Схемотехника ЭВМ0 (Нужная книга в ворде), страница 5

Минимизируя выражения с учетом запрещенных комбинаций и , получаем:

В базисе И-НЕ

Из последнего выражения видно, что для реализации нужно использовать одноступенчатую логику И-НЕ, а для реализации и – двухступенчатую логику, поэтому для выражения логики запишем:

На рис. 7.3 представлена схема трехканального распределителя сигналов на счетчике Джонсона, реализованного на триггерах типа D c инверсной связью выхода входа , формирующая заданную последовательность входа , формирующая заданную последовательность кодов.

В общем случае как число каналов распределителя, так и по-
следовательность их включения могут быть заданы достаточно
произвольно. При этом определяющей величиной для построения
схемы распределителя является не число каналов, а длина повто-
ряющейся последовательности номеров включаемых каналов. Эта
величина соответствует числу различных состояний схемы фор-
мирования кодов, и если она кратна степени 2, то в распредели-
теле используется полный дешифратор. В противном случае при-
меняется неполный дешифратор, функции которого минимизиру-
ются с учетом запрещенных состояний схемы формирования ко-
дов.

Выходы дешифратора с помощью логических схем объединяются
согласно повторению номеров на выделенном участке.

Порядок выполнения работы

Прежде чем приступить к выполнению работы, необходимо
изучить схему стенда. Включение источников питания разреша-
ется после проверки собранной схемы преподавателем или лабо-
рантом.

1. Синтезировать схему распределителя согласно заданию.

2. Собрать схему распределителя; на его вход подать сигнал с
генератора ГОИ, а выходы каналов подсоединить к лампочкам инди-
кации.

3. Исследовать работу схемы в одиночном режиме:
а) подключить к одному из выходов цифровой вольтметр;
б) включить напряжение питания;

в) установить в начальное состояние схему формирования после-
довательности соединений (при использовании переключательного
регистра после сброса триггеров все кнопки необходимо вернуть в ис-
ходное состояние);

г) проверить правильность функционирования собранной
схемы при подаче на вход одиночных сигналов с генератора
ГОИ;

д) снять потенциальные диаграммы сигналов с выходов распреде-
лителя;

е) выключить тумблер питания.

4. Исследовать работу схемы распределителя в автоматическом
режиме:

а) отключить цифровой вольтметр и вместо него подключить
осциллограф: один вход осциллографа — к генератору входного
сигнала, а второй — непосредственно к выходу распределителя (ос-
циллограф при этом должен находиться в режиме внешней синхронизации, синхронизация осуществляется от выхода триггера старшего разряда);

б) переключить вход распределителя С с выхода генератора ГОИ
на выход генератора синхроимпульсов СИ1 или СИ2. Включить тум-
блер питания:

в) зарисовать осциллограммы с выходов схемы формирования и
распределителя;

г) замерить величины длительности сигнала и паузы на уровне
0,5 амплитуды), время задержки сигналов на одном разряде распреде-
лителя и на всем устройстве в целом;

д) выключить тумблер питания.

5. Исследовать схему распределителя импульсов:

а) подать на незадействованные входы элементов И-НЕ дешиф-
ратора стробирующий импульс с выхода генератора синхроимпуль-
сов;

б) включить тумблер питания;

в) снять осциллограммы с выходов распределителя;

г) определить величины длительности импульса и паузы (на
уровне 0,5 амплитуды) на выходе схемы и сравнить с результата-
ми п.в;

д) отключить тумблер питания;

е) разобрать схему.

Содержание отчета

1. Наименование работы.

2. Цель работы.

3. Схемы распределителей (согласно заданию).
4. Перечень используемых приборов.
5. Результаты измерений, временные диаграммы.
6. Осциллограммы, снятые во время выполнения работы.
7. Анализ полученных результатов и выводы.
8. Подпись выполнившего работу.

Контрольные вопросы

1. Каково назначение распределителя сигналов?
2. Назовите типы распределителей сигналов.
3. Какова структура распределителя, дешифраторов?

4. Дайте сравнительные характеристики распределителя дешифра-
торов.

5. В чем особенности построения схем дешифраторов на элемен-
тах И-НЕ?

Варианты заданий

Работа №8. ИССЛЕДОВАНИЕ ПРИНЦИПОВ

ПОСТРОЕНИЯ СХЕМ СУММАТОРОВ

Цель работы: изучить структуры сумматоров; исследовать различные схемы сумматоров.

Сумматором называется операционное устройство ЭВМ, выполняющее арифметическое (без учета знака) сложение кодов чисел.

В зависимости от количества разрядов слагаемых, участвующих в операции, различают одноразрядные и многоразрядные сумматоры.

При сложении двух чисел независимо от системы счисления в каждом разряде суммирования три цифры: две цифры данного разряда слагаемых и цифра переноса из соседнего младшего разряда.

В результате сложения определяется две цифры: цифра данного разряда суммы и цифра переноса в следующий старший разряд.

Суммирование многоразрядных чисел производится путем их поразрядного сложения с учетом переносов между разрядами. Поэтому основным узлом многоразрядных сумматоров является комбинационный одноразрядный сумматор, который выполнят арифметическое сложение одноразрядных двоичных чисел , и перенос из предыдущего разряда , образуя на выходах значения суммы и переноса в старший разряд (см. табл. 8.1).

Сложение в десятичной системе:

1. 1-

1 | 1 | 4

+2 | 5 | 8

… - 3 - 2

Сложение в двоичной системе:

1- 1 -

1 | 1 | 1

+0 | 1 | 1

… - 1 - 0

Функции и после преобразования имеют вид:

Функцию удобно реализовать с помощью двух схем сложения по модулю два (исключающее ИЛИ).

Используем выражения (8.1) и (8.2) в качестве исходных при проектировании схемы одноразрядного комбинационного суммато­ра. Преобразовав согласно методике лабораторной работы №2 эти выражения к виду, удобному для реализации на элементах И-НЕ, получим:

Схема, реализующая эти функции, содержит три входных инвертора и девять элементов И-НЕ, имеет потребляемую мощность , задержки сигнала на выходах суммы и переноса .

При реализации сумматора на элементах И-ИЛИ-НЕ преобразуем выражения (8.1) и (8.2) к виду:

Схема содержит три входных инвертора и две схемы 3И-3И-3И-3И-4ИЛИ-НЕ и 2И-2И-2И-3ИЛИ-НЕ, имеет потребляемую мощность , задержки сигнала на выходах суммы и переноса