Цифровые устройства и микропроцессоры
Решение задач на построение функциональной схемы трехразрядного накапливающего сумматора с параллельным переносом, используя одноразрядные полные сумматоры. Построение схемы электрической принципиальной управляющего автомата Мили для микропрограммы.
| Рубрика | Коммуникации, связь, цифровые приборы и радиоэлектроника |
| Вид | контрольная работа |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 07.01.2011 |
| Размер файла | 51,1 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Министерство общего и профессионального образования
Самарский государственный технический университет
Кафедра: Робототехнические системы
Контрольная работа
Цифровые устройства и микропроцессоры
Самара, 2001
Используя одноразрядные полные сумматоры построить функциональную схему трехразрядного накапливающего сумматора с параллельным переносом.
РЕШЕНИЕ:
Одноразрядный сумматор рис.1 имеет три входа (два слагаемых и перенос из предыдущего разряда) и два выхода (суммы и переноса в следующий разряд).
|
Таблица истинности одноразрядного сумматора. |
|||||
|
ai |
bi |
ci-1 |
Si |
Ci |
|
|
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|
|
0 |
0 |
1 |
1 |
0 |
|
|
0 |
1 |
0 |
1 |
0 |
|
|
0 |
1 |
1 |
0 |
1 |
|
|
1 |
0 |
0 |
1 |
0 |
|
|
1 |
0 |
1 |
0 |
1 |
|
|
1 |
1 |
0 |
0 |
1 |
|
|
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
Сумматоры для параллельных операндов с параллельным переносом разработаны для получения максимального быстродействия.
Для построения сумматора с параллельным переносом введем две вспомогательные функции.
Функция генерации - принимает единичное значение если перенос на выходе данного разряда появляется независимо от наличия или отсутствия входного переноса.
Функция прозрачности - принимает единичное значение, если перенос на выходе данного разряда появляется только при наличии входного переноса.
Сформируем перенос на выходе младшего разряда:
На выходе следующего разряда:
В базисе И-НЕ:
Накапливающий сумматор представляет собой сочетание сумматора и регистра. Регистр выполним на D-триггерах (рис. 2).
Построить схему электрическую принципиальную управляющего автомата Мили для следующей микропрограммы:
РЕШЕНИЕ:
Построение графа функционирования:
Управляющее устройство является логическим устройством последовательностного типа. Микрокоманда выдаваемая в следующем тактовом периоде, зависит от состояния в котором находится устройство. Для определения состояний устройства произведем разметку схемы алгоритма, представленной в микрокомандах (Рис. 1).
Полученные отметки а0, а1, а2, а3, а4 соответствуют состояниям устройства. Устройство имеет пять состояний. Построим граф функционирования.
Кодирование состояний устройства.
|
В процессе кодирования состояний каждому состоянию устройства должна быть поставлена в соответствие некоторая кодовая комбинация. Число разрядов кодов выбирается из следующего условия: , где М - число кодовых комбинаций, k - число разрядов. В рассматриваемом устройстве М = 5 k = 3. |
Таблица 1 |
||||
|
Состояние |
Кодовые комбинации |
||||
|
Q3 |
Q2 |
Q1 |
|||
|
а0 |
0 |
0 |
0 |
||
|
а1 |
0 |
0 |
1 |
||
|
а2 |
0 |
1 |
0 |
||
|
а3 |
0 |
1 |
1 |
||
|
а4 |
1 |
0 |
0 |
Соответствие между состояниями устройства и кодовыми комбинациями зададим в таблице 1.
Структурная схема управляющего устройства.
Построение таблицы функционирования.
|
Текущее состояние |
Следующее состояние |
Условия перехода |
Входные сигналы |
||||||||
|
обозначение |
Кодовая комбинация |
обозначение |
Кодовая комбинация |
Сигналы установки триггеров |
Управляющие микрокоманды |
||||||
|
Q3 |
Q2 |
Q1 |
Q3 |
Q2 |
Q1 |
||||||
|
а0 |
0 |
0 |
0 |
а1 |
0 |
0 |
1 |
Х1; Х2 |
S1 |
Y1; Y4 |
|
|
а0 |
0 |
0 |
0 |
а0 |
0 |
0 |
0 |
Х1 |
--- |
--- |
|
|
а0 |
0 |
0 |
0 |
а4 |
1 |
0 |
0 |
Х1; Х2 |
S3 |
Y5; Y8 |
|
|
а1 |
0 |
0 |
1 |
а2 |
0 |
1 |
0 |
--- |
S2; R1 |
Y2;Y3 |
|
|
а2 |
0 |
1 |
0 |
а3 |
0 |
1 |
1 |
--- |
S1 |
Y6;Y10 |
|
|
а3 |
0 |
1 |
1 |
а0 |
0 |
0 |
0 |
Х4 |
R2; R1 |
Y7 |
|
|
а3 |
0 |
1 |
1 |
а1 |
0 |
0 |
1 |
Х4 |
R2 |
--- |
|
|
а4 |
1 |
0 |
0 |
а0 |
0 |
0 |
0 |
Х3 |
R3 |
Y9 |
|
|
а4 |
1 |
0 |
0 |
а2 |
0 |
1 |
0 |
Х3 |
R3; S2 |
--- |
Таблица перехода RS триггера.
