Logo GenDocs.ru

Поиск по сайту:  


Загрузка...

Контрольная работа - Интегрированные системы проектирования и управления - файл 1.doc


Контрольная работа - Интегрированные системы проектирования и управления
скачать (1991.5 kb.)

Доступные файлы (1):

1.doc1992kb.15.11.2011 23:58скачать

содержание
Загрузка...

1.doc

Реклама MarketGid:
Загрузка...
ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКОЙ ГОСУДАРСТВЕННОЙ

ЛЕСОТЕХНИЧЕСКОЙ АКАДЕМИИ ИМ. С.М. КИРОВА

СЫКТЫВКАРСКИЙ ЛЕСНОЙ ИНСТИТУТ


КАФЕДРА ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИКИ


КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА

По дисциплине: Интегрированные системы проектирования и управления

1;2


Выполнил:


Проверил:


СЫКТЫВКАР 2006

Задание на первую контрольную работу



Задание 1

Необходимо разработать автомат, реализующий переключательную функцию от 4 аргументов, которая принимает единичное выходное значение для 4 наборов входных сигналов.

Содержание задания

  1. Построить переключательную функцию в форме СНДФ, минимизировать эту функцию с помощью алгебры двоичных чисел и карты Карно.

  2. Спроектировать схему, реализующую данную функцию на реле.

  3. Спроектировать схему на логических элементах И, ИЛИ, НЕ.

  4. Построить эту же схему на элементах И-НЕ.


Таблица 3. Выбор варианта для выполнения первого контрольного задания




0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

А

12B

480

349

458

678

678

780

89A

19E

10A

Б

124

483

348

457

679

679

782

89B

92B

72B

В

12E

485

347

458

67A

67A

78B

89C

39C

32C

Г

12C

486

348

459

67B

67B

781

89D

49D

42D

Д

127

48A

349

45A

67C

67C

78D

890

39E

32E

Е

128

489

34A

450

67E

670

78E

89E

29F

20F

Ж

12D

48A

34B

45C

67D

673

78F

8AB

1AB

1A7

З

12F

489

34D

45D

672

67F

79A

8AC

0AC

0AE

И

12B

48C

34D

45E

689

689

790

8AD

1AD

1AD

К

12C

489

34E

45F

682

68A

79C

8AE

2AE

2AE

Л

12D

480

34F

460

68B

684

792

8A2

3AF

3AD

М

12E

489

356

468

685

682

79E

8BC

4BC

4B2

Н

12F

52B

358

469

68D

68D

79F

8B9

3BD

8BD

О

13E

524

358

46A

68E

68E

7A0

8B3

2BC

2BE

П

135

52E

359

460

68F

684

7AC

8BF

2BF

2BF

Р

136

527

35A

46C

69A

691

7AD

8CD

0CF

0CD

С

13C

528

35B

46D

690

69B

7A4

8CE

1CE

4CE

Т

13F

529

35C

46E

69C

692

7AF

8C2

2CF

2CE

У

139

527

35A

46F

692

69D

7BD

8DC

3DF

3DF

Ф

13A

52B

35E

478

69E

69E

7BC

8DF

4DF

4DF

Х

13C

52C

35F

479

69F

694

7BE

8EF

3EF

3EF



Решение:


Вариант:52В1


Переведем каждый разряд этого числа в двоичную форму, и найдем четыре набора аргументов:

x1 x2 x3 x4

5 - 0 1 0 1 ;

2 - 0 0 1 0 ;

В - 1 0 1 1 ;

1 - 0 0 0 1 ;


^ 1. Построим переключательную функцию в форме СДНФ.


Совершенная дизъюнктивная нормальная форма (СДНФ)

Рассмотрим функцию n аргументов, которая называется конституантой единицы (к). Из n аргументов можно сформировать не более чем 2n разных наборов переменных. Логическая функция к принимает значение 1 только для одного набора аргументов, а для остальных (2n-1) наборов данная функция равна нулю.

Для к-того набора записывают к в виде конъюнкции (логического умножения) всех переменных, причем, если переменная в наборе равна 0, то её записывают с инверсией, а если переменная равна 1 – то без инверсии.

