Схемотехника ЭВМ, страница 8
Описание файла
Файл "Схемотехника ЭВМ" внутри архива находится в папке "Схемотехника ЭВМ". Документ из архива "Схемотехника ЭВМ", который расположен в категории "". Всё это находится в предмете "схемотехника" из 5 семестр, которые можно найти в файловом архиве МАИ. Не смотря на прямую связь этого архива с МАИ, его также можно найти и в других разделах. Архив можно найти в разделе "книги и методические указания", в предмете "схемотехника аэу" в общих файлах.
Онлайн просмотр документа "Схемотехника ЭВМ"
Текст 8 страницы из документа "Схемотехника ЭВМ"
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
Вариант | Число каналов | Тип триггеров | Схема формирования | Последовательность включения каналов | |
D | j-k | ||||
1 | 3 | + | Счетчик Джонсона | 1,1,2,2,3,3,3,1,… | |
2 | 5 | + | Счетчик | 3,4,3,1,2,2,3,1,… | |
3 | 5 | + | Счетчик | 1,2,4,4,3,2,2,3,… | |
4 | 3 | + | Счетчик Джонсона | 1,2,3,3,2,2,1,1,… | |
5 | 3 | + | Счетчик | 1,3,1,3,1,2,3,3,… | |
6 | 4 | + | Счетчик Джонсона | 1,2,2,3,3,4,… | |
7 | 4 | + | Счетчик | 1,2,1,3,3,4,4,4,… | |
8 | 5 | + | Счетчик Джонсона | 1,3,3,2,3,4,4,1,… | |
9 | 4 | + | Счетчик | 4,3,2,4,2,1,3,4,… | |
10 | 3 | + | Счетчик | 1,1,1,3,2,2,3,3,… | |
11 | 3 | + | Счетчик Джонсона | 3,1,2,3,3,2,1,1,… | |
12 | 4 | + | Счетчик | 1,1,1,3,2,3,4,… | |
13 | 3 | + | Счетчик Джонсона | 3,1,1,3,1,2,3,3,… | |
14 | 4 | + | Счетчик | 1,3,3,4,1,3,2,4,… | |
15 | 5 | + | Счетчик Джонсона | 4,2,2,3,3,1,1,2,… |
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:
Сложение в двоичной системе:
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
Третий вариант схемы сумматора можно получить, реализуя функцию с помощью элементов «Сложения по модулю два», а функцию переноса преобразуем к виду:
Соответствующая схема сумматора показана на рис. 8.1, а. Эта схема содержит минимальное число элементов и Соединений, потребляет мощность и имеет задержки переключения и
Рис. 8.1
В эквивалентности данных функций, приведенных выше, нетрудно убедиться. Кроме того, необходимо помнить, что комбинационный сумматор не обладает свойством памяти, коды слагаемых поступают на входы сумматора одновременно, выходные сигналы вырабатываются только во время действия входных сигналов.
Быстродействие одноразрядного комбинационного сумматора характеризуется временем установления выходных сигналов суммы и переноса после подачи входных сигналов. Наиболее важным с точки зрения быстродействия является время формирования сигнала переноса, так как при образовании многоразрядного сумматора из одноразрядных схем сигнал переноса может распространяться от разряда к разряду.
Одноразрядные комбинационные сумматоры часто используются для сложения последовательных кодов чисел (рис. 8.1, б), при этом слагаемые размещаются в сдвигающих регистрах и поразрядно передаются в сумматор, начиная с младшего разряда. Выработанный разряд суммы поступает на сдвигающий регистр результата, а перенос задерживается на время сдвига и затем поступает в сумматор одновременно с цифрами разряда слагаемых.
Четырехразрядный комбинационный сумматор с одновременным переносом. Перепишем уравнения i-ro разряда сумматора в несколько ином виде:
Введя дополнительные функции: – функцию генерирования переноса и – функцию распространения переноса, получим:
Запишем уравнения для суммы и выходного сигнала переноса четырехразрядного сумматора с одновременным переносом:
Важно, что все эти уравнения могут быть записаны в виде выражений, в который входят только, значения входных сигналов и четырехразрядного сумматора, т.е. в этой схеме осуществляется предварительное формирование сигнала переноса . Этот тип сумматора называют сумматором с одновременным (параллельным) переносом.
Задание
-
Собрать схему одноразрядного комбинационного сумматора, проверить его функционирование в соответствии с табл. 8.1, определить быстродействие.
-
Составить и собрать схему комбинационного сумматора для сложения последовательных кодов трехразрядных чисел (с использованием двух трехразрядных сдвигающих регистров и триггера-задержки переноса).
Порядок выполнения работы
-
Провести коммутацию исследуемой схемы.
1.1 провести коммутацию одноразрядного комбинационного сумматора (рис. 8.1. а), выходы и подключить на лампочки индикации . Подавая с переключательного регистра переменные и , и , и , проверить правильность функционирования сумматора по его таблице истинности (табл. 8.1);
1.2 собрать две схемы трехразрядного сдвигающего регистра РгА и РгВ на триггерах типа D или j-k c цепью циклического переноса (подробнее см. работу №5). Сигнал синхронизации (ГОИ) подать одновременно на все шесть входов С триггеров. Записав в сдвигающие регистры код 100 (с использованием входа ), проверить правильность работы регистров по лампочкам индикации;
1.3 закоммутировать триггер-задержку D, для чего на его вход С подать общий со сдвигающими регистрами сигнал синхронизации ГОИ, а на вход D — сигнал с выхода комбинационного
сумматора;
1.4 собрать полную схему последовательного сумматора (рис. 8.1, б) для чего перекоммутировать соединения с выходов переключательных регистров Т5 на выход РгА (3-й разряд), Т6 — на выходы РгВ, T7 - на выход триггера D. Разорвать цепь циклического переноса РгА и на его выход D подать сигнал с выхода сумматора Si;