Министерство общего и профессионального образования
Самарский государственный технический университет
Кафедра: Робототехнические системы
Контрольная работа
Цифровые устройства и микропроцессоры
Самара, 2001
Используя одноразрядные полные сумматоры построить функциональную схему трехразрядного накапливающего сумматора с параллельным переносом.
РЕШЕНИЕ:
Одноразрядный сумматор рис.1 имеет три входа (два слагаемых и перенос из предыдущего разряда) и два выхода (суммы и переноса в следующий разряд).
Таблица истинности одноразрядного сумматора. |
ai | bi | ci-1 | Si | Ci |
0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
0 | 0 | 1 | 1 | 0 |
0 | 1 | 0 | 1 | 0 |
0 | 1 | 1 | 0 | 1 |
1 | 0 | 0 | 1 | 0 |
1 | 0 | 1 | 0 | 1 |
1 | 1 | 0 | 0 | 1 |
1 | 1 | 1 | 1 | 1 |
Сумматоры для параллельных операндов с параллельным переносом разработаны для получения максимального быстродействия.
Для построения сумматора с параллельным переносом введем две вспомогательные функции.
Функция генерации – принимает единичное значение если перенос на выходе данного разряда появляется независимо от наличия или отсутствия входного переноса.
Функция прозрачности – принимает единичное значение, если перенос на выходе данного разряда появляется только при наличии входного переноса.
Сформируем перенос на выходе младшего разряда:
На выходе следующего разряда:
В базисе И-НЕ:
Накапливающий сумматор представляет собой сочетание сумматора и регистра. Регистр выполним на D-триггерах (рис. 2).
Построить схему электрическую принципиальную управляющего автомата Мили для следующей микропрограммы:
РЕШЕНИЕ:
Построение графа функционирования:
Управляющее устройство является логическим устройством последовательностного типа. Микрокоманда выдаваемая в следующем тактовом периоде, зависит от состояния в котором находится устройство. Для определения состояний устройства произведем разметку схемы алгоритма, представленной в микрокомандах (Рис. 1).
Полученные отметки а0, а1, а2, а3, а4 соответствуют состояниям устройства. Устройство имеет пять состояний. Построим граф функционирования.
Кодирование состояний устройства.
В процессе кодирования состояний каждому состоянию устройства должна быть поставлена в соответствие некоторая кодовая комбинация. Число разрядов кодов выбирается из следующего условия: , где М – число кодовых комбинаций, k – число разрядов. В рассматриваемом устройстве М = 5 k = 3. | Таблица 1 |
| Состояние | Кодовые комбинации |
|
| Q3 | Q2 | Q1 |
| а0 | 0 | 0 | 0 |
| а1 | 0 | 0 | 1 |
| а2 | 0 | 1 | 0 |
| а3 | 0 | 1 | 1 |
| а4 | 1 | 0 | 0 |
Соответствие между состояниями устройства и кодовыми комбинациями зададим в таблице 1.
Структурная схема управляющего устройства.
Построение таблицы функционирования.
Текущее состояние | Следующее состояние | Условия перехода | Входные сигналы |
обозначение | Кодовая комбинация | обозначение | Кодовая комбинация |
| Сигналы установки триггеров | Управляющие микрокоманды |
| Q3 | Q2 | Q1 |
| Q3 | Q2 | Q1 |
|
|
|
а0 | 0 | 0 | 0 | а1 | 0 | 0 | 1 | Х1; Х2 | S1 | Y1; Y4 |
а0 | 0 | 0 | 0 | а0 | 0 | 0 | 0 | Х1 | --- | --- |
а0 | 0 | 0 | 0 | а4 | 1 | 0 | 0 | Х1; Х2 | S3 | Y5; Y8 |
а1 | 0 | 0 | 1 | а2 | 0 | 1 | 0 | --- | S2; R1 | Y2;Y3 |
а2 | 0 | 1 | 0 | а3 | 0 | 1 | 1 | --- | S1 | Y6;Y10 |
а3 | 0 | 1 | 1 | а0 | 0 | 0 | 0 | Х4 | R2; R1 | Y7 |
а3 | 0 | 1 | 1 | а1 | 0 | 0 | 1 | Х4 | R2 | --- |
а4 | 1 | 0 | 0 | а0 | 0 | 0 | 0 | Х3 | R3 | Y9 |
а4 | 1 | 0 | 0 | а2 | 0 | 1 | 0 | Х3 | R3; S2 | --- |
Таблица перехода RS триггера.
