Порядок выполнения работы. Прежде чем приступить к выполнению работы, необходимо изучить схему стенда

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 индикации.

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 последовательности 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 распределителя;

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
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 распределителя и на всем устройстве в целом;

д) выключить тумблер питания.

5. Исследовать схему распределителя импульсов:

а) подать на незадействованные входы элементов И-НЕ дешифратора стробирующий импульс с выхода генератора синхроимпульсов;

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

Вариант	Число каналов	Тип триггеров	Схема формирования	Последовательность включения каналов
D	j-k
		+		Счетчик Джонсона	1,1,2,2,3,3,3,1,…
			+	Счетчик	3,4,3,1,2,2,3,1,…
		+		Счетчик	1,2,4,4,3,2,2,3,…
			+	Счетчик Джонсона	1,2,3,3,2,2,1,1,…
			+	Счетчик	1,3,1,3,1,2,3,3,…
		+		Счетчик Джонсона	1,2,2,3,3,4,…
			+	Счетчик	1,2,1,3,3,4,4,4,…
		+		Счетчик Джонсона	1,3,3,2,3,4,4,1,…
			+	Счетчик	4,3,2,4,2,1,3,4,…
		+		Счетчик	1,1,1,3,2,2,3,3,…
			+	Счетчик Джонсона	3,1,2,3,3,2,1,1,…
			+	Счетчик	1,1,1,3,2,3,4,…
		+		Счетчик Джонсона	3,1,1,3,1,2,3,3,…
		+		Счетчик	1,3,3,4,1,3,2,4,…
		+		Счетчик Джонсона	4,2,2,3,3,1,1,2,…

Работа №5. ИССЛЕДОВАНИЕ ПРИНЦИПОВ

ПОСТРОЕНИЯ СХЕМ СУММАТОРОВ

Цель работы: изучить структуры и 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. 4).

Сложение в десятичной системе счисления:

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

Используем полученные выражения в качестве исходных при проектировании схемы одноразрядного комбинационного суммато­ра. Преобразовав 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 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. 28,а. Эта схема содержит минимальное число элементов и соединений, по­требляет мощность и имеет задержки переключения и

Рис. 28

В эквивалентности данных функций, приведенных выше, нетрудно убедиться. 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 (ОКС) 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 разработке многоразрядного сумматора на базе ОКС сиг­нал переноса может распространяться от разряда к разряду.

ОКС часто используются для сложения последовательных кодов чисел (рис. 28,б), при этом слагаемые размещаются в сдвигающих регистрах и поразрядно пере­даются в ОКС, начиная с младшего разряда. Полученный 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 генерации 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 которые 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

1. Собрать схему ОКС, проверить его функционирование в соответствии с табл. 4, опреде­лить быстродействие.

2. Составить и собрать схему комбинационного сумматора для сложения последовательных кодов трехразрядных чисел (с использованием двух трехразрядных сдвигающих регистров и триггера-задержки переноса).

Дата добавления: 2015-06-27