). Szlaban s na przejedzie kolejowym powinien si
zamkn ( 1s ), gdy czoo pocigu znajduje si nad czujnikiem a , a otworzy ( 0s ),
gdy ty pocigu zjedzie z czujnika b. Zaprojektowa ukad sterujcy szlabanem s na
podstawie stanu czujnikw a i b dla rnych moliwych dugoci przejedajcych
pocigw.
UKAD SEKWENCYJNY: jak w zad. 2
UKAD MIKROPROGRAMOWANY: jak w zad. 2
7. Problem (3.30) z zaczonego zestawu zada
8. Ukad kombinacyjny w wersji mikroprogramowanej patrz skrypt.
a b
szosa
s
s
tor kolejowy
kierunek jazdy
M. Gorzaczany
M. Gorzaczany
6
M. Gorzaczany
7
M. Gorzaczany
8
M. Gorzaczany
9
M. Gorzaczany
10
M. Gorzaczany
11
M. Gorzaczany
12
M. Gorzaczany
13
M. Gorzaczany
14
M. Gorzaczany
15