Цифровые устройства и микропроцессоры

Министерство общего ипрофессионального образованияСамарскийгосударственный технический университетКафедра РобототехническиесистемыКонтрольная работаЦифровые устройства и микропроцессорыСамара, 20011. Используя одноразрядные полные сумматоры построитьфункциональную схему трехразрядного накапливающего сумматора с параллельнымпереносом.РЕШЕНИЕ Одноразрядный сумматор рис.1 имеет три входа два слагаемыхи перенос из предыдущего разряда и два выхода суммы и переноса в следующийразряд .

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 Рис. 1 Сумматорыдля параллельных операндов с параллельным переносом разработаны для получениямаксимального быстродействия.Дляпостроения сумматора с параллельным переносом введем две вспомогательныефункции.Функция генерации принимаетединичное значение если перенос на выходе данного

разряда появляется независимоот наличия или отсутствия входного переноса. Функция прозрачности принимает единичное значение, если перенос на выходе данного разряда появляетсятолько при наличии входного переноса. Сформируем перенос на выходе младшего разряда Навыходе следующего разряда Вбазисе И-НЕ Накапливающийсумматор представляет собой сочетание сумматора и регистра. Регистр выполним наD-триггерах рис. 2 .

3. Построить схему электрическую принципиальнуюуправляющего автомата Мили для следующей микропрограммы РЕШЕНИЕ 1. Построение графа функционирования Управляющее устройство являетсялогическим устройством последовательностного типа. Микрокоманда выдаваемая в следующемтактовом периоде, зависит от состояния в котором находится устройство. Дляопределения 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 а0 Соответствие междусостояниями устройства и кодовыми комбинациями зададим в таблице 2. Структурная схема управляющего устройства. 3. 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 Таблицаперехода RS триггера. Вид перехода триггера Сигналы на входах триггера S R 0 0 0 - 0 1 1 0 1 0 0 1 1 1 - 4. Запишем логические выражения для выходных значенийкомбинационного

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 выходнойвеличины. S3 X1 X2 a0 S2 a1 X3 a4 S1 a0 a1 R3 X3 a4 X3 a4 R2 X4 a3 X4 a3 R1 a1 X4 a3 Y1 Y4 a0 Y5 Y8 X1 X2 a0 Y2

Y3 a1 Y6 Y10 a2 Y7 X4a3 Y9 X3a5. Входящиев выражения значения a0, a1, a2, a3, a4, определяемые комбинацией значений Q3,Q2, Q1 могут бытьполучены с помощью дешифратора.