Вид перехода триггера | Сигналы на входах триггера |
| S | R |
0 0 | 0 | - |
0 1 | 1 | 0 |
1 0 | 0 | 1 |
1 1 | - | 0 |
Запишем логические выражения для выходных значений комбинационного узла.
S1 Y1 Y4 = a0 |
S3 Y5 Y8 = X1 X2 a0 |
S2 R1 Y2 Y3 = a1 |
S1 Y6 Y10 = a2 |
R2 R1 Y7 = X4 a3 |
R2 = X4 a3 |
R3 Y9 = X3 a4 |
R3 S2 = X3 a4 |
Определим логическое выражение для каждой выходной величины.
S3 = X1 X2 a0 |
S2 = a1 Ъ X3 a4 |
S1 = a0 Ъ a1 |
R3 = X3 a4 Ъ X3 a4 |
R2 = X4 a3 Ъ X4 a3 |
R1 = a1 Ъ X4 a3 |
Y1 Y4 = a0 |
Y5 Y8 = X1 X2 a0 |
Y2 Y3 = a1 |
Y6 Y10 = a2 |
Y7 = X4a3 |
Y9 = X3a4 |
Построение логической схемы комбинационного узла.
Входящие в выражения значения a0, a1, a2, a3, a4, определяемые комбинацией значений Q3, Q2, Q1 могут быть получены с помощью дешифратора.
Другие работы по теме:
“Последовательный сумматор.”
В данной курсовой работе представлены теоретические сведения о сумматорах и их классификации. Подробно разобран последовательный сумматор и принцип его работы
Лазерная нанотехнология
Все компьютерные микропроцессоры изготавливаются на кремниевой подложке методом фотолитографии: свет, проходя через шаблон с рисунком схемы, формирует негатив этого рисунка на пластине, закладывая сплетение межсоединений.
Микроконтроллер системы управления (автосигнализация)
Проектирование специализированных радиоэлектронных устройств с применением микропроцессорных комплектов и цифровых микросхем среднего и малого уровней интеграции. Архитектура микроконтроллеров семейства INTEL8051. Программа устройства на Ассемблере.
Микроконтроллер системы управления
Проектирование микроконтроллера системы управления холодильника, разработка принципиальной электрической и общей функциональной схемы устройства. Описание работы специальной прикладной программы. Программа устройства на Ассемблере. Блок-схема программы.
Термостат
Министерство образования Российской Федерации УРАЛЬСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ КАФЕДРА РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ ИНФОРМАЦИОННЫХ СИСТЕМ
Интегральная и микропроцессорная схемотехника
Рабочая программа курса «Интегральная и микропроцессорная схемотехника» Введение . Роль интегральной электроники в развитии современной науки и техники. Этапы перехода от дискретных элементов к интегральным микросхемам. Успехи, достигнутые в области разработки полупроводниковых приборов и микросхемотехники.
Модуль оперативного запоминающего устройства
Министерство общего и профессионального образования Российской Федерации УРАЛЬСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ КАФЕДРА РЭИС модуль оперативного запоминающего устройства
Устройство контроля интенсивности движения через мост
Микропроцессоры являются основой совершенно нового поколения интеллектуальных машин. Разработанное устройство контроля интенсивности движения машин через мост позволяет наглядно рассмотреть возможности применения микропроцессорных систем в быту.
Цифровые компараторы
Принцип действия цифрового компаратора. Фиксация входного напряжения на уровнях, совместимых с логическими уровнями транзисторно-логических микросхем. Схема компаратора на операционном усилителе. Структура логического элемента одноразрядного компаратора.
