Часть 3. Сумматоры

Цель работы: изучение принципов построения и функционирования классических параллельных многоразрядных двоичных сумматоров.

При подготовке к выполнению работы необходимо:

1. Пользуясь справочной литературой, ознакомиться с номенклатурой ИС параллельных двоичных сумматоров, входящих в серию 155.

2. Выписать для последующего занесения в отчет условно-графические обозначения и таблицы истинности ИС сумматоров из указанной номенклатуры, разобравшись при этом с функциональным назначением и особенностями каждого входа и выхода.

Для выполнения работы необходимо:

1. Установить сменную плату 3 в разъеме на передней панели стенда.

2. Включить питание стенда тумблером на задней панели стенда.

3. Установив на передней панели стенда технологическую карту 3.3, исследовать работу сумматора К155ИМ3. Процесс исследования состоит в проведении:

а) суммирования двух различных пар произвольно выбранных четырехразрядных чисел без знака;

б) вычитания двух различных пар произвольно выбранных четырехразрядных чисел со знаком (4-й разряд - знаковый), используя ручной перевод чисел в обратный код;

в) вычитания двух различных пар произвольно выбранных четырехразрядных чисел со знаком (4-й разряд - знаковый), используя ручной перевод чисел в дополнительный код.

Результаты выполнения операций проверить вручную.

Одно из слагаемых (A) подается на входы сумматора непосредственно с тумблеров SA1 - SA4 и контролируется с помощью светодиодов HL2 - HL5. Второе слагаемое (B) подается на входы сумматора с выходов регистра, куда оно должно быть предварительно введено. Ввод слагаемого в регистр осуществляется в параллельном режиме работы регистра. Режим работы регистра задается уровнем на входе V регистра, который подключен к тумблеру SA5 (V=1 - параллельный режим). В параллельном режиме код, набранный с помощью тумблеров SA1-SA4, по нажатию кнопки SB1 вводится в регистр. Контроль кода, введенного в регистр, осуществляется с помощью светодиодов HL6 - HL9, подключенных к выходам регистра. Сумма дешифруется в блоке индикации и высвечивается в виде шестнадцатеричного числа на восьмисегментном индикаторе HG1. Входной сигнал переноса P0 подается через инвертор от кнопки SB3. Выходной сигнал переноса P4 индицируется с помощью светодиода HL1. Результатом исследования является сопоставление сумм и разностей, полученных при выполнении сумматором и вручную.

Для получения зачета по работе необходимо:

1. Оформить и сдать отчет, содержащий условно-графическое обозначение исследованной ИС, ее внутреннюю структуру и таблицу истинности для одного разряда. Кроме того, в отчет необходимо включить условно-графические обозначения и таблицы истинности других ИС сумматоров серии 155, изученных при подготовке к лабораторной работе.

2. В соответствии с вариантом, заданным преподавателем, выполнить одно из индивидуальных заданий, список которых приводится ниже.

Индивидуальные задания к лабораторной работе по теме «Сумматоры»

1. Используя необходимое количество любых логических элементов, построить принципиальную схему двухразрядного полного параллельного сумматора.

2. Используя 1 корпус ИС К155ИМ3, построить с ее помощью два независимых одноразрядных полных сумматора.

3. Используя 2 корпуса ИС К155ИМ3 и необходимое количество любых логических элементов, построить схему одной декады сумматора в коде с избытком 3.

4. Используя 1 корпус ИС К155ИМ3, построить схему преобразователя одной декады кода 5421 в код 8421.

5. Используя 2 корпуса ИС К155ИМ3 и необходимое количество любых логических элементов, построить схему преобразователя одной декады кода 8421 в код 5421.

6. Используя 1 корпус ИС К155ИМ3 и необходимое количество любых логических элементов, построить схему четырехразрядного цифрового компаратора с тремя выходными функциями (<, >, = ).

7. Используя 4 корпуса ИС К155ИМ2 и необходимое количество любых логических элементов, построить схему одной декады сумматора в коде 8421.

8. Используя 2 корпуса ИС К155ИМ3 и необходимое количество любых логических элементов, построить схему одной декады сумматора в коде 8421.

9. Используя 2 корпуса ИС К155ИМ3 и необходимое количество любых логических элементов, построить схему преобразователя восьмиразрядного (восьмой разряд - знаковый) дополнительного кода в прямой.

10. Используя 2 корпуса ИС К155ИМ3 и необходимое количество любых логических элементов, построить схему преобразователя одной декады кода 8421 в код 2421.

11. Используя 2 корпуса ИС К155ИМ3 и необходимое количество любых логических элементов, построить схему преобразователя двоичного четырехразрядного числа в двоично-десятичное в коде 8421.

12. Используя 2 корпуса ИС К155ИМ2 и необходимое количество любых логических элементов, построить схему четырехразрядного цифрового компаратора с тремя выходными функциями (<, >, = ).

Методические указания по выполнению задания

Для выполнения индивидуальных заданий к лабораторной работе по теме «Сумматоры» необходимо изучить и усвоить соответствующие разделы учебного пособия [1, с.98-101]. Этого достаточно для выполнения вариантов №1 и №2. Для выполнения вариантов №3, №4, №5, №7, №8, №10, №11, кроме того, необходимо изучить алфавиты двоично-десятичных кодов и правила выполнения арифметических операций в этих кодах [1, с.22-23]. Для выполнения вариантов №6, №9, №12 следует изучить правила формирования и взаимного преобразования кодов, используемых для представления чисел со знаком [1, с.20-21]. Кроме того, целесообразно решить соответствующие задачи из учебно-методического пособия для проведения практических занятий [2, рис. 2.25-2.30].