Если переключательная функция равна 1 на нескольких наборах переменных, то конституанта единицы записывается для каждого из этих наборов. Для записи всей переключательной функции в форме СДНФ все конституанты 1 объединяются функцией «ИЛИ». В результате искомая функция будет иметь следующий вид:



=>









=>



^ Минимизируем эту функцию с помощью алгебры двоичных чисел


Используем распределительный закон:

и соотношение:;



=>




^ Построим карту Карно

С помощью карт Карно можно быстро миминизировать функцию.

Если рассматривать x1 x4 как переменные, то всего имеется 16 наборов, причем десятичное число будет обозначать номер набора.

В карте Карно будет 16 клеток, в каждой из которых будет записан номер набора.


Минимизация функции имеет место, если помеченные клетки соприкасаются ребрами, или помеченные клетки находятся на правом и левом краях строки или на нижней и верхней позиции столбца. В двух последних случаях клетки считаются контактирующими. Соприкосновение ребрами, таким образом, позволяет два элемента СДНФ или СКНФ заменить одним в соответствии с приведенными выше формулами.

Соприкосновение клеток вершинами на карте Карно свидетельствует о том, что эти два элемента формы СДНФ и СКНФ можно заменит «Исключающим ИЛИ» или «Исключающим ИЛИ-НЕ». Если помечены клетки на карте, находятся на краях диагонали (расположены в противоположных углах карты), то эти элементы тоже можно заменить одним из элементов «Исключающим ИЛИ» или «Исключающим ИЛИ-НЕ».

Рассмотрим квадраты (5) - (1) и (11) – (2)




2. СПРОЕКТИРУЕМ СХЕМУ, РЕАЛИЗУЮЩУЮ ДАННУЮ ФУНКЦИЮ НА РЕЛЕ




3. СПРОЕКТИРУЕМ СХЕМУ НА ЛОГИЧЕСКИХ ЭЛЕМЕНТАХ И, ИЛИ, НЕ


Запишем функцию:






4. ПОСТРОИМ ЭТУ ЖЕ СХЕМУ НА ЭЛЕМЕНТАХ И-НЕ


Применим 1-е преобразование де Моргана







ЗАДАНИЕ 2

В этом случае наборы (4 шт.) аргументов из таблицы 3 находятся также, как и в первом задании, но они должны давать на выходе схемы лог. 0. Для остальных наборов аргументов (12шт.) выходной сигнал – лог. 1. Таким образом, для синтеза необходимо использовать формат СНКФ.


Таблица 3. Выбор варианта для выполнения первого контрольного задания




0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

А

12B

480

349

458

678

678

780

89A

19E

10A

Б

124

483

348

457

679

679

782

89B

92B

72B

В

12E

485

347

458

67A

67A

78B

89C

39C

32C

Г

12C

486

348

459

67B

67B

781

89D

49D

42D

Д

127

48A

349

45A

67C

67C

78D

890

39E

32E

Е

128

489

34A

450

67E

670

78E

89E

29F

20F

Ж

12D

48A

34B

45C

67D

673

78F

8AB

1AB

1A7

З

12F

489

34D

45D

672

67F

79A

8AC

0AC

0AE

И

12B

48C

34D

45E

689

689

790

8AD

1AD

1AD

К

12C

489

34E

45F

682

68A

79C

8AE

2AE

2AE

Л

12D

480

34F

460

68B

684

792

8A2

3AF

3AD

М

12E

489

356

468

685

682

79E

8BC

4BC

4B2

Н

12F

52B

358

469

68D

68D

79F

8B9

3BD

8BD

О

13E

524

358

46A

68E

68E

7A0

8B3

2BC

2BE

П

135

52E

359

460

68F

684

7AC

8BF

2BF

2BF

Р

136

527

35A

46C

69A

691

7AD

8CD

0CF

0CD

С

13C

528

35B

46D

690

69B

7A4

8CE

1CE

4CE

Т

13F

529

35C

46E

69C

692

7AF

8C2

2CF

2CE

У

139

527

35A

46F

692

69D

7BD

8DC

3DF

3DF

Ф

13A

52B

35E

478

69E

69E

7BC

8DF

4DF

4DF

Х

13C

52C

35F

479

69F

694

7BE

8EF

3EF

3EF



1. ПОСТРОИТЬ ПЕРЕКЛЮЧАТЕЛЬНУЮ ФУНКЦИЮ В ФОРМЕ СНКФ, МИНИМИЗИРОВАТЬ ЭТУ ФУНКЦИЮ С ПОМОЩЬЮ АЛГЕБРЫ ДВОИЧНЫХ ЧИСЕЛ И КАРТЫ КАРНО