Автомобильная сигнализация
Министерство образования РФ Уральский государственный технический университет Кафедра РЭИС Пояснительная записка к курсовой работе автомобильная сигнализация
Цифровые устройства и микропроцессоры
Решение задач на построение функциональной схемы трехразрядного накапливающего сумматора с параллельным переносом, используя одноразрядные полные сумматоры. Построение схемы электрической принципиальной управляющего автомата Мили для микропрограммы.
Разработка цифрового фильтра
Разработка алгоритма функционирования устройства. Разработка и отладка рабочей программы на языке команд микропроцессора. Составление и описание электрической принципиальной схемы. Расчет АЧХ устройства для заданных и реальных значений коэффициентов.
Проектирование цифрового регистрирующего устройства
Проектирование цифровых и логических схем, как основных узлов судовых управляющих и контролирующих систем. Основные компоненты структурной схемы и алгоритм функционирования цифрового регистрирующего устройства. Синтез и минимизация логических схем.
Автоматизация измерений
Направления автоматизации измерений. Применение микропроцессоров в измерительных приборах. Измерительно-вычислительный комплекс как автоматизированное средство измерений, имеющее в своем составе микропроцессоры. Номенклатура входящих в ИВК компонентов.
История развития микропроцессора
Министерство образования РФ Московский Государственный Индустриальный Университет Кафедра: №34 Реферат на тему: «история развития микропроцессоров»
Схема контроллера
Проектирование устройства для приема 8-разрядного параллельного кода данных из микропроцессорной системы по локальной компьютерной шине ISA и их передачи во внешнее устройство по последовательному интерфейсу с заданной скоростью и анализом готовности.
Автоматизированное проектирование
Особенности моделирования логических элементов в системе автоматизированного проектирования OrCAD 10.3, анализ его функционирования и оценка погрешности. Моделирование элементов иерархического уровня в системе автоматизированного проектирования GL–CAD.
Разработка контроллера матричной клавиатуры на микроконтроллере К1816ВЕ48
Введение Известно, что становятся доступными новые языки программирования высокого уровня, позволяющие в существенной степени избежать зависимости от ЭВМ и облегчить процесс программирования. Широкое распространение персональных компьютеров привлекает к использованию ЭВМ непрофессиональных программистов.
Устройства памяти
Text Graphics Презентацию выполняли Корепанова А Макрушина Т Graphics Устройства Памяти Устройства Памяти - устройства памяти данных, которые используются в компьютерах, чтобы хранить данные. Компьютер имеет много типов устройств памяти данных. Некоторые из них могут быть тематическими категориями как сменные Устройства Памяти данных и другие как не сменные Устройства Памяти данных.
История персональных компьютеров
Константинова Ю.В.4 ноября 2013 г. Оглавление Оглавление 1 Как работает компьютер 3 Системный блок 3 Монитор 3 Клавиатура. 4 Периферийные Устройства 5
Логическое устройство компьютера
Микропроцессор. Самым главным элементом в компьютере, его «мозгом», является микропроцессор — небольшая (в несколько сантиметров) электронная схема, выполняющая все вычисления и обработку информации. Микропроцессор умеет производить сотни различных операций и делает это со скоростью в несколько десятков или даже сотен миллионов операций в секунду.
Классы вычислительных машин
Здесь выделяют аналоговые (непрерывного действия); цифровые (дискретного действия); гибридные (на отдельных этапах обработки используются различные способы физического представления данных).
Устройства ввода вывода информации
Персональный компьютер Персональный компьютер – универсальная техническая система. Его конфигурацию можно гибко изменять по мере необходимости. Тем не менее, существует понятие базовой конфигурации.
Устройство ПК 3
Персональные компьютеры имеют четыре иерархических уровня памяти: микропроцессорная память; основная память; регистровая кэш-память; внешняя память.
Цифровые печатные машины
Цифровые печатные машины являются одним из результатов борьбы производителей печатной техники за рынок — эти устройства за последнее десятилетие уже существенно видоизменили отрасль полиграфии и продолжают это делать в наши дни.