Порядок выполнения работы. Прежде чем приступить к выполнению работы, необходимо изу­чить схему стенда, ознакомиться с расположением кнопок

Прежде чем приступить к выполнению работы, необходимо изу­чить схему стенда, ознакомиться с расположением кнопок, тумблеров на нем, программы электронного моделирования.

1. Провести синтез схемы в соответствии с заданием. Синтез схем провести в классическом базисе И, ИЛИ, НЕ, используя триг­геры типа D или J-K и элементы сложения по модулю два, И-НЕ и ИЛИ-НЕ.

2. Проверить наличие на сменном блоке блока счетчиков, ко­торый использовать как генератор кода (А₁В₁,А₂В₂,А₃В₃,А₄В₄). Необходимо выходы счетчика подключить к лампочкам индика­ции.

3. Собрать синтезированную схему, используя любые элементы наборного поля, выходы схемы подключить к лампочкам индикации a₁...a_i

4. Исследовать работу схемы в режиме одиночного сигнала:

- включить напряжение питания с помощью тумблера «Сеть» с обратной стороны макета, при этом загораются лампочки индикации прямых триггеров макета;

- подать на вход счетчика сигнал с генератора ГОИ; проверить правильность функционирования схемы (по лампочкам индикации) при последовательной подаче входных сигналов с помощью нажатия кнопки генератора ГОИ;

- проверить наладку, поиск и устранение возможных неисправно­стей в схеме.

5. Исследовать работу схемы в автоматическом режиме:

- к входу счетчика подключить вместо генератора ГОИ выход СИ (500 кГц), при этом лампочки индикации счетчика светятся в полнакала;

- включить цепь питания осциллографа с помощью кнопки «Пита­ние», переключить осциллограф в режим внешней синхронизации, на синхронизирующий вход осциллографа подать сигнал с выхода пере­носа счетчика* подключить один вход осциллографа к выходу СИ, а второй — к выходу исследуемой схемы;

- последовательно снять осциллограммы с выходов всех разрядов счетчика и выходов исследуемой схемы и установить правильность работы схемы;

- определить быстродействие схемы. Сравнить измеренное и тео­ретическое значения.

6. Показать преподавателю работу отлаженной схемы на экране осциллографа.

7. Отключить питание и разобрать схему.

Реализация компаратора в электронном виде представлена на рис.33

Рис. 33

Содержание отчета

1. Задание

2. Таблицы переходов и функции возбуждения или таблицы ис­тинности.

3. Структурная (принципиальная) схема.

4. Временные диаграммы.

5. Результаты исследований.

6. Анализ полученных результатов и выводы.

7. Подпись выполнившего работу

Контрольные вопросы

1. Дайте определение компаратора.

2. Объясните алгоритм синтеза схемы.

3. Какие микрооперации можно реализовать с помощью компара­тора.

4. Объясните полученные при исследовании данные.

Работа №7. МОДЕЛИРОВАНИЕ РАБОТЫ АЛУ

Арифметическое и логическое устройство (АЛУ) служит для выполнения арифметических и логических преобразований информации. В САПР WorkBench АЛУ может быть описано, как представлено на рис. 34. Здесь приняты обозначения:

В АЛУ:

A0’ … A3’ – первый операнд;

B0’ … B3’ – второй операнд;

F0’ … F3’ – результат;

S0 … S3 – управляющие переменные (в зависимости от них АЛУ будет делать те или иные операции);

СN – переменная, определяющая межразрядные переносы.

Если CN=L (Low=0), переноса нет; если CN=H (High=1), операции будут выполняться с переносом (к результату будет добавляться 1);

M – управляющая переменная, отвечающая за режим АЛУ (логические или арифметические операции):

М=0 Þ арифметические операции; М=1 Þ логические операции.

VCC – подключение питания;

GND – «земля»;

CN+4 – фиксация переноса в следующую тетраду.

Рис. 34

Для моделирования работы АЛУ потребуются ключи для разрядов операндов и лампочки для индикации правильности, также ключи понадобятся для всех управляющих переменных (S0 … S3, CN, M).

Поставим лампочки и на выходах АЛУ для проверки правильности результата.

Схема АЛУ будет функционировать согласно таблице 7.

Таблица 7

Selection S3 S2 S1 S0	M=H, Logic functions	M=L, arithmetic operations CN=L, no carry	M=L, arithmetic operations CN=H, with carry
0 0 0 0	_ F=A	F=A MINUS 1	F=A
0 0 0 1	__ F=AB	F= AB MINUS 1	F=AB
0 0 1 0	_ F=A+B	_ F= AB MINUS 1	_ F=AB
0 0 1 1	F=1	F=MINUS 1(2's comp)	F=Zero
0 1 0 0	___ F= A+B	_ F=A PLUS (A+B)	_ F=A PLUS(A+B) Plus 1
0 1 0 1	_ F= B	_ F=AB PLUS(A+B)	_ F=AB PLUS(A+B)Plus 1
0 1 1 0	_______ F= A "+" B	F=A MINUS B MINUS 1	F= A MINUS B
0 1 1 1	__ F= A+B	_ F= A+B	_ F= (A+B) PLUS 1
1 0 0 0	_ F= AB	F= A PLUS (A+B)	F=A PLUS(A+B)PLUS 1
1 0 0 1	F= A "+" B	F= A PLUS B	F=A PLUS B PLUS 1
1 0 1 0	F = B	_ F= AB PLUS (A+B)	F=AB PLUS (A+B)PLUS 1
1 0 1 1	F = A + B	F = (A + B)	F=(A+B)PLUS 1
1 1 0 0	F = 0	F = A PLUS A	F=A PLUS A PLUS 1
1 1 0 1	_ F = AB	F= AB PLUS A	F=AB PLUS A PLUS 1
1 1 1 0	F=AB	_ F=AB PLUS A	_ F=AB PLUS A PLUS 1
1 1 1 1	F = A	F = A	F= A PLUS 1

В файле ALU.ewb (см. рис. 35,) непосредственно моделируется работа АЛУ. Ключи управляются буквами, указанными в [ ].

Входы в АЛУ для операндов и выход для результата инверсные, для проверки правильности работы ко всем разрядам входа и выхода добавлены инверторы.

Для анализа работы АЛУ используются временные диаграммы. Для этого в файле ALU2.ewb подключается логический анализатор, а в роли счетчика используется логический конвертор (рис. 35).

Рис. 35

Диаграммы для работы АЛУ при логическом сложении выглядят следующим образом (рис. 36):

результат

Второй операнд

Первый операнд

Рис. 36

ПРИЛОЖЕНИЕ 1. Вспомогательные блоки САПР WorkBench

Дата добавления: 2015-06-27