4.3 Описание регистров.
Регистры – самые распространенные узлы цифровых устройств. Они оперируют с множеством связанных переменных, составляющих число. Над числами выполняется ряд операций:
Прием
Выдача
Хранение
Сдвиг в разрядной сетке
Поразрядные логические операции
Регистры состоят из разрядных схем, в которых имеются триггеры и, чаще всего, также логические элементы.
В данном устройстве был использован восьмиразрядный синхронный реверсивный регистр сдвига. Логическая структура скопирована с микросхемы ИР13. УГО выглядит следующим образом:
Синхронную работу регистра обеспечивают входы выбора режима S0 и S1: режим хранения (входы S0=S1=0), параллельной загрузки (входы S0=S1=1),
сдвиг влево (входы
S0=0,S1=0), сдвиг
вправо (входы S0=1,S1=0).
D0..D7 –
параллельные входы. Вход SR-для
сдвига вправо, SL-для сдвига
влево. При параллельной загрузке данные,
подготовленные на входах D0..D7,появятся
на выходах Q0..Q7
после прихода очередного положительного
перепада тактового импульса на вход
C. Для обнуления регистра
необходимо на асинхронный вход сброса
подать низкий уровень напряжения.
Составление комбинационной схемы одноразрядного сумматора
Одноразрядным сумматором называется устройство, предназначенное для сложения двух одноразрядных двоичных чисел, которое имеет три входа и два выхода. Оно формирует из сигналов входных слагаемых и сигнала переноса из младших разрядов сигналы суммы и переноса в старший разряд.
Уравнения работы имеют вид:
=ab∨bc∨ac=
∨
∨
=
=
=((a→(b→0))→((b→(c→0))→0))←(a→(c→0))
Составим схему:
УГО одноразрядного сумматора выглядит следующим образом:
4.5 Описание работы мультиплексора.
Мультиплексоры – это устройства предназначенные для коммутации в необходимом порядке с нескольких входных линий на одну выходную. Мультиплексоры обладают одним выходом и двумя группами входов:
Информационные - входы, которые служат для приема информации.
Адресные – входы, выбирающие одну из линий.
Набор сигналов на адресных входах определяет конкретный информационный вход, который соединяется с выходом.
Разрешающий вход управляет одновременно всеми информационными входами, независимо от адресных входов и блокирует действие всего устройства. Это позволяет синхронизировать работу других устройств.
Рис. 4.2 условное обозначение мультиплексора с восмью информационными входами.
Риc.4.3 Схема одноразрядного мультиплексора
Входы
x0
и x1
информационные, вход V
адресный и сигнал на нём определяет с
какого из информационных передастся
сигнал на выход мультиплексора. Работа
мультиплексора описывается уравнением
.
Рис.4.4 схема рабты мультиплексора
Этот мультиплексор является основой для построения многоразрядного мультиплексора.
Его принцип работы представлю в таблице для наглядности:
a |
b |
C |
D |
F |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
1 |
A |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
1 |
2A |
0 |
1 |
1 |
0 |
0 |
0 |
1 |
1 |
1 |
3A |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
1 |
4A |
Таблица работы мультплексора.
Рис.4.5 Условное обозначение мультиплексора
Заключение.
В ходе выполнения курсового проекта была построена схема устройства для вычисления функции F=(А+В)*(В+С). В данной схеме была реализована возможность перевода последних 4 бита результата в коде с избытком 3.
В данной работе были разработаны схемы устройств, входящих в состав АЛУ: сумматоров, триггеров, регистров, мультиплексоров. Все элементы были расписаны в базисе импликации, логический 0.
Данное устройство может использоваться в различных применениях, где требуется выполнение заданной операции.
Список использованной литературы
Проектирование цифровых систем на комплектах микропрограммируемых БИС. Под редакцией В. Г. Колесникова.
Сергеев Н. П., Вашкевич Н.П. Основы вычислительной техники. – М.: Высшая школа.
Угрюмов Е.П. Проектирование элементов и узлов ЭВМ.
Фистер М. Логическое проектирование цифровых вычислительных машин.
Каган Б. М. «Электронные вычислительные машины и системы» / Б. М. Каган - М.: Радио и связь, 1992, - 422с.
Нешумова К.А. «Электронные вычислительные машины и системы» - М.: Высш.шк., 1989.-366с.
Стрыгин В.В.,Щарев Л.С «Основы вычислительной, микропроцессорной техники программирования» - М.: Высш.шк., 1989. -479с
Приложение А