Решение:


Вариант:5241


Переведем каждый разряд этого числа в двоичную форму, и найдем четыре набора аргументов:

x1 x2 x3 x4

5 - 0 1 0 1 ;

2 - 0 0 1 0 ;

4 - 0 1 0 0 ;

1 - 0 0 0 1 ;

Совершенная конъюктивная нормальная форма (СДКФ)

В представлении СКНФ используется логическая функция, которую называют конституентой нуля (к). Эта функция обращается в ноль на единственном к-том наборе переменных. Для остальных наборов эта логическая функция равна 1. Её формируют за счет дизъюнкции (n-входовое ИЛИ), в которое входят все переменные, причем те из них, которые имеют в наборе единичные значения, берут с инверсией. Если синтезируемая логическая функция равна 0 на нескольких наборах, то необходимо записать несколько конституент нуля. Для записи всей функции конституенты нуля перемножаются (объединяются через конъюнкцию). Таким образом, логическая функция в форме СКНФ будет иметь следующий вид:











=>




^ Минимизируем эту функцию с помощью алгебры двоичных чисел


Используем:

распределительный закон:



Основные тождества:

;

сочетательный закон:




Первое преобразование переводит форму СДНФ к виду, удобному для синтеза логической функции за счет элементов «И-НЕ»:




Второе преобразование переводит форму СКНФ к виду, удобному для синтеза логической функции за счет элементов «ИЛИ-НЕ»

Применим: первое преобразование




Применим второе преобразование:



минимизируем эту функцию

объеденим 1 - 3;2 – 4



Построим карту Карно

С помощью карт Карно можно быстро миминизировать функцию.

Если рассматривать x1 x4 как переменные, то всего имеется 16 наборов, причем десятичное число будет обозначать номер набора.

В карте Карно будет 16 клеток, в каждой из которых будет записан номер набора.


Минимизация функции имеет место, если помеченные клетки соприкасаются ребрами, или помеченные клетки находятся на правом и левом краях строки или на нижней и верхней позиции столбца. В двух последних случаях клетки считаются контактирующими. Соприкосновение ребрами, таким образом, позволяет два элемента СДНФ или СКНФ заменить одним в соответствии с приведенными выше формулами.

Соприкосновение клеток вершинами на карте Карно свидетельствует о том, что эти два элемента формы СДНФ и СКНФ можно заменит «Исключающим ИЛИ» или «Исключающим ИЛИ-НЕ». Если помечены клетки на карте, находятся на краях диагонали (расположены в противоположных углах карты), то эти элементы тоже можно заменить одним из элементов «Исключающим ИЛИ» или «Исключающим ИЛИ-НЕ».

Рассмотрим квадраты (5) – (4) и (1) – (2)




2. СПРОЕКТИРУЕМ СХЕМУ, РЕАЛИЗУЮЩУЮ ДАННУЮ ФУНКЦИЮ НА РЕЛЕ


3. СПРОЕКТИРУЕМ СХЕМУ НА ЛОГИЧЕСКИХ ЭЛЕМЕНТАХ И, ИЛИ, НЕ

Запишем функцию:







4. ПОСТРОИМ ЭТУ ЖЕ СХЕМУ НА ЭЛЕМЕНТАХ И-НЕ


Используем функцию:



Минимизируем ее:




воспользуемся: законом двойного отрицания: .








КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА №2
^

Задания на вторую контрольную работу

Задание 1

На рис.4 приведена схема реально существующего стенда по моделированию переключательных функций на реле РЭС32, который имеет 4 двухполюсных замыкателя.




Рис.4. Схема стенда по синтезу переключательных функций на реле РЭС32.

