Студопедия

КАТЕГОРИИ:


Архитектура-(3434)Астрономия-(809)Биология-(7483)Биотехнологии-(1457)Военное дело-(14632)Высокие технологии-(1363)География-(913)Геология-(1438)Государство-(451)Демография-(1065)Дом-(47672)Журналистика и СМИ-(912)Изобретательство-(14524)Иностранные языки-(4268)Информатика-(17799)Искусство-(1338)История-(13644)Компьютеры-(11121)Косметика-(55)Кулинария-(373)Культура-(8427)Лингвистика-(374)Литература-(1642)Маркетинг-(23702)Математика-(16968)Машиностроение-(1700)Медицина-(12668)Менеджмент-(24684)Механика-(15423)Науковедение-(506)Образование-(11852)Охрана труда-(3308)Педагогика-(5571)Полиграфия-(1312)Политика-(7869)Право-(5454)Приборостроение-(1369)Программирование-(2801)Производство-(97182)Промышленность-(8706)Психология-(18388)Религия-(3217)Связь-(10668)Сельское хозяйство-(299)Социология-(6455)Спорт-(42831)Строительство-(4793)Торговля-(5050)Транспорт-(2929)Туризм-(1568)Физика-(3942)Философия-(17015)Финансы-(26596)Химия-(22929)Экология-(12095)Экономика-(9961)Электроника-(8441)Электротехника-(4623)Энергетика-(12629)Юриспруденция-(1492)Ядерная техника-(1748)

Моделирование регистров

Практическая работа №4

Цель

Целью практической работы является моделирование работы цифровых регистров.

 

Краткие теоретические сведения Регистры ­ это узлы ЭВМ, служащие для хранения информации в виде машинных слов

или их частей, а также для выполнения над словами некоторых преобразований. С помощью регистра можно выполнять следующие операции:

•установка всех разрядов регистра в состояние логического нуля или логической единицы;

•прием и хранение в регистре и ­разрядного слова;

•сдвиг хранимого в регистре слова вправо или влево на заданное число разрядов;

•преобразование параллельного двоичного кода в последовательный, и наоборот.

Регистр состоит из связанных друг с другом триггеров, каждый из которых служит для

хранения 0 или 1. Количество триггеров определяет разрядность регистра.

Рис. 1. Условное обозначение (а) и функциональная схема (б) двухразрядного регистра

В зависимости от выполняемых функций регистры подразделяются на параллельные и сдвиговые.

На рис. 1, а приведено условное обозначение простейшего двухразрядного параллельного регистра, выполненного на RST-­триггерах, а на рис. 15, б показана его функциональная схема. Для записи информации в двоичном коде сначала выполняют операцию обнуления триггеров путем подачи соответствующих сигналов на все и S­входы. После этого через S­-входы осуществляют либо переключения триггеров (для записи «1»), либо не меняют их состояния (для сохранения «0»). Считывание информации, заключенной в регистре, производится с Q­ выходов триггеров регистра.

Важнейшими показателями регистра являются число разрядов и быстродействие устройства. Низкое быстродействие ограничивает максимальную частоту тактовых импульсов системы управления, которая обеспечивает запись, считывание и простейшую обработку информации.

Операция сдвига достигается в сдвиговых регистрах путем перемещения информации вправо и влево ­ в соответствии с операциями деления и умножения двоичных чисел на значения (n=0, 1, 2...). В регистрах сдвига обычно применяют соединенные последовательно D­-триггеры с тремя входами: информационным (D­-вход), сдвигающим (С-­вход) и установочным (R­- вход). При этом C­ и R-­входы всех триггеров объединяют для одновременного управления (при сдвигах или установке нуля) всем устройством.

Задание на практическую работу

1. Смоделировать работу параллельного четырехразрядного регистра на RS-триггерах, схема которого представлена на рис. 2. Ключи D0­-D3 обеспечивают подачу на соответствую­щие разряды регистра записываемого четырехразрядного слова, т.е. сигналов логического нуля или логической единицы. При подаче сигнала логической единицы с ключа. Запись записываемое слово начинает воздействовать на входы SRS­- триггеров через элементы И (AND).

Рисунок 2

 

Запись слова в регистр производится по сигналу запуска процесса моделирования (Simulation Start), что может быть проконтролировано на дисплеях Q0-­Q3.

Запишите в регистр произвольное четырехразрядное двоичное слово и убедитесь в правильности его записи.

Считывание хранимого в регистре слова может осуществляться в прямом или обратном коде, в зависимости от положения ключей Считывание в прямом коде/Считывание в обратном коде. Считывание производится по сигналу запуска процесса моделирования

(Simulation Start).

Произведите считывание записанного в регистре слова в прямом и обратном коде и убедитесь в правильности его считывания.

Обнуление всех разрядов регистра производится путем подачи сигнала логической

единицы с ключа Установка 0 и запуска процесса моделирования. Произведите обнуление всех разрядов регистра.

Рисунок 3

 

2. Смоделировать работу четырехразрядного сдвигающего регистра на 0­триггерах, схема которого представлена на рис. 3. В схеме моделирования применяются D­-триггеры на основе JK­-триггеров, которые моделировались в предыдущей лабораторной работе. Требуется собрать схему D­-триггера в соответствии с рис. 18 в отдельном окне моделирования, выделить все элементы схемы и, используя опцию меню Редактирование\Создать подсистему (Edit\Create Subsystem), создать блок D­-триггера, который будет использован в схеме моделирования сдвигающего регистра (рис. 4).

Рисунок 4

В схеме моделирования применяются блоки Память (Memory), которые находятся в библиотеке Simulink/Non­linear и необходимы для запоминания предыдущего состояния триггеров в процессе моделирования. В схеме моделирования используются два блока Ступенчатое воздействие (Step, Stepl), которые в комбинации с сумматором формируют одиночный импульс на входе сдвигающего регистра. В блоке Step нужно установить Step time: 1, Initial value: 0, Final value: 1. В блоке Stepl нужно установить Step time: 2, Initial value: 0, Final value: ­1. Последовательный сдвиг импульса на один разряд от триггера D к триггеру D3 будет осуществляться с приходом каждого нового синхроимпульса от генератора синхроимпульсов Clock.

Результатом моделирования должна быть временная диаграмма на осциллографе (рис. 5), иллюстрирующая последовательный сдвиг импульса от триггера D к триггеру D3 с приходом на вход регистра каждого нового синхроимпульса.

Контрольные вопросы

1.Каково назначение регистров?

2.Перечислите операции, которые можно выполнить над словами, хранящимися в регистре.

3.Назовите различия между регистрами параллельными и сдвиговыми.

4.Каким арифметическим операциям соответствует операция сдвига числа, хранящегося в сдвиговом регистре?

5.Какие элементы из библиотек системы Simulink необходимо использовать при моделировании работы регистров?

6.Как выглядит стандартизированное условное изображение регистра?

Содержание отчета

1.Титульный лист по форме.

2.Название и цель работы.

3.Схемы моделирования.

4.Результаты моделирования в форме временных диаграмм с указанием единиц измерения и значений переменных.

5.Выводы.

 

<== предыдущая лекция | следующая лекция ==>
Решение. Пример 2. Дан прямой круговой конус АВС равносторонний, ВО = 10 | Моделирование счетчиков
Поделиться с друзьями:


Дата добавления: 2015-07-13; Просмотров: 2066; Нарушение авторских прав?; Мы поможем в написании вашей работы!


Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет



studopedia.su - Студопедия (2013 - 2024) год. Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав! Последнее добавление




Генерация страницы за: 0.011 сек.