Контрольная работа: Цифровые устройства и микропроцессоры

Министерство общего и профессионального образования

Самарский государственный технический университет

Кафедра: Робототехнические системы

Контрольная 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.

a_i

b_i

c_i-1

S_i

C_i

Рис. 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).

Рис. 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	---