Токхейм Р. - Основы цифровой электроники (1988)(ru) (775262), страница 37
Текст из файла (страница 37)
Как и в предыдущих случаях, понимание принципов работы схемы и проведенные проверки помогли локализовать неисправность. Быстро провести проверку удалось благодаря использованию логического пробника и генератора цифровых импульсов. В некоторых случаях специалист точно не уверен, какой именно логический уровень сигнала должен действовать на данном выводе микросхемы. В схемах, составленных из большого числа повторяющихся модулей (а таковыми являются почти все цифровые схемы), можно осуществлять проверку по принципу сравнения логических уровней на соответствующих выводах этих модулей. Так, в рассмотренной выше простейшей схеме регистра сдвига (рис. 8.10) можно было бы сравнить показания приборов на входах (или выходах) триггеров ТА и ТВ и трип еров ТС и ТВ. Это упрощает проверку цифровых схем.
еегнстеы сдвига 1. Соединяя три1теры друг с другом, можно получать регистры сдВЙГВ. передаются с выхода на вход регистра. 6. Регистры сдан~а способнзя сдвигать информацию как вправо, так И ВЛЕВО. 7. Промышленность выпускает боль- ШОС ЧИСЛО МНОГОЦСЛЕВЫХ УНИВЕР- сальных регистров сдвиг а. 8. Регистры сдвига широко используются в качестве временной буферной памяти н для сдвиза информации. Они находят и другие применения в электронных цифровых системах. 2. Регистры сдан|а обладают па мятью и способны сдвигать Введенную в них информацию.
3. Последовательный регистр сдвига позволяет вводить на каждом тактовом импульсе только 1 бит информации. 4. Параллельный регистр сдвига по зволяет Вводить все информационные биты одновременно. В кольцевом ре~истре данные Итоговые заданно к изучаемой главе комбинапию 00!! 1 в 5-разрядный регистр сдвига (из и. 1) после его очистки.
Еще раз обратимся к регистру сдвига из задания 1. Определите содержимое этого регистра после прохождения тактовых импульсов„ указанных ниже в п. б-д. Предполагается, что на информационном входе регистра установлен О. а. Исходное состояние выхода: 01001 (А=О, В=1, С= =О, 0=0, Е=1). б. После одного тактового импульса: в. После двух тактовых импульсов: б. Строка 13: в. Строка 14: 3. Объясните„как г. Строка 15: г. После трех тактовых импульсов: Основные результаты главы 1. Нарисуйте схему 5-разрядного после- довательного реги- стра сдвига вправо.
Используйте пять 5. 13-тризтеров. Обо- значьте входы: «Данные», СЕК и С1Я. Обозначьте выходы А, В, С, 11 и Е. Полученная схема будет похожа на схему регистра на рис. 8.2. 2. Объясните, как мож- но очистить (устано- вить в состояние 00000) 5-разрядный регистр сдвига из задания 1, можно ввести (загрузить) двоичную комбинацию 10000 в 5-разрядный регистр сдвига (из задания 1) после его очистки. 4. Объясните, как можно ввести (загрузить) двоичную д.
После четырех тактовых импульсов: 6. Обратимся к табл. 8.1. Предположим, что в строках 12 — 15 на информационном входе (столбец «Данные») оставлена 1. Определите состояния выходов последовательного регистра сдвига, которые нужно было бы занести в таблицу при этих условиях. а. Строка 12: 7. Обратимся к табл. 8.2. В параллельном регистре сдвига, реализованном на 3К- триггерах Развалы выходного индикатора Лада.ыа данна*,в 0 0 0 0 0 .
1 1 1 0 0 1 1 1 1 1 1 0 0 1 1 1 0 1 и Рнс. ВЛ1. Задача о последовательностп пмпульсав на входах уннаерсвльного регвстра сдввгв 74194. (рис. 8.4,б), для загрузки данных с информационных входов нужно подать (ни одного, один, три, четыре) тактовый(ых) импульс(а). 8. В параллельном регистре сдвига на микросхеме 74!94 (рис. 8.8) для занесения данных через входы параллельной загрузки нужно подать (ни одного, один, три, четыре) тактовый(ых) импульс(а).
9. Более простую схемную реализацию имеет (последовательный, параллельный) регистр сдвига. 10. Загрузка данных осуществляется проще в (последовательном, па- раллельном) регистре. сдвига. 11, Назовите некоторые применения регистров сдвиг'а в цифровых системах. 12. Для ответов на вопросы по универсальному регистру сдвига 74!94 в п. а — и (см. ниже) используйте рис.
8.6. а. Какова разрядность данного регистра сдвига? б. Назовите 4 режима работы этого регистра. в. Каково назначение управляющих входов (50, 81) в микросхеме 74!94? г. При подаче активного уровня сигнала на вход блокируется действие остальных входов. д. Сколько и каких триггеров используется в этом регистре сдвига? е. Регистр сдвигает данные на (фронте, срезе) тактового импульса. ж. Что означает режим блокировки? з. По определению «сдвиг влево» означает сдвиг данных от разряда к разряду (используйте обозначения разрядов). го Загрузка регистра может осуществляться (только последовательно, только параллельно; как последовательно, так и параллельно) РеГистРы сдВИГА мины: «очистка», «блокировка», «сдвнг вправо», «сдвиг влево», «параллельная загрузка».