|
Вид перехода триггера |
Сигналы на входах триггера |
||
|
S |
R |
||
|
0 0 |
0 |
- |
|
|
0 1 |
1 |
0 |
|
|
1 0 |
0 |
1 |
|
|
1 1 |
- |
0 |
Запишем логические выражения для выходных значений комбинационного узла.
|
S1 Y1 Y4 = a0 |
|
|
S3 Y5 Y8 = X1 X2 a0 |
|
|
S2 R1 Y2 Y3 = a1 |
|
|
S1 Y6 Y10 = a2 |
|
|
R2 R1 Y7 = X4 a3 |
|
|
R2 = X4 a3 |
|
|
R3 Y9 = X3 a4 |
|
|
R3 S2 = X3 a4 |
Определим логическое выражение для каждой выходной величины.
|
S3 = X1 X2 a0 |
|
|
S2 = a1 X3 a4 |
|
|
S1 = a0 a1 |
|
|
R3 = X3 a4 X3 a4 |
|
|
R2 = X4 a3 X4 a3 |
|
|
R1 = a1 X4 a3 |
|
|
Y1 Y4 = a0 |
|
|
Y5 Y8 = X1 X2 a0 |
|
|
Y2 Y3 = a1 |
|
|
Y6 Y10 = a2 |
|
|
Y7 = X4a3 |
|
|
Y9 = X3a4 |
Построение логической схемы комбинационного узла.
Входящие в выражения значения a0, a1, a2, a3, a4, определяемые комбинацией значений Q3, Q2, Q1 могут быть получены с помощью дешифратора.
Подобные документы
Теоретические основы процессоров. Построение процессоров и их общая структура. Цифровые автоматы. Расчёт количества триггеров и кодирование состояний ЦА. Структурная схема управляющего устройства. Построение графа функционирования управляющего устройства.
курсовая работа [85,0 K], добавлен 08.11.2008Процесс разработки функциональной схемы автомата Мура для операции деления без восстановления остатка. Кодировка состояний переходов, системы логических функций, сигналов возбуждения, их минимизация. Построение функциональной схемы управляющего автомата.
курсовая работа [868,4 K], добавлен 07.04.2012Алгоритм работы автомата Мили в табличном виде. Графический способ задания автомата. Синтез автомата Мили на Т-триггерах. Кодирование состояний автомата. Таблицы кодирования входных и выходных сигналов. Таблица переходов и выходов абстрактного автомата.
курсовая работа [24,7 K], добавлен 01.04.2010Исследование абстрактного цифрового автомата Мили заданного устройства. Алгоритм его работы, таблицы прошивки и возбуждения постоянного запоминающего устройства. Составление функции возбуждения, функциональной и электрической принципиальной схемы.
курсовая работа [758,5 K], добавлен 18.02.2011Разработка функциональной и принципиальной схем управляющего устройства в виде цифрового автомата. Синтез синхронного счётчика. Минимизация функций входов для триггеров с помощью карт Карно. Синтез дешифратора и тактового генератора, функции выхода.
курсовая работа [1,5 M], добавлен 23.01.2011Описание принципа работы структурной электрической схемы устройства суммирования двоичных чисел. Назначение построения четырехразрядных двоичных сумматоров с параллельным переносом. Логические функции для выходов Si и Ci+1 одноразрядного сумматора.
реферат [139,5 K], добавлен 06.02.2012Этапы проектирования накапливающего сумматора, реализующего вычисление среднего арифметического. Общая схема алгоритма функционирования устройства. Разработка принципиальной электрической схемы: генератор импульсов, счетчик адреса, триггер приостановки.
курсовая работа [211,6 K], добавлен 28.09.2011Синтез цифровых схем, выбор элементной базы и анализ принципов построения управляющих автоматов с жесткой логикой. Граф-схемы алгоритмов умножения и деления чисел. Создание управляющего автомата типа Мили; выбор триггера, кодирование сигналов автомата.
курсовая работа [1,8 M], добавлен 18.09.2012Структурно–функциональное описание счетчика. Построение функциональной схемы синхронного автомата для 4-разрядного счетчика. Кодирование состояний автомата по критерию надежности функционирования. Логическое моделирование схемы функционального теста.
контрольная работа [105,8 K], добавлен 14.07.2012Разработка функциональной схемы системы автоматического управления дозированием песка. Описание технологического процесса. Построение электрической принципиальной схемы. Выбор и расчёт усилителей. Расчёт мостовой схемы, схемы сигнализации, суммирования.
курсовая работа [154,3 K], добавлен 25.09.2014
