|
|
Контрольная: Сумматор с параллельным переносом и автомат Мили
Контрольная: Сумматор с параллельным переносом и автомат Мили
Министерство общего и профессионального образования Самарский государственный технический университет Кафедра: Робототехнические системыКонтрольная работа Цифровые устройства и микропроцессоры Самара, 2001 |
|
1. 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).
2.
3. Построить схему электрическую принципиальную управляющего автомата
Мили для следующей микропрограммы:
РЕШЕНИЕ:
1. 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.
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 | --- |
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 |
4. 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 Ú X3 a4 | S1 = a0 Ú a1 | R3 = X3 a4 Ú X3 a4 | R2 = X4 a3 Ú X4 a3 | R1 = a1 Ú X4 a3 | | Y1 Y4 = a0 | Y5 Y8 = X1 X2 a0 | | Y2 Y3 = a1 | | Y6 Y10 = a2 | | Y7 = X4a3 | | Y9 = X3a4 |
5. 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.
|
|