14. Определите содержимое регистра на Ответы к заданиям Лля самопроверки 1. Последовательного. 2. После импульса а:000 Ь: !00 с: 010 д: 001 е: 000 !': 100 3. Один бит информации 4. Параллельного 5. Импульс еп очистка Ь: параллельная загрузка с: сдвиг вправо Г(: сдвиг вправо е: сдвиг вправо !': параллельная загрузка д: сдвиг вправо Ь: сдвиг вправо б.
После импульса Гп 000 Ь: 010 с: 001 Г(: 100 е: 010 !': 101 9: 110 Ь: 011 7. 1. Очистка 2. Параллельная загрузка 3. Сдвиг вправо 4. Сдвиг влево 5. Блокировка 8. Параллельной загрузки 9. Блокировки 10. Фронте; НИЗКОГО, ВЫСОКОГО 1!. ВЫСОКИЙ; одною 12. Блокировки 13. 1, 0; последовательно~о; сдвига вправо 14.
0000 (очистки) 15. Логическая ! не сдвигается в позицию (разряд) !9 16. На выходе Д (вывод 9) трипера Т0 имеет место плавающий потенциал; в микросхеме 7474 ненсг.равны триперы ТС н Т0. 17. Необходимо заменить микросхему 7474 (триггеры ТС и Т)9) новой 18. Генератор цифровых импульсов, логический пробник 13. Назовите режим работы универсального регистра сдвига 74194 (рис. 8.11) во время действия каждого нз 8 тактовых импульсов. Используйте тер- рис. 8.11 после про- хождения каждого из 8 тактовых им- пульсов (А-крайний левый разряд, 0-крайний правый разряд).
Глава 9 Арифметические устройства Сейчас уже трудно представить себе нашу жизнь без ЗВМ и калькуляторов. Более всего поражает способность этих «умных» машин с фантастической скоростью и точностью выполнять арифметические операции. В данной главе рассматриваются по~ические схемы, которые способны реализовывать операции сложения и «ычимаиил. (Само собой разумеется, что зти операции вьшолня,отея над двоичными числами.) Сумматоры и вычитатели можно получить, соединяя друг с другом обычные логические элементы. 9.1. Двоичное сложение сложеине лвомииых ЧИСЕЛ Напомним, что крайний левый разряд двоичного числа, такого, например, как 101011, называют самым сгйршим уазрщ~м (Я'„Я), а крайний правый разряд —,саь(ым, ь)ла)1шйм йазруйщ',(ЩР).
Напомним также, что разряды" представ-' ленного двоичного числа в порядке возрастания старшинства (справа налево) имеют веса: 1, 2, 4, 8, 16 и 32 (разряд единиц, разряд двоек, разряд четверок и т.д.). Вы, вероятно, еще не забыли, как изучали в школе таблицы сложения и вычитания. Это была довольно трудная задача, поскольку в десятичной системе счисления так много различных комбинаций. В данном разделе мы будем иметь дело с гораздо более простой задачей сложения двоичных чисел. Поскольку в двоичных числах присутствуют только две цифры (1 и 0), таблица сложения исключительно проста.
Она приведена на рис. 9.1,а. Как и в случае сложения десятичных чисел, три первых результата очевидны. Что же касается последней задачи (1+ 1), то при сложении десятичных чисел в данном случае в ответе получилось бы число 2. В двоичной системе 2 записывается как 10. Таким образом, при двоичном сложении 1 + 1 = 0 плюс перенос ! в соседний старший двоичный разряд. На рис. 9.1,б приведено несколько примеров сложения («столбиком») двоичных чисел.
Рядом (справа) складываются соответствующие десятичные числа, так что вы можете проверить свои способности в двоичном сложении. Первый пример — сложение двоичных чисел 101 и 10; в результате получается 111 (десятичное число 7). При этом непосредственно используются правила сложения из таблицы на рис. 9.1,а. Второй пример (рис. 9.1,б)-сложение двоичных чисел 1010 и 11. Здесь вы должны учесть, что 1+1=0 АРИФМЕТИЧЕСКИЕ УСТРОЙСТВ* О +О О 1 О +О 1 1 ! +1 1!)!' Перенос 1 ос Перепас 1О! !О + 10 +Е ' 3 111 7 !з Рис. 9.1.
б « †сабли двоичного сложения; б †приме иа двоичное сложение. в разряде двоек плюс перенос ! в разряд четверок (на это указывает стрелка «Перенос»). В результате получается 1101 (десятичное число 13). В третьем примере на рис. 9.1, б двоичное число 11010 прибавляется к числу 1100. Два раза 1 переносится в соседние старшие разряды; ответ: 100110 !десятичное число 38). Еще один пример на сложение двоичных чисел представлен на рис. 9.2,а. Решение выглядит простым, пока мы не доходим до разряда двоек, где нужно найти двоичную сумму 1+ 1+ 1.
В десятичной системе счисления эта сумма равна 3, что соответствует двоичному числу 11. Этот случай не отражен в таблице сложения на рис. 9.1,бе Если вы внимательно посмотрите на рис. 9.2, то увидите, что сумма 1 + 1 + 1 может возникнуть в любом разряде, исключая разряд единиц. Таким образом, таблица сложения на рис. 9.1, а справедлива только для разряда единиц. В новую (сокращенную) таблицу сложения на рис.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