Необходимо спроектировать преобразователь трехразрядного двоичного кода в четырехразрядный двоичный код. В таблице 4 приведены задания для 43 вариантов. Входные числа записаны в первой строке таблицы в десятичной форме. Эти числа на стенде устанавливаются с помощью тумблеров Х1, Х2 и Х3 (замкнуто – лог.1, разомкнуто – лог 0). При включении тумблера соответствующее реле срабатывает, и его контакты переходят в нижнее положение. Выходное 4-разрядное двоичное число отмечено в таблице 3 также в десятичной форме. Номер варианта определяется по экзаменационной ведомости. При выполнении задания необходимо прежде всего записать таблицу, связывающую входные сигналы с выходными. В данном случае необходимо спроектировать 4 переключательных функции, причем нужно обойтись для каждого аргумента 4 замыкателями. Выходные сигналы выводятся на 4 светодиода.



Таблица выбора задания

Вход

Вариант

0

1

2

3

4

5

6

7

1

2

5

14

6

9

11

2

0

2

3

5

11

15

7

7

9

1

3

0

12

5

3

7

8

9

11

4

12

13

15

10

14

8

9

11

5

12

0

4

8

2

1

14

15

6

1

2

4

5

9

6

8

7

7

12

5

8

3

13

11

4

8

8

2

0

0

15

4

6

8

7

9

3

2

5

11

14

6

9

7

10

0

11

10

2

1

13

3

12

11

1

12

9

3

0

14

4

10

12

2

13

8

4

1

15

5

9

13

3

14

7

5

2

12

6

8

14

4

15

6

6

3

11

7

8

15

5

14

4

7

4

10

8

6

16

6

13

3

8

5

9

9

4

17

7

12

2

9

6

8

10

3

18

8

11

1

10

7

7

11

2

19

9

10

0

11

8

6

12

1

20

10

9

1

12

9

5

13

0




Входа

Выхода

дес

X1

X2

X3

Y1

Y2

Y3

Y4

дес

0

0

0

0

0

1

0

0

4

1

0

0

1

1

1

1

1

15

2

0

1

0

0

1

1

0

6

3

0

1

1

0

1

1

0

6

4

1

0

0

0

0

1

1

3

5

1

0

1

1

0

1

1

11

6

1

1

0

0

1

1

1

7

7

1

1

1

1

0

0

0

8












Задание 2


Разработка коммутирующего устройства с приоритетом на трех выключателях.

Выключатель Х1 обладает наивысшим приоритетом. Пока он не включен, два других выключателя не влияют на выходной код. После включения первого выключателя начинает действовать Х2 (его приоритетность на 1 ниже). Если Х2 не включен, то выключатель Х3 на выходной код не влияет. Если Х2 включен, то далее начинает действовать и последний выключатель Х3 (его приоритет наиболее низкий).

Таким образом, возможны всего 4 вида входных сигналов, которые устройство должно различать
Таблица



Х1

Х2

Х3

1

0

любой

любой

2

1

0

любой

3

1

1

0

4

1

1

1


В соответствии с заданием выходная информация должна высвечиваться на 7 – сегментном светодиодном индикаторе. Пусть светодиоды на рис.3 являются сегментами светодиодного индикатора: a, b, c, d, e, f, g. Необходимо разработать схему подключения 7 – сегментного индикатора к замыкателям трех реле РЭС32. Для каждого из 4-х видов сигналов из таблицы необходима определенная индикация на 7-сегментном индикаторе. В следующей таблице приведены варианты заданий.


Таблица



Вид входного кода

Вариант
1
2
3
4

1

П

Н

А

Г

2

C

E

F

L

3

1

9

4

7

4

0

8

9

3

5

1

11

Е

П

6

Н

П

11

О

7

6

5

3

9

8

E

F

1

C

9

C

L

1

F

10

3

7

1

9

11

1

7

П

Г

12

0

8

А

П

13

Г

1

П

А

14

1

L

C

F

15

3

4

Н

9

16

Р

Е

F

I






Х1

Х2

Х3

A

B

C

D

E

F

G

1

0

*

*

0

0

0

0

1

1

0

2

1

0

*

0

0

0

1

1

1

0

3

1

1

0

1

0

0

1

1

1

0

4

1

1

1

1

0

0

0

1

1

1




Входа

Выхода

дес

X1

X2

X3

Y1

Y2

Y3




дес

1

0

*

*

0

0

0




1

2

1

0

*

1

0

0




L

3

1

1

0

1

1

0




C

4

1

1

1

0

1

1




F














Скачать файл (1991.5 kb.)

Поиск по сайту:  

© gendocs.ru
При копировании укажите ссылку.
обратиться к администрации
Рейтинг@Mail